JPH0127521B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0127521B2 JPH0127521B2 JP58026543A JP2654383A JPH0127521B2 JP H0127521 B2 JPH0127521 B2 JP H0127521B2 JP 58026543 A JP58026543 A JP 58026543A JP 2654383 A JP2654383 A JP 2654383A JP H0127521 B2 JPH0127521 B2 JP H0127521B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric constant
- rate
- temperature change
- weight
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は誘電率が高く、特にその温度変化率が
著しく小さく、さらには交流電圧特性の安定した
高誘電体磁器の製造方法に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来より高誘電率を持つ磁器誘電体として、チ
タン酸バリウムを主成分とした磁器が用いられて
いることは、すでに公知である。これらの磁器
は、高誘電率を持ちコンデンサ材料として多く用
いられているが、誘電率が高くなる程、温度に対
する誘電率の変化が大きくなり、誘電率が4000
（20℃において）以上になると誘電率の温度によ
る変化率が50％以上（20℃〜85℃において）とな
り、また電圧によつても容量が大きく変化するた
め高誘電率の磁気誘電体を利用して、小型大容量
のコンデンサを作製することは困難であつた。 それは温度や電圧による変化、あるいは経時変
化が大きいため容量の初期値に大きな余裕をとる
必要があるため、充分その高誘電率が活用されて
いなかつた。また温度変化率（＋20℃〜＋85℃に
おいて）が比較的小さなものでは誘電率εが2000
以下になるため十分な容量がとれず、高周波の
tanδが悪くなるなど多くの欠点があつた。 以上のようなチタン酸バリウム系を主体に改善
された材料も多くあるが、今だ無欠点な材料はな
く、コンデンサ材料として改善すべきことが多
く、最近は誘電率が高く温度変化率の小さな材料
でしかも、高周波におけるtanδの良好な材料が要
望されている。また現在、比較的温度による変化
率の小さな材料としては、BaTiO3―ビスマス
系、BaTiO3―PbTiO3系，BaTiO3―PbTiO3―
La2O3系，SrTiO3―PbTiO3―Bi2O3・TiO2系等
の材料が知られているが、これらは誘電率が高く
なる程、温度に対する変化率が大きく、さらには
高周波のtanδが悪く、さらに公害問題において
pb成分は有害物である。 発明の目的 本発明の目的は、このような欠点を改善し、温
度に対する誘電率の変化率が小さく、また小型大
容量の磁器コンデンサ材料として有用な新しい高
誘電体磁器組成物を提供するものである。 発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、粉末粒
子径が0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3粉末
94.5〜99.5重量％，NiO0.05〜1.5重量％，
Nb2O50.3〜2.5重量％およびCeO20.15〜1.5重量％
を含有した混合物を用いる。 前記範囲内の組成比を変化させることによつ
て、誘電率を約4000〜5500前後の範囲で自由に選
ぶことができ、しかも温度変化率が−25℃〜＋85
℃の温度範囲で±10％以内の磁気コンデンサを提
供できる。また本発明で得られたコンデンサ材料
は誘電率が高く、容量温度変化率が小さく、さら
に高周波のtanδ（1MHz）が著しく良好であるとと
もに耐電圧が高い特性を示すものである。 なお本発明のBaTiO3，NiO，Nb2O5，CeO2等
のそれぞれの成分限定理由は、以下に示す。すな
わち粒子径0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3
粉末が99.5重量％を超えると、誘電率，温度変化
率が大きくなり、さらには高周波のtanδが悪化す
るため好ましくない。また94.5重量末満では磁気
素体の焼結性が不安定になり温度変化率が悪化す
るため好ましくない。NiO成分が1.5重量％を超
えると、温度変化率は小さくなるが誘電率が低下
するため好ましくない。0.05重量％未満では温度
変化率を小さくする効果が乏しくなるため好まし
くない。またNb2O5成分が2.5重量％を超えると、
誘電率が低下するため好ましくない。CeO2成分
が1.5重量％を超すと、温度変化率は小さくなる
が高周波の損失角が悪化するため好ましくない。
CeO2成分1.5重量％を超すと、温度変化率は小さ
くなるが高周波の損失角が悪くなる。0.15重量％
未満では温度変化率が悪化するため好ましくな
い。 また粒子径の限定理由は次の如くである。 粉末粒子径0.005μｍでは、誘電率，温度変化率
は大きくなり、さらには高周波のtanδが悪化する
ため好ましくない。粉子径が1.0μｍを超えると温
度変化率が悪化し、さらには交流電圧特性が悪化
するため好ましくない。ところが粉末粒子径
0.01μｍ〜1.0μｍの範囲であれば各特性が良好で
ある。 すなわち本発明において粒子径0.01μｍ〜1.0μ
ｍの範囲にあるBaTiO3粉末を用いることは、高
誘電率を獲得し、また温度変化率を小さくすると
共に再現性を得るために、必要な条件である。 実施例の説明 以下に本発明の各種実施例を説明する。 試料の調整工程としては、まず等モルの
BaCO3とTiO2とをそれぞれ混合し、その後1000
℃〜1150℃で２時間仮焼し、粉砕を行い、ここで
得た仮焼粉末が完全にBaTiO3になつていること
を粉末Ｘ線回析で確認すると共に電子顕微鏡で粒
子径が0.01μｍ〜1.0μｍの範囲になつているか調
べた。その後表に示したそれぞれの割合に混合し
た。混合は不純物の混入を防止するためウレタン
内張ポツトミルおよびウレタンライニングボール
を用い湿式混合を行つた。その後水分を蒸発さ
せ、成形は16φ×0.5tmmの円板を圧力約1000Kg／
cm2で加圧成形し、焼成はエレマ発熱体を利用した
電気炉で温度1260〜1350℃で２時間保持で行つ
た。得られた磁気素子の両面に銀電極を塗布し
800℃で焼付した後、それぞれの電気特性を測定
した。 なお本実施例においてBaTiO3は計算上、等モ
ルの組成比のものを用いたが、0.5モル％前後の
比率がずれても良好な特性を得る事が出来た。 またSr，Ca，Mg，Al，Si等の微量添加は特性
の改善に効果がある。以下、表により説明を加え
る。
著しく小さく、さらには交流電圧特性の安定した
高誘電体磁器の製造方法に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来より高誘電率を持つ磁器誘電体として、チ
タン酸バリウムを主成分とした磁器が用いられて
いることは、すでに公知である。これらの磁器
は、高誘電率を持ちコンデンサ材料として多く用
いられているが、誘電率が高くなる程、温度に対
する誘電率の変化が大きくなり、誘電率が4000
（20℃において）以上になると誘電率の温度によ
る変化率が50％以上（20℃〜85℃において）とな
り、また電圧によつても容量が大きく変化するた
め高誘電率の磁気誘電体を利用して、小型大容量
のコンデンサを作製することは困難であつた。 それは温度や電圧による変化、あるいは経時変
化が大きいため容量の初期値に大きな余裕をとる
必要があるため、充分その高誘電率が活用されて
いなかつた。また温度変化率（＋20℃〜＋85℃に
おいて）が比較的小さなものでは誘電率εが2000
以下になるため十分な容量がとれず、高周波の
tanδが悪くなるなど多くの欠点があつた。 以上のようなチタン酸バリウム系を主体に改善
された材料も多くあるが、今だ無欠点な材料はな
く、コンデンサ材料として改善すべきことが多
く、最近は誘電率が高く温度変化率の小さな材料
でしかも、高周波におけるtanδの良好な材料が要
望されている。また現在、比較的温度による変化
率の小さな材料としては、BaTiO3―ビスマス
系、BaTiO3―PbTiO3系，BaTiO3―PbTiO3―
La2O3系，SrTiO3―PbTiO3―Bi2O3・TiO2系等
の材料が知られているが、これらは誘電率が高く
なる程、温度に対する変化率が大きく、さらには
高周波のtanδが悪く、さらに公害問題において
pb成分は有害物である。 発明の目的 本発明の目的は、このような欠点を改善し、温
度に対する誘電率の変化率が小さく、また小型大
容量の磁器コンデンサ材料として有用な新しい高
誘電体磁器組成物を提供するものである。 発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、粉末粒
子径が0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3粉末
94.5〜99.5重量％，NiO0.05〜1.5重量％，
Nb2O50.3〜2.5重量％およびCeO20.15〜1.5重量％
を含有した混合物を用いる。 前記範囲内の組成比を変化させることによつ
て、誘電率を約4000〜5500前後の範囲で自由に選
ぶことができ、しかも温度変化率が−25℃〜＋85
℃の温度範囲で±10％以内の磁気コンデンサを提
供できる。また本発明で得られたコンデンサ材料
は誘電率が高く、容量温度変化率が小さく、さら
に高周波のtanδ（1MHz）が著しく良好であるとと
もに耐電圧が高い特性を示すものである。 なお本発明のBaTiO3，NiO，Nb2O5，CeO2等
のそれぞれの成分限定理由は、以下に示す。すな
わち粒子径0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3
粉末が99.5重量％を超えると、誘電率，温度変化
率が大きくなり、さらには高周波のtanδが悪化す
るため好ましくない。また94.5重量末満では磁気
素体の焼結性が不安定になり温度変化率が悪化す
るため好ましくない。NiO成分が1.5重量％を超
えると、温度変化率は小さくなるが誘電率が低下
するため好ましくない。0.05重量％未満では温度
変化率を小さくする効果が乏しくなるため好まし
くない。またNb2O5成分が2.5重量％を超えると、
誘電率が低下するため好ましくない。CeO2成分
が1.5重量％を超すと、温度変化率は小さくなる
が高周波の損失角が悪化するため好ましくない。
CeO2成分1.5重量％を超すと、温度変化率は小さ
くなるが高周波の損失角が悪くなる。0.15重量％
未満では温度変化率が悪化するため好ましくな
い。 また粒子径の限定理由は次の如くである。 粉末粒子径0.005μｍでは、誘電率，温度変化率
は大きくなり、さらには高周波のtanδが悪化する
ため好ましくない。粉子径が1.0μｍを超えると温
度変化率が悪化し、さらには交流電圧特性が悪化
するため好ましくない。ところが粉末粒子径
0.01μｍ〜1.0μｍの範囲であれば各特性が良好で
ある。 すなわち本発明において粒子径0.01μｍ〜1.0μ
ｍの範囲にあるBaTiO3粉末を用いることは、高
誘電率を獲得し、また温度変化率を小さくすると
共に再現性を得るために、必要な条件である。 実施例の説明 以下に本発明の各種実施例を説明する。 試料の調整工程としては、まず等モルの
BaCO3とTiO2とをそれぞれ混合し、その後1000
℃〜1150℃で２時間仮焼し、粉砕を行い、ここで
得た仮焼粉末が完全にBaTiO3になつていること
を粉末Ｘ線回析で確認すると共に電子顕微鏡で粒
子径が0.01μｍ〜1.0μｍの範囲になつているか調
べた。その後表に示したそれぞれの割合に混合し
た。混合は不純物の混入を防止するためウレタン
内張ポツトミルおよびウレタンライニングボール
を用い湿式混合を行つた。その後水分を蒸発さ
せ、成形は16φ×0.5tmmの円板を圧力約1000Kg／
cm2で加圧成形し、焼成はエレマ発熱体を利用した
電気炉で温度1260〜1350℃で２時間保持で行つ
た。得られた磁気素子の両面に銀電極を塗布し
800℃で焼付した後、それぞれの電気特性を測定
した。 なお本実施例においてBaTiO3は計算上、等モ
ルの組成比のものを用いたが、0.5モル％前後の
比率がずれても良好な特性を得る事が出来た。 またSr，Ca，Mg，Al，Si等の微量添加は特性
の改善に効果がある。以下、表により説明を加え
る。
【表】
【表】
表において本発明の範囲内の実施例における磁
器組成物はNO.2〜NO1.5であり、他は範囲外の
磁器組成物である。 すなわちこの発明の範囲内の試料はいずれも非
常に緻密な磁器を得ることができ、また電気特性
は従来までの公知の同一程度の温度変化率を有す
る材料に比べ誘電率が高く高周波のtanδが良好で
さらに温度変化率も安定した特性を有している。 なおこの実施例では示さなかつたが破壊電圧も
良好である。上述したようにこの発明は粒子径が
0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3系固溶体組
成比によつて初めて高い誘電率および小さな容量
変化率を示しさらに高周波のtanδ（1MHz）が著し
く良好であるとともに耐電圧が高い特性を示すも
のであり、工業的量産化が容易であるのみならず
すぐれた品質を有する産業的価値の大なる高誘電
体磁器が提供できる。 発明の効果 本発明は組成範囲内のBaTiO3（粒子径0.01μｍ
〜1.0μｍの範囲にある固溶体）組成物にNiO成物
―Nb2O5成分―CeO2成分を同時添加することに
よつて、誘電率が高く、温度変化率が小さく、ま
た高周波のtanδが小さく、かつ耐電圧が高い良好
な電気特性を得ることができる。
器組成物はNO.2〜NO1.5であり、他は範囲外の
磁器組成物である。 すなわちこの発明の範囲内の試料はいずれも非
常に緻密な磁器を得ることができ、また電気特性
は従来までの公知の同一程度の温度変化率を有す
る材料に比べ誘電率が高く高周波のtanδが良好で
さらに温度変化率も安定した特性を有している。 なおこの実施例では示さなかつたが破壊電圧も
良好である。上述したようにこの発明は粒子径が
0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にあるBaTiO3系固溶体組
成比によつて初めて高い誘電率および小さな容量
変化率を示しさらに高周波のtanδ（1MHz）が著し
く良好であるとともに耐電圧が高い特性を示すも
のであり、工業的量産化が容易であるのみならず
すぐれた品質を有する産業的価値の大なる高誘電
体磁器が提供できる。 発明の効果 本発明は組成範囲内のBaTiO3（粒子径0.01μｍ
〜1.0μｍの範囲にある固溶体）組成物にNiO成物
―Nb2O5成分―CeO2成分を同時添加することに
よつて、誘電率が高く、温度変化率が小さく、ま
た高周波のtanδが小さく、かつ耐電圧が高い良好
な電気特性を得ることができる。
Claims (1)
- １ 粉末粒子径が0.01μｍ〜1.0μｍの範囲にある
BaTiO3粉末：94.5〜99.5重量％，NaO：0.05〜
1.5重量％，Nb2O5：0.3〜2.5重量％および
CeO2：0.15〜1.5重量％を含有した混合物を成型
及び焼成することを特徴とする高誘電体磁器の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026543A JPS59151703A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 高誘電体磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026543A JPS59151703A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 高誘電体磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59151703A JPS59151703A (ja) | 1984-08-30 |
| JPH0127521B2 true JPH0127521B2 (ja) | 1989-05-30 |
Family
ID=12196413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58026543A Granted JPS59151703A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 高誘電体磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59151703A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2521252B2 (ja) * | 1985-09-10 | 1996-08-07 | ティーディーケイ株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP58026543A patent/JPS59151703A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59151703A (ja) | 1984-08-30 |
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