JPH0332163B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0332163B2 JPH0332163B2 JP55115466A JP11546680A JPH0332163B2 JP H0332163 B2 JPH0332163 B2 JP H0332163B2 JP 55115466 A JP55115466 A JP 55115466A JP 11546680 A JP11546680 A JP 11546680A JP H0332163 B2 JPH0332163 B2 JP H0332163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- dielectric constant
- composition
- dielectric
- bao
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、高周波用または温度補償用として好
適な誘電体磁器組成物に関する。 温度補償用磁器コンデンサ等に用いられる誘電
体磁器組成物としては、温度係数が比較的小さ
く、且つ誘電率Ｑが高く、しかも誘電率の温度依
存性つまり容量変化率を持たないことが望まれ
る。従来の此種の誘電体磁器組成物としては、
SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、La2O3・2TiO2、
CaZrO3等を主成分とするものが知られている。
これらの組成物によれば誘電率が10〜300、温度
係数が＋100〜−3000×10-6／℃の範囲のものが
得られることが知られている。しかし、これらの
従来の組成物は、常温での誘電率と温度係数の関
係が、誘電率が大きくなる程、温度係数の値も大
きくなり、温度係数の値を小さくすると、必然的
に誘電率も小さくなるという関係にあつた。この
ため、従来の組成物では、温度係数が小さくて、
誘電率の大きいものを得ることができなかつた。 また、一般の温度補償用磁器コンデンサや高周
波回路用の誘電体共振器等では、その誘電体磁器
組成物として、温度係数が小さく、誘電率、Ｑが
高く、誘電率が温度依存性を持たないことが望ま
れる。従来はそのような誘電体磁器組成物とし
て、TiO2系のもの、たとえばTiO2ZrO2−SnO2
系、CaTiO3−MgTiO3−La2O5・2TiO2系等の組
成物を使用していた。しかしながら、これらの組
成物で誘電体共振器やコンデンサを作つた場合、
温度係数がＯ（ppm／℃）の温度特性の良いとこ
ろでは、誘電率が約40と非常に小さくなる欠点が
あり、温度係数が小さく、誘電率の温度依存性が
直線性をもつ誘電率の高いものを実現することが
困難であつた。またBaO・xTiO2系組成物として
ｘが２〜９の組成物は温度補償用として公知であ
るが、依然として前述の問題は解決されていな
い。 本発明は、誘電率及びＱが大きく、しかも温度
係数が小さく、誘電率の温度特性の直線性が良好
で容量変化率の小さい新規な誘電体磁器組成物を
提供することを目的とする。 上記目的と達成するため、本発明は、BaO・
xTiO2、Sm2O3およびNd2O3を含む誘電体磁器組
成物であつて、 BaO・xTiO2は、モル比ｘ＝３〜4.5であつて
40〜90モル％の範囲、 Sm2O3は５モル％〜55モル％の範囲、 Nd2O3は５モル％〜55モル％の範囲 にあることを特徴とする。 このような組成範囲であると、本発明の目的と
する特徴を満足し、しかもＱ値が高く、かつ焼結
性の良好な誘電体磁器組成物が得られることがわ
かつた。 以下実施例により、本発明の内容を詳細に説明
する。 まず、BaO・xTiO2（ｘ＝３〜4.5）となるよう
に、BaCO3及びTiO2を配合し1030℃、２時間の
条件で仮焼焙焼した後、100μm以下の粒径となる
ように粗粉砕してBaO・xTiO2系組成物
（BaO・３〜4.5TiO2）を得た。 次のこのBaO・xTiO2系組成物と、Sm2O3およ
びNd2O3の粉末とを、表１に定める組成比となる
ようにそれぞれ秤量調合した。
適な誘電体磁器組成物に関する。 温度補償用磁器コンデンサ等に用いられる誘電
体磁器組成物としては、温度係数が比較的小さ
く、且つ誘電率Ｑが高く、しかも誘電率の温度依
存性つまり容量変化率を持たないことが望まれ
る。従来の此種の誘電体磁器組成物としては、
SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、La2O3・2TiO2、
CaZrO3等を主成分とするものが知られている。
これらの組成物によれば誘電率が10〜300、温度
係数が＋100〜−3000×10-6／℃の範囲のものが
得られることが知られている。しかし、これらの
従来の組成物は、常温での誘電率と温度係数の関
係が、誘電率が大きくなる程、温度係数の値も大
きくなり、温度係数の値を小さくすると、必然的
に誘電率も小さくなるという関係にあつた。この
ため、従来の組成物では、温度係数が小さくて、
誘電率の大きいものを得ることができなかつた。 また、一般の温度補償用磁器コンデンサや高周
波回路用の誘電体共振器等では、その誘電体磁器
組成物として、温度係数が小さく、誘電率、Ｑが
高く、誘電率が温度依存性を持たないことが望ま
れる。従来はそのような誘電体磁器組成物とし
て、TiO2系のもの、たとえばTiO2ZrO2−SnO2
系、CaTiO3−MgTiO3−La2O5・2TiO2系等の組
成物を使用していた。しかしながら、これらの組
成物で誘電体共振器やコンデンサを作つた場合、
温度係数がＯ（ppm／℃）の温度特性の良いとこ
ろでは、誘電率が約40と非常に小さくなる欠点が
あり、温度係数が小さく、誘電率の温度依存性が
直線性をもつ誘電率の高いものを実現することが
困難であつた。またBaO・xTiO2系組成物として
ｘが２〜９の組成物は温度補償用として公知であ
るが、依然として前述の問題は解決されていな
い。 本発明は、誘電率及びＱが大きく、しかも温度
係数が小さく、誘電率の温度特性の直線性が良好
で容量変化率の小さい新規な誘電体磁器組成物を
提供することを目的とする。 上記目的と達成するため、本発明は、BaO・
xTiO2、Sm2O3およびNd2O3を含む誘電体磁器組
成物であつて、 BaO・xTiO2は、モル比ｘ＝３〜4.5であつて
40〜90モル％の範囲、 Sm2O3は５モル％〜55モル％の範囲、 Nd2O3は５モル％〜55モル％の範囲 にあることを特徴とする。 このような組成範囲であると、本発明の目的と
する特徴を満足し、しかもＱ値が高く、かつ焼結
性の良好な誘電体磁器組成物が得られることがわ
かつた。 以下実施例により、本発明の内容を詳細に説明
する。 まず、BaO・xTiO2（ｘ＝３〜4.5）となるよう
に、BaCO3及びTiO2を配合し1030℃、２時間の
条件で仮焼焙焼した後、100μm以下の粒径となる
ように粗粉砕してBaO・xTiO2系組成物
（BaO・３〜4.5TiO2）を得た。 次のこのBaO・xTiO2系組成物と、Sm2O3およ
びNd2O3の粉末とを、表１に定める組成比となる
ようにそれぞれ秤量調合した。
【表】
次に上記組成比のものをボールミルによつて混
合した後、濾過、乾燥し、更に16.5mm〓×0.6mmtの
円板状に成型し、1240℃〜1320℃、２時間の条件
で焼成した。円板状に成型する際、3ton／cm2の圧
力を加えた。こうして得られた誘電体磁器の両面
に銀電極を800℃で焼付けてコンデンサとした後、
誘電率と、Ｑ値および温度係数TC（ppm／℃）を
測定した。誘電率とおよびＱは、1KHzの周波数
でキヤパシタンスブリツジを用いて測定した。ま
た温度係数TCは、室温20℃における誘電率ε20の
値を基準にし、次の式に従つて算出した。 TC＝（εT−ε20）／ε20 （Ｔ−20） （ppm／℃） 但しεTはＴ℃における誘導率 ε20は20℃における誘導率 Ｔは測定温度（室温） 上述した誘電体磁器組成物の組成比、焼成温度
T2（℃）と、誘電率ε、Ｑおよび温度係数TC
（ppm／℃）との関係を表２に示し、また第１図
の三元図上に示してある。
合した後、濾過、乾燥し、更に16.5mm〓×0.6mmtの
円板状に成型し、1240℃〜1320℃、２時間の条件
で焼成した。円板状に成型する際、3ton／cm2の圧
力を加えた。こうして得られた誘電体磁器の両面
に銀電極を800℃で焼付けてコンデンサとした後、
誘電率と、Ｑ値および温度係数TC（ppm／℃）を
測定した。誘電率とおよびＱは、1KHzの周波数
でキヤパシタンスブリツジを用いて測定した。ま
た温度係数TCは、室温20℃における誘電率ε20の
値を基準にし、次の式に従つて算出した。 TC＝（εT−ε20）／ε20 （Ｔ−20） （ppm／℃） 但しεTはＴ℃における誘導率 ε20は20℃における誘導率 Ｔは測定温度（室温） 上述した誘電体磁器組成物の組成比、焼成温度
T2（℃）と、誘電率ε、Ｑおよび温度係数TC
（ppm／℃）との関係を表２に示し、また第１図
の三元図上に示してある。
【表】
【表】
表２および第１図の試料No.１、同No.７のデータ
を見ると、BaO・xTiO2系組成物の組成比が、本
発明を満足する50〜95モル％の範囲内にある場合
でも、BaO・xTiO2系組成物とSm2O3の２成分の
みの組成とした場合には、1KHzにおけるＱ値が
2000未満と低く、かつ温度係数TCの取得範囲が
P45〜N50（ppm／℃）と非常に狭く、不充分で
ある。しかも試料No.１では焼成温度が1380℃と非
常に高く、前記 成分のみでは、良好な焼結性を
得ることが困難である。また、BaO・xTiO2系組
成物とNd2O3との２成分組成の場合は、試料No.８
に示すように、誘電率εが45.1と極めて低い値に
なる。 これに対し、第３成分としてNa2O3（または
Sm2O3）を添加すると、Ｑ値が最大10900（試料
No.12）まで向上し、また温度係数TCの取得範囲
もP45〜N420.5（ppm／℃）まで拡大され、当然
のこととして誘電率とも著るしく大きくなる。し
かも、焼成温度は1240℃〜1340℃の低い温度でよ
く、焼結性が良好になる。 さらに、第２図に示すように、広い温度範囲に
亘つて直線性の良好な温度特性が得られる。第２
図の横軸には温度（℃）をとり、また縦軸には容
量変化率ΔC（％）をとつてある。直線L1は試料No.
２の温度−容量変化率、直線L2は試料No.４の温
度−容量変化率をそれぞれ示している。この図か
ら明らかなように、本発明に係る誘電体磁器組成
物は、−30℃〜＋85℃の広い温度範囲に亘つて、
容量の温度特性が非常に高い直線性を示す。図示
はしていないが、他の試料でも同様の結果が得ら
れた。したがつて、前述の誘電率とおよびＱの増
大効果、温度係数TCの取得範囲の拡大効果と併
せて、温度補償用の材料として誠に好適な誘電体
磁器組成物を提供することができる。 また、試料No.３に示すように、BaO・xTiO2系
組成物、Sm2O3、Nd2O3のモル比を、60：35：５
とした場合には、温度係数TCが±０（ppm／℃）
となり、静電容量の変化率、つまり誘電率の温度
依存性が全くなくなる。しかもこの場合、誘電率
ε＝70.6 Ｑ＝10200と非常に高い水準にある。一
般に、誘電率εと温度係数TCとは、一方を大き
くすると他方も大きくなる関係にあり、従来の材
料では、温度係数TCを±０（ppm／℃）付近に選
定した場合には、誘電率εは40前後と非常に小さ
い値に留まらざるを得なかつたことを考えると、
前記効果の技術的価値はきわめて大きい。 上述のように、BaO・xTiO2系組成物に対し、
Sm2O3、Nd2O3を所定のモル比で添加することに
より、前述の特性改善の効果が得られるものであ
るが、実用的にみて、５モル％以下のSm2O3、
Nd2O3の添加量では、本効果は期待できない。ま
たSm2O3、Nd2O3のいずれか一方の添加量が55モ
ル％を超えると焼結性が悪化し、特に60モル％以
上の場合は、焼結不可能な領域を生じることがわ
かつた。したがつて、実用的にみて、Sm2O3お
よびNd2O3の添加量は５モル％〜55モル％の範囲
が適当である。 一方、BaO・xTiO2系組成物（但しｘ＝３〜
4.5）の組成比が40モル％以下の領域では、誘電
率が低くなり、またＱの値が小さくなる領域が多
いことがわかつた。また、焼成温度が1380℃〜
1400℃以上になり、焼結性が極端に悪くなること
も確認された。すなわち、誘電率εおよびＱの値
を高い水準に保持しつつ、焼結性を良好ならしめ
るためには、前記チタン酸バリウム組成物の組成
比を、40モル％以上にすることが必要となる。 またBaO・xTiO2において、ｘ＝３〜4.5とし
たのは、ｘ＜３では焼成温度が高くなるうえに、
Ｑ値の低下が見られ、ｘ＞4.5では誘電率及びＱ
値の低下が見られるからである。例えば、表２の
試料No.３と同じ組成比で、ｘ＝2.5とした場合、
焼成温度T2＝1400℃、Ｑ＝1650となり、ｘ＝５
とした場合は誘電率＝47.2、Ｑ＝1840となる。 以上述べたように、本発明は、BaO・xTiO2、
Sm2O3およびNd2O3を含む誘電体磁器組成物であ
つて、 BaO・xTiO2は、モル比ｘ＝３〜4.5であつて
40〜90モル％の範囲、 Sm2O3は、５モル％〜55モル％の範囲、 Nd2O3は、５モル％〜55モル％の範囲 にあることを特徴とするから、誘電率及びＱが大
きく、しかも温度係数が小さく、誘電率の温度特
性の直線性が非常に良好で容量変化率が極めて小
さい焼結性の良好な誘電体磁器組成物を提供する
ことができる。また、実施例の試料No.３として示
す組成比とすることにより、誘電率およびＱの値
が大きく、しかも温度係数が±０（ppm／℃）で
ある温度特性の非常に良好な誘電体磁器組成物を
提供することができる。したがつて、本発明によ
れば、温度補償用もしくは高周波用の磁器コンデ
ンサまたは誘電体共振器等の材料として誠に好適
な誘電体磁器組成物を提供することとなる。
を見ると、BaO・xTiO2系組成物の組成比が、本
発明を満足する50〜95モル％の範囲内にある場合
でも、BaO・xTiO2系組成物とSm2O3の２成分の
みの組成とした場合には、1KHzにおけるＱ値が
2000未満と低く、かつ温度係数TCの取得範囲が
P45〜N50（ppm／℃）と非常に狭く、不充分で
ある。しかも試料No.１では焼成温度が1380℃と非
常に高く、前記 成分のみでは、良好な焼結性を
得ることが困難である。また、BaO・xTiO2系組
成物とNd2O3との２成分組成の場合は、試料No.８
に示すように、誘電率εが45.1と極めて低い値に
なる。 これに対し、第３成分としてNa2O3（または
Sm2O3）を添加すると、Ｑ値が最大10900（試料
No.12）まで向上し、また温度係数TCの取得範囲
もP45〜N420.5（ppm／℃）まで拡大され、当然
のこととして誘電率とも著るしく大きくなる。し
かも、焼成温度は1240℃〜1340℃の低い温度でよ
く、焼結性が良好になる。 さらに、第２図に示すように、広い温度範囲に
亘つて直線性の良好な温度特性が得られる。第２
図の横軸には温度（℃）をとり、また縦軸には容
量変化率ΔC（％）をとつてある。直線L1は試料No.
２の温度−容量変化率、直線L2は試料No.４の温
度−容量変化率をそれぞれ示している。この図か
ら明らかなように、本発明に係る誘電体磁器組成
物は、−30℃〜＋85℃の広い温度範囲に亘つて、
容量の温度特性が非常に高い直線性を示す。図示
はしていないが、他の試料でも同様の結果が得ら
れた。したがつて、前述の誘電率とおよびＱの増
大効果、温度係数TCの取得範囲の拡大効果と併
せて、温度補償用の材料として誠に好適な誘電体
磁器組成物を提供することができる。 また、試料No.３に示すように、BaO・xTiO2系
組成物、Sm2O3、Nd2O3のモル比を、60：35：５
とした場合には、温度係数TCが±０（ppm／℃）
となり、静電容量の変化率、つまり誘電率の温度
依存性が全くなくなる。しかもこの場合、誘電率
ε＝70.6 Ｑ＝10200と非常に高い水準にある。一
般に、誘電率εと温度係数TCとは、一方を大き
くすると他方も大きくなる関係にあり、従来の材
料では、温度係数TCを±０（ppm／℃）付近に選
定した場合には、誘電率εは40前後と非常に小さ
い値に留まらざるを得なかつたことを考えると、
前記効果の技術的価値はきわめて大きい。 上述のように、BaO・xTiO2系組成物に対し、
Sm2O3、Nd2O3を所定のモル比で添加することに
より、前述の特性改善の効果が得られるものであ
るが、実用的にみて、５モル％以下のSm2O3、
Nd2O3の添加量では、本効果は期待できない。ま
たSm2O3、Nd2O3のいずれか一方の添加量が55モ
ル％を超えると焼結性が悪化し、特に60モル％以
上の場合は、焼結不可能な領域を生じることがわ
かつた。したがつて、実用的にみて、Sm2O3お
よびNd2O3の添加量は５モル％〜55モル％の範囲
が適当である。 一方、BaO・xTiO2系組成物（但しｘ＝３〜
4.5）の組成比が40モル％以下の領域では、誘電
率が低くなり、またＱの値が小さくなる領域が多
いことがわかつた。また、焼成温度が1380℃〜
1400℃以上になり、焼結性が極端に悪くなること
も確認された。すなわち、誘電率εおよびＱの値
を高い水準に保持しつつ、焼結性を良好ならしめ
るためには、前記チタン酸バリウム組成物の組成
比を、40モル％以上にすることが必要となる。 またBaO・xTiO2において、ｘ＝３〜4.5とし
たのは、ｘ＜３では焼成温度が高くなるうえに、
Ｑ値の低下が見られ、ｘ＞4.5では誘電率及びＱ
値の低下が見られるからである。例えば、表２の
試料No.３と同じ組成比で、ｘ＝2.5とした場合、
焼成温度T2＝1400℃、Ｑ＝1650となり、ｘ＝５
とした場合は誘電率＝47.2、Ｑ＝1840となる。 以上述べたように、本発明は、BaO・xTiO2、
Sm2O3およびNd2O3を含む誘電体磁器組成物であ
つて、 BaO・xTiO2は、モル比ｘ＝３〜4.5であつて
40〜90モル％の範囲、 Sm2O3は、５モル％〜55モル％の範囲、 Nd2O3は、５モル％〜55モル％の範囲 にあることを特徴とするから、誘電率及びＱが大
きく、しかも温度係数が小さく、誘電率の温度特
性の直線性が非常に良好で容量変化率が極めて小
さい焼結性の良好な誘電体磁器組成物を提供する
ことができる。また、実施例の試料No.３として示
す組成比とすることにより、誘電率およびＱの値
が大きく、しかも温度係数が±０（ppm／℃）で
ある温度特性の非常に良好な誘電体磁器組成物を
提供することができる。したがつて、本発明によ
れば、温度補償用もしくは高周波用の磁器コンデ
ンサまたは誘電体共振器等の材料として誠に好適
な誘電体磁器組成物を提供することとなる。
第１図は本発明に係る誘電体磁器組成物の組成
比を示す三元図、第２図は同じくその温度−容量
変化率特性図である。
比を示す三元図、第２図は同じくその温度−容量
変化率特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ BaO・xTiO2、Sm2O3およびNd2O3を含む誘
電体磁器組成物であつて、 BaO・xTiO2は、モル比ｘ＝３〜4.5であつて
40〜90モル％の範囲、 Sm2O3は、５モル％〜55モル％の範囲、 Nd2O3は、５モル％〜55モル％の範囲、 にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55115466A JPS5740806A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Dielectric porcelain composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55115466A JPS5740806A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Dielectric porcelain composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5740806A JPS5740806A (en) | 1982-03-06 |
| JPH0332163B2 true JPH0332163B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=14663228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55115466A Granted JPS5740806A (en) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Dielectric porcelain composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740806A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4500942A (en) * | 1982-11-12 | 1985-02-19 | Ferro Corporation | Temperature stable monolithic capacitors and ceramic compositions for producing same |
| JPS62145603A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-29 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JP2660219B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1997-10-08 | ティーディーケイ株式会社 | 磁器誘導体組成物 |
| EP0412440B1 (en) * | 1989-08-09 | 1993-11-03 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Dielectric ceramic for microwave applications |
| US5827792A (en) * | 1994-08-30 | 1998-10-27 | Ube Industries, Ltd. | Dielectric ceramic composition |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5020280A (ja) * | 1973-06-27 | 1975-03-04 | ||
| JPS51143895A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-10 | Tdk Corp | Dielectric ceramic composition |
-
1980
- 1980-08-22 JP JP55115466A patent/JPS5740806A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5740806A (en) | 1982-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3028503B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| US5571767A (en) | Low fire X7R dielectric compositions and capacitors made therefrom | |
| US5599757A (en) | NPO dielectric ceramic compositions and capacitors made therefrom | |
| JPH059066A (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| US4721692A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| JPS61173408A (ja) | マイクロ波用誘電体磁器組成物 | |
| JPH0332163B2 (ja) | ||
| JPS6118283B2 (ja) | ||
| JPH0414442B2 (ja) | ||
| US3969252A (en) | Dielectric ceramic compositions of BaTiO3 -BaZrO3 -CaTiO3 system | |
| JPS6117321B2 (ja) | ||
| JPH0118521B2 (ja) | ||
| JPS6348826B2 (ja) | ||
| JPH0118522B2 (ja) | ||
| JPS5828103A (ja) | 高誘電率磁器誘電体組成物 | |
| JP2869900B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JPS6116132B2 (ja) | ||
| KR0157635B1 (ko) | 온도 보상용 자기 유전체 조성물 | |
| JPS6344710B2 (ja) | ||
| JPH0237645B2 (ja) | ||
| JP3450919B2 (ja) | 温度補償用誘電体磁器組成物 | |
| KR19980046582A (ko) | 고유전율 유전체 자기조성물 | |
| JP3291748B2 (ja) | 温度補償用誘電体磁器組成物 | |
| KR0157305B1 (ko) | 유전체 자기 조성물 | |
| KR940005088B1 (ko) | 유전체 자기 조성물 |