JPH04215208A - 誘電体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物及びその製造方法Info
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- JPH04215208A JPH04215208A JP2324877A JP32487790A JPH04215208A JP H04215208 A JPH04215208 A JP H04215208A JP 2324877 A JP2324877 A JP 2324877A JP 32487790 A JP32487790 A JP 32487790A JP H04215208 A JPH04215208 A JP H04215208A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、鉛系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に
関し、さらに詳しくは、高誘電率かつ焼成温度の低い鉛
系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に関する。
関し、さらに詳しくは、高誘電率かつ焼成温度の低い鉛
系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に関する。
[従来の技術]
従来、鉛系の誘電体磁器組成物として、例えば特開昭6
2−290010号、特開昭62−31907号及び特
開昭61−155245号の各公報に開示されているも
のがあった。
2−290010号、特開昭62−31907号及び特
開昭61−155245号の各公報に開示されているも
のがあった。
特開昭62−290010号公報には、Pb(Ni1/
3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O
3及びPb(Mg1/3Nb2/3)O3の3成分を主
成分とし、副成分としてPbTiO3、A(Mn1/2
Nb1/2)O3(但し、AはPb、Ba、Sr、Ca
より選ばれた一種以上の元素)及びB(Mg1/2W1
/2)O3(但し、BはPb、Ba、Sr、Caより選
ばれた一種以上の元素)で表わされる組成物を含有する
誘電体磁器組成物が開示されている。
3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O
3及びPb(Mg1/3Nb2/3)O3の3成分を主
成分とし、副成分としてPbTiO3、A(Mn1/2
Nb1/2)O3(但し、AはPb、Ba、Sr、Ca
より選ばれた一種以上の元素)及びB(Mg1/2W1
/2)O3(但し、BはPb、Ba、Sr、Caより選
ばれた一種以上の元素)で表わされる組成物を含有する
誘電体磁器組成物が開示されている。
一方、特開昭62−31907号公報には、Pb(Mg
1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/3Nb2/3
)O3−PbTiO3の固溶体を主成分とし、副成分と
して、MgO及びA(Cu1/2W1/2)O3(ただ
し、AはPb、Ba、Sr、Caより選ばれる一種以上
の元素)で表わされる組成物を含有する誘電体磁器組成
物が開示されている。
1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/3Nb2/3
)O3−PbTiO3の固溶体を主成分とし、副成分と
して、MgO及びA(Cu1/2W1/2)O3(ただ
し、AはPb、Ba、Sr、Caより選ばれる一種以上
の元素)で表わされる組成物を含有する誘電体磁器組成
物が開示されている。
更に、特開昭61−155245号公報には、一般式x
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−yPb(Mg1/
3Nb1/3)O3−zPbTiO3で表わされる組成
物中のPbの一部をBa及びSrの少なくとも一種で置
換した誘電体磁器組成物が開示されている。
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−yPb(Mg1/
3Nb1/3)O3−zPbTiO3で表わされる組成
物中のPbの一部をBa及びSrの少なくとも一種で置
換した誘電体磁器組成物が開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
ところで、近年、電子回路の高密度化に伴ない、磁器コ
ンデンサの小型化が求められているが、そのためには磁
器コンデンサを構成する誘電体磁器組成物の比誘電率が
十分大きいことが必要であり、具体的には比誘電率εが
10,000以上あることが望ましく、誘電体磁器組成
物の絶縁抵抗も高いものが求められている。
ンデンサの小型化が求められているが、そのためには磁
器コンデンサを構成する誘電体磁器組成物の比誘電率が
十分大きいことが必要であり、具体的には比誘電率εが
10,000以上あることが望ましく、誘電体磁器組成
物の絶縁抵抗も高いものが求められている。
また、磁器コンデンサの製造工程においては誘電体磁器
組成物の焼成がなされるが、上記のようなPbを含む鉛
系の誘電体磁器組成物では、焼成温度が高いと焼成中に
PbOが蒸発し、その蒸発量が多くなると磁器コンデン
サの物性値にバラツキを生じるおそれがある。
組成物の焼成がなされるが、上記のようなPbを含む鉛
系の誘電体磁器組成物では、焼成温度が高いと焼成中に
PbOが蒸発し、その蒸発量が多くなると磁器コンデン
サの物性値にバラツキを生じるおそれがある。
また、PbOの空気中への拡散を防ぐために過大な設備
が必要となる。更に、高価なPdを固溶させた内部電極
を用いる必要も生じてくる。
が必要となる。更に、高価なPdを固溶させた内部電極
を用いる必要も生じてくる。
従って、誘電体磁器組成物の焼成温度はできるだけ低い
方が望ましく、具体的には850℃以下が望ましい。
方が望ましく、具体的には850℃以下が望ましい。
更に、磁器コンデンサの信頼性の観点からは静電容量の
温度変化率は十分小さいことが好ましい。
温度変化率は十分小さいことが好ましい。
しかしながら、前述のような従来の鉛系の誘電体磁器組
成物は上記の要求を全て満たすものではなかった。
成物は上記の要求を全て満たすものではなかった。
すなわち、特開昭62−290010号公報に開示され
ている鉛系の誘電体磁器組成物は、誘電率εが6000
〜9320と低いうえに、製造時の焼成温度が900〜
1000℃と高いものであった。
ている鉛系の誘電体磁器組成物は、誘電率εが6000
〜9320と低いうえに、製造時の焼成温度が900〜
1000℃と高いものであった。
また、特開昭62−31907号公報に開示されている
鉛系の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が103
0〜1150℃と高いものであった。
鉛系の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が103
0〜1150℃と高いものであった。
更に特開昭61−155245号公報に開示されている
鉛系の誘電体磁器組成物も、製造時の焼成温度が980
〜1080℃と高いものであった。
鉛系の誘電体磁器組成物も、製造時の焼成温度が980
〜1080℃と高いものであった。
そこで、不発明の目的は、製造時の焼成温度が比較的低
く、比誘電率が十分高く、抵抗率が高く、さらに静電容
量の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその
製造方法を提供することにある。
く、比誘電率が十分高く、抵抗率が高く、さらに静電容
量の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその
製造方法を提供することにある。
具体的には、850℃以下の温度で焼成することが可能
であり、且つ10,000以上の誘電率εを有し、且つ
25℃における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、1
50℃における抵抗率ρ150が109Ωcm以上、t
anδが4%以下、静電容量の温度変化率ΔCがJIS
規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及びその製造
方法を提供することにある。
であり、且つ10,000以上の誘電率εを有し、且つ
25℃における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、1
50℃における抵抗率ρ150が109Ωcm以上、t
anδが4%以下、静電容量の温度変化率ΔCがJIS
規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及びその製造
方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明は、前記目的を達成すべく、一般式[Pb(Mg
1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn1/3Nb2
/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
]c[PbTiO3]dで表わされ、これを構成するP
b(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3−
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示すa、b、c
及びd(ただし、a+b+c+d=100)が、上記4
種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分図において、
A(a=47.2、b=2.4、c=30.4、d=2
0.0)B(a=32.8、b=1.6、c=45.6
、d=20.0)C(a=17.6、b=8.8、c=
53.6、d=20.0)D(a=32.4、b=17
.2、c=30.4、d=20.0)E(a=60.8
、b=32.3、c=1.9、d=5.0)F(a=7
8.85、b=14.25、c=1.9、d=5.0)
G(a=76.95、b=14.25、c=3.8、d
=5.0)H(a=50.35、b=26.6、c=1
8.05、d=5.0)で示される各点A〜Hを頂点と
する多面体の領域内にあるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4原子%以下(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換して誘電体磁器組成物を構成したものであ
る。
1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn1/3Nb2
/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
]c[PbTiO3]dで表わされ、これを構成するP
b(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3−
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示すa、b、c
及びd(ただし、a+b+c+d=100)が、上記4
種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分図において、
A(a=47.2、b=2.4、c=30.4、d=2
0.0)B(a=32.8、b=1.6、c=45.6
、d=20.0)C(a=17.6、b=8.8、c=
53.6、d=20.0)D(a=32.4、b=17
.2、c=30.4、d=20.0)E(a=60.8
、b=32.3、c=1.9、d=5.0)F(a=7
8.85、b=14.25、c=1.9、d=5.0)
G(a=76.95、b=14.25、c=3.8、d
=5.0)H(a=50.35、b=26.6、c=1
8.05、d=5.0)で示される各点A〜Hを頂点と
する多面体の領域内にあるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4原子%以下(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換して誘電体磁器組成物を構成したものであ
る。
また、上記誘電体磁器組成物の製造方法は、一般式
[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn
1/3Nb2/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3]c[PbTiO3]dで表わされ、これ
を構成するPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(
Zn1/3−Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示
すa、b、c及びd(ただし、a+b+c+d=100
)が、上記4種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分
図において、A(a=47.2、b=2.4、c=30
.4、d=20.0)B(a=32.8、b=1.6、
c=45.6、d=20.0)C(a=17.6、b=
8.8、c=53.6、d=20.0)D(a=32.
4、b=17.2、c=30.4、d=20.0)E(
a=60.8、b=32.3、c=1.9、d=5.0
)F(a=78.85、b=14.25、c=1.9、
d=5.0)G(a=76.95、b=14.25、c
=3.8、d=5.0)H(a=50.35、b=26
.6、c=18.05、d=5.0)で示される各点A
〜Hを頂点とする多面体の領域内にあるような組成の主
成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを配合し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4.0原子%(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換されるように配合した後、焼成することに
より誘電体磁器組成物を製造するようにしたものである
。
1/3Nb2/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3]c[PbTiO3]dで表わされ、これ
を構成するPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(
Zn1/3−Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示
すa、b、c及びd(ただし、a+b+c+d=100
)が、上記4種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分
図において、A(a=47.2、b=2.4、c=30
.4、d=20.0)B(a=32.8、b=1.6、
c=45.6、d=20.0)C(a=17.6、b=
8.8、c=53.6、d=20.0)D(a=32.
4、b=17.2、c=30.4、d=20.0)E(
a=60.8、b=32.3、c=1.9、d=5.0
)F(a=78.85、b=14.25、c=1.9、
d=5.0)G(a=76.95、b=14.25、c
=3.8、d=5.0)H(a=50.35、b=26
.6、c=18.05、d=5.0)で示される各点A
〜Hを頂点とする多面体の領域内にあるような組成の主
成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを配合し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4.0原子%(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換されるように配合した後、焼成することに
より誘電体磁器組成物を製造するようにしたものである
。
上記構成の誘電体磁器組成物は、比誘電率が10,00
0以上と十分高く、850℃以下の低温で焼成しても十
分緻密な組成物を得ることが可能であり、かつ、25℃
における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、150℃
における抵抗率ρ150が109Ωcm以上、tanδ
が4%以下、さらに静電容量の温度変化率△CもJIS
規格のE特性を満足する程度に十分小さいものである。
0以上と十分高く、850℃以下の低温で焼成しても十
分緻密な組成物を得ることが可能であり、かつ、25℃
における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、150℃
における抵抗率ρ150が109Ωcm以上、tanδ
が4%以下、さらに静電容量の温度変化率△CもJIS
規格のE特性を満足する程度に十分小さいものである。
次に、各成分比の限定理由について説明する。
まず、誘電体磁器組成物の主成分であるPb(Mg1/
3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O
3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3及びPbTiO
3の各酸化物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし
、a+b+c+d=100)が、上記4種の酸化物のモ
ル比の相関を示す立体成分図において、前記各点A〜H
を頂点とする多面体の領域内にある必要性は、以下の理
由からくるものである。
3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O
3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3及びPbTiO
3の各酸化物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし
、a+b+c+d=100)が、上記4種の酸化物のモ
ル比の相関を示す立体成分図において、前記各点A〜H
を頂点とする多面体の領域内にある必要性は、以下の理
由からくるものである。
まず、PbTiO3についてみると、平面EFGHより
もPbTiO3の少ない領域、すなわち5.0モル%未
満の領域では、誘電体磁器組成物の静電容量の温度変化
率ΔCが大きくなり、本発明の目的を満たさないからで
ある。
もPbTiO3の少ない領域、すなわち5.0モル%未
満の領域では、誘電体磁器組成物の静電容量の温度変化
率ΔCが大きくなり、本発明の目的を満たさないからで
ある。
一方、平面ADCBよりもPbTiO3の多い領域、す
なわち20.0モル%より多い領域については、裏付け
るべきデータがないので、本出願においては上記限定を
行った。従って、上記上限を越える場合に本発明の目的
を満たさないことを示すものではない。
なわち20.0モル%より多い領域については、裏付け
るべきデータがないので、本出願においては上記限定を
行った。従って、上記上限を越える場合に本発明の目的
を満たさないことを示すものではない。
次に、平面AFEDよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の少ない領域では、静電容量の温度変化率ΔCが
大きくなり、本発明の目的を満たさないからである。
)O3の少ない領域では、静電容量の温度変化率ΔCが
大きくなり、本発明の目的を満たさないからである。
一方、平面BCHGよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の多い領域では、静電容量の温度変化率が大きく
なったり、焼成温度を高くしなければ緻密な誘電体磁器
組成物が得られず、本発明の目的を満たさないからであ
る。
)O3の多い領域では、静電容量の温度変化率が大きく
なったり、焼成温度を高くしなければ緻密な誘電体磁器
組成物が得られず、本発明の目的を満たさないからであ
る。
次に、平面ABGFよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の少ない領域では、静電容量の温度変化率が大き
くなり、本発明の目的を満たさないからである。
)O3の少ない領域では、静電容量の温度変化率が大き
くなり、本発明の目的を満たさないからである。
一方、平面CDEHよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の多い領域では、比誘電率εが低下したり、緻密
な焼結体を得ることができなくなり、本発明の目的を満
たさないからである。
)O3の多い領域では、比誘電率εが低下したり、緻密
な焼結体を得ることができなくなり、本発明の目的を満
たさないからである。
次に、MgOの添加量については、0.49〜3.06
モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0.49モ
ル%未満の範囲では比誘電率εrが10,000未満と
なり、3.06モル%を越えた範囲では焼成温度を高く
しなければ緻密な焼結体が得られず、本発明の目的を満
たさないからである。
モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0.49モ
ル%未満の範囲では比誘電率εrが10,000未満と
なり、3.06モル%を越えた範囲では焼成温度を高く
しなければ緻密な焼結体が得られず、本発明の目的を満
たさないからである。
次に、Pb3O4の添加量については、0.333〜1
.665モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0
.333モル%未満の範囲では緻密な焼結体が得られな
くなり、また1.665モル%を越えた範囲では比誘電
率εrが所望の特性よりも悪くなり、本発明の目的を満
たさなくなるからである。
.665モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0
.333モル%未満の範囲では緻密な焼結体が得られな
くなり、また1.665モル%を越えた範囲では比誘電
率εrが所望の特性よりも悪くなり、本発明の目的を満
たさなくなるからである。
次に、Pb元素の置換量については、Ca、Sr、Ba
の置換量を4.0原子%の範囲では所望の特性が得られ
るが、4.0原子%を越えた範囲では緻密な焼結体が得
られなくなり、本発明の目的を満たさなくなるからであ
る。
の置換量を4.0原子%の範囲では所望の特性が得られ
るが、4.0原子%を越えた範囲では緻密な焼結体が得
られなくなり、本発明の目的を満たさなくなるからであ
る。
[実施例]
次に、本発明の実施例について詳細に説明する。
発明者らは、本発明の実施例及び比較例となる試料No
.1〜74の各誘電体磁器組成物を作製し、各試料の電
気的特性を比較した。
.1〜74の各誘電体磁器組成物を作製し、各試料の電
気的特性を比較した。
これらの試料は、各成分比率を変更する以外は全く同様
の手順で得られる。
の手順で得られる。
以下、試料No.1を例にとって試料の作製方法につい
て説明する。
て説明する。
試料の作製
試料No.1は、一般式
[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]60.6[Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3]32.3 −[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]1.9−[P
bTiO3]5.0で表される主成分を100モル%と
して、2.03モル%のMgO(副成分)、 0.650モル%のPb3O4(副成分)を含有し、 また、Pbを1原子%のCa、0.6原子%のSr、0
.9原子%のBaで置換されているものである。
(Zn1/3Nb2/3)O3]32.3 −[Pb(Ni1/3Nb2/3)O3]1.9−[P
bTiO3]5.0で表される主成分を100モル%と
して、2.03モル%のMgO(副成分)、 0.650モル%のPb3O4(副成分)を含有し、 また、Pbを1原子%のCa、0.6原子%のSr、0
.9原子%のBaで置換されているものである。
この組成の成分は、以下の手順で得られる。
まず、MgOを8.99g、ZnOを
8.76g、NiOを0.47g、Nb2O5を84.
17g、TiO2を4.00g、CaCO3を1.00
1g、SrCO2を0.886g、及びBaCO3を1
.776gをそれぞれ秤量し、これらの原料をポリエチ
レン製ポットに入れ、ここにエタノールを添加し、Zr
O2ボール(10φ)を用いて湿式混合した後、これを
850〜1000℃の温度で1〜3時間仮焼して仮焼物
を得る。
17g、TiO2を4.00g、CaCO3を1.00
1g、SrCO2を0.886g、及びBaCO3を1
.776gをそれぞれ秤量し、これらの原料をポリエチ
レン製ポットに入れ、ここにエタノールを添加し、Zr
O2ボール(10φ)を用いて湿式混合した後、これを
850〜1000℃の温度で1〜3時間仮焼して仮焼物
を得る。
次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、乾燥した後、
この乾燥粉108.95gに対してPb3O4を227
.27g秤量して添加し、混合物をポリエチレン製ポッ
トに入れる。
この乾燥粉108.95gに対してPb3O4を227
.27g秤量して添加し、混合物をポリエチレン製ポッ
トに入れる。
さらに、これにエタノールを添加し、ZrO2ボールを
用いて湿式混合し、これを650〜750℃で1〜4時
間仮焼して仮焼物を得る。
用いて湿式混合し、これを650〜750℃で1〜4時
間仮焼して仮焼物を得る。
次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、乾燥した後、
有機バインダーを加えて造粒し、この造粒物を直径9.
8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2
の圧力で加圧して成形物を得る。
有機バインダーを加えて造粒し、この造粒物を直径9.
8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2
の圧力で加圧して成形物を得る。
次に、この成形物をジルコニアセッター上に載せ、空気
中で850℃の温度で焼成し、誘電体磁器組成物の磁器
素体を得る。
中で850℃の温度で焼成し、誘電体磁器組成物の磁器
素体を得る。
電気的特性の測定
次に、焼成後の磁器素体の両主面に銀ペーストを塗布し
て焼付け、磁器コンデンサを作り、これを48時間放置
した。
て焼付け、磁器コンデンサを作り、これを48時間放置
した。
そして、この磁器コンデンサの20℃における比誘電率
εr及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率ρ
25、150℃における抵抗率ρ150、−25℃及び
85℃における静電容量の温度変化率ΔCの各特性を測
定した。
εr及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率ρ
25、150℃における抵抗率ρ150、−25℃及び
85℃における静電容量の温度変化率ΔCの各特性を測
定した。
その結果、それぞれ、
比誘電率εr=11,250、
誘電体損失tanδ=2.25、
25℃における抵抗率
ρ25=9.3×1012Ωcm、
150℃における抵抗率
ρ150=8.2×1011Ωcm、
−25℃における静電容量の温度変化率△C−25=−
53.8%、 85℃における静電容量の温度変化率 △C85=−50.0% となった。
53.8%、 85℃における静電容量の温度変化率 △C85=−50.0% となった。
なお、比誘電率εr及びtanδは、周波数1KHz、
電圧1V(実効値)の条件で測定した。
電圧1V(実効値)の条件で測定した。
また、抵抗率ρは、コンデンサに100Vの電圧を30
秒間印加した後に抵抗値を求め、この値から算出した。
秒間印加した後に抵抗値を求め、この値から算出した。
静電容量の温度変化率ΔCは、恒温槽の中に試料を入れ
、−25℃、85℃の各温度において、周波数1kHz
、電圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定して
求めた。
、−25℃、85℃の各温度において、周波数1kHz
、電圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定して
求めた。
試料No.1〜74について、各成分組成及び諸特性を
第1表(1)〜(4)に示す。
第1表(1)〜(4)に示す。
表において欄外に※印を付した試料は比較例であり、本
発明の実施例であるその他の試料の特性と比較するため
のものである。
発明の実施例であるその他の試料の特性と比較するため
のものである。
ここで、No.1〜12、No.13〜27、28〜3
5及びNo.36〜49の試料グループによる実験は、
主成分中のPbTiO3のモル比をそれぞれ5.0モル
%、10.0モル%、15.0モル%及び20.0モル
%に固定して他の諸成分の成分比を変化させることによ
り、各成分の適正範囲を明らかにしたものである。
5及びNo.36〜49の試料グループによる実験は、
主成分中のPbTiO3のモル比をそれぞれ5.0モル
%、10.0モル%、15.0モル%及び20.0モル
%に固定して他の諸成分の成分比を変化させることによ
り、各成分の適正範囲を明らかにしたものである。
この結果は、それぞれ第2図、第3図、第4図及び第5
図の各三角図に示されている。
図の各三角図に示されている。
また、No.55〜59の試料グループによる実験は、
副成分であるPb3O4の添加量を0.660モル%に
固定して他の諸成分の成分比を変化させることにより、
各成分の適正範囲を明らかにしたものである。
副成分であるPb3O4の添加量を0.660モル%に
固定して他の諸成分の成分比を変化させることにより、
各成分の適正範囲を明らかにしたものである。
各試料の特性評価
本発明の目的は、比誘電率εrが十分高く、製造時の焼
成温度が比較的低く、さらに静電容量の温度変化率ΔC
がJIS規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及び
その製造方法を提供することにあるが、850℃以下で
焼成が可能であり、比誘電率εr≧10,000、ta
nδ≦4%、25℃における抵抗率ρ25≧1011Ω
cm、150℃における抵抗率ρ150≧109Ωcm
、△CがJIS規格のE特性を満足することを一応の基
準として各試料の電気的特性を評価した。
成温度が比較的低く、さらに静電容量の温度変化率ΔC
がJIS規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及び
その製造方法を提供することにあるが、850℃以下で
焼成が可能であり、比誘電率εr≧10,000、ta
nδ≦4%、25℃における抵抗率ρ25≧1011Ω
cm、150℃における抵抗率ρ150≧109Ωcm
、△CがJIS規格のE特性を満足することを一応の基
準として各試料の電気的特性を評価した。
以下、その結果を詳細に説明する。
試料No.7〜10、12、19〜22、46、47、
50、51は、いずれも静電容量の温度変化率△Cが大
きく、JIS規格のE特性を満たしておらず、本発明の
目的を満足しない。
50、51は、いずれも静電容量の温度変化率△Cが大
きく、JIS規格のE特性を満たしておらず、本発明の
目的を満足しない。
試料No.9、11、12、22、23、45、48、
53、60、65、69、74は、いずれも比誘電率ε
rが10,000未満であり、本発明の目的を満足しな
い。
53、60、65、69、74は、いずれも比誘電率ε
rが10,000未満であり、本発明の目的を満足しな
い。
試料No.9、12、22は、比誘電率εr及び静電容
量の温度変化率△Cのいずれも期待される値が得られず
、本発明の目的を満足しない。
量の温度変化率△Cのいずれも期待される値が得られず
、本発明の目的を満足しない。
試料No.44、52、55、60、65、70は緻密
な焼結体すら得ることができなかった。
な焼結体すら得ることができなかった。
上記以外の試料は良好な電気的特性を有し、いずれも満
足できる結果が得られた。
足できる結果が得られた。
従って、以上の結果を整理すると、以下のような結論が
得られる。
得られる。
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3のモル比の相関を示す立体成分図にお
いては、以下の領域内が電気的特性の良好な誘電体磁器
組成物ということになる。
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3のモル比の相関を示す立体成分図にお
いては、以下の領域内が電気的特性の良好な誘電体磁器
組成物ということになる。
まず、平面EFGHよりもPbTiO3の多い領域であ
ることが求められる。これよりPbTiO3の少ない領
域では、試料No.50、51から分かるように、静電
容量の温度変化率△Cが悪化する。
ることが求められる。これよりPbTiO3の少ない領
域では、試料No.50、51から分かるように、静電
容量の温度変化率△Cが悪化する。
次に、平面AFEDよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Ni1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.5、8、46、32から分かるように、静電容
量の温度変化率△Cが悪化する。
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Ni1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.5、8、46、32から分かるように、静電容
量の温度変化率△Cが悪化する。
また、平面BCHGよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の少ない領域であることも求められる。
)O3の少ない領域であることも求められる。
これよりPb(Ni1/3Nb2/3)O3の多い領域
では、No.9、12、22、45から分かるように、
静電容量の温度変化率△Cが悪化したり、比誘電率εr
が低下したりする。
では、No.9、12、22、45から分かるように、
静電容量の温度変化率△Cが悪化したり、比誘電率εr
が低下したりする。
次に、平面ABGFよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Zn1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.10、47から分かるように、静電容量の温度
変化率△Cが悪化してしまう。
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Zn1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.10、47から分かるように、静電容量の温度
変化率△Cが悪化してしまう。
また、平面CDEHよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の少ない領域であることが求められる。これより
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3の多い領域では、N
o.11、23、44、48から分かるように、比誘電
率εrが10,000未満になったり、緻密な焼結体が
得られなくなる。
)O3の少ない領域であることが求められる。これより
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3の多い領域では、N
o.11、23、44、48から分かるように、比誘電
率εrが10,000未満になったり、緻密な焼結体が
得られなくなる。
従って、主成分を構成するPb(Mg1/3Nb2/3
)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(N
i1/3Nb2/3)O3及びPbTiO3の4成分の
モル比は、第1図に示すように、これらの相関を示す立
体成分図において、A〜Hを頂点とする多面体の範囲内
であることが、良好な電気的特性が得られる条件となる
。
)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(N
i1/3Nb2/3)O3及びPbTiO3の4成分の
モル比は、第1図に示すように、これらの相関を示す立
体成分図において、A〜Hを頂点とする多面体の範囲内
であることが、良好な電気的特性が得られる条件となる
。
次に、MgOの添加量の好ましい範囲は、0.49〜3
.06モル%である、MgOが0.49モル%未満の場
合は、No.55、60に示すように緻密な焼結体が得
られなくなり、MgOが3.06モル%を越える場合は
、No.59、64に示すように比誘電率εrが10,
000未満になる。
.06モル%である、MgOが0.49モル%未満の場
合は、No.55、60に示すように緻密な焼結体が得
られなくなり、MgOが3.06モル%を越える場合は
、No.59、64に示すように比誘電率εrが10,
000未満になる。
次に、Pb3O4の添加量の好ましい範囲は、0.33
3〜1.665モル%である。
3〜1.665モル%である。
Pb3O4が0.333モル%未満の場合は、No.6
5、70に示すように緻密な焼結体を得ることができな
くなり、Pb3O4が1.665モル%を越えた場合は
、No.69、74に示すように、比誘電率εrが10
,000未満になる。
5、70に示すように緻密な焼結体を得ることができな
くなり、Pb3O4が1.665モル%を越えた場合は
、No.69、74に示すように、比誘電率εrが10
,000未満になる。
次に、Pb元素を置換するCa、Sr、Baの好ましい
量は4原子%以下である。Pb元素の置換量が4原子%
を越えた場合は、No.52、53に示すように緻密な
焼結体が得られなくなったり、比誘電率εrが10,0
00未満になる。
量は4原子%以下である。Pb元素の置換量が4原子%
を越えた場合は、No.52、53に示すように緻密な
焼結体が得られなくなったり、比誘電率εrが10,0
00未満になる。
[発明の効果]
このように本発明により、比誘電率が十分高く、製造時
において焼成温度が比較的低くて済み、さらに静電容量
の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその製
造方法を提供することができた。
において焼成温度が比較的低くて済み、さらに静電容量
の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその製
造方法を提供することができた。
第1図はPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Z
n1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/
3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比の相関を
示す立体成分図、第2図はPbTiO3の添加量が5.
0モル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/
3Nb2/3)O3の3成分の三角図、第3図はPbT
iO3の添加量が10.0モル%の場合のPb(Mg1
/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3−Nb2/3
)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分
の三角図、第4図はPbTiO3の添加量が15.0モ
ル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3N
b2/3)O3の3成分の三角図、第5図はPbTiO
3の添加量が20.0モル%の場合のPb(Mg1/3
Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3
及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分の三角
図である。 代理人 弁理士 窪田法明
n1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/
3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比の相関を
示す立体成分図、第2図はPbTiO3の添加量が5.
0モル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/
3Nb2/3)O3の3成分の三角図、第3図はPbT
iO3の添加量が10.0モル%の場合のPb(Mg1
/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3−Nb2/3
)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分
の三角図、第4図はPbTiO3の添加量が15.0モ
ル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3N
b2/3)O3の3成分の三角図、第5図はPbTiO
3の添加量が20.0モル%の場合のPb(Mg1/3
Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3
及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分の三角
図である。 代理人 弁理士 窪田法明
Claims (2)
- 【請求項1】一般式 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn
1/3Nb2/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3]c[PbTiO3]dで表わされ、これ
を構成するPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(
Zn1/3−Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示
すa、b、c及びd(ただし、a+b+c+d=100
)が、上記4種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分
図において、A(a=47.2、b=2.4、c=30
.4、d=20.0)B(a=32.8、b=1.6、
c=45.6、d=20.0)C(a=17.6、b=
8.8、c=53.6、d=20.0)D(a=32.
4、b=17.2、c=30.4、d=20.0)E(
a=60.8、b=32.3、c=1.9、d=5.0
)F(a=78.85、b=14.25、c=1.9、
d=5.0)G(a=76.95、b=14.25、c
=3.8、d=5.0)H(a=50.35、b=26
.6、c=18.05、d=5.0)で示される各点A
〜Hを頂点とする多面体の領域内にあるような組成の主
成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4原子%以下(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換したことを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】一般式 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn
1/3Nb2/3)O3]b−[Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3]c[PbTiO3]dで表わされ、これ
を構成するPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(
Zn1/3−Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb
2/3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比を示
すa、b、c及びd(ただし、a+b+c+d=100
)が、上記4種の酸化物のモル比の相関を示す立体成分
図において、A(a=47.2、b=2.4、c=30
.4、d=20.0)B(a=32.8、b=1.6、
c=45.6、d=20.0)C(a=17.6、b=
8.8、c=53.6、d=20.0)D(a=32.
4、b=17.2、c=30.4、d=20.0)E(
a=60.8、b=32.3、c=1.9、d=5.0
)F(a=78.85、b=14.25、c=1.9、
d=5.0)G(a=76.95、b=14.25、c
=3.8、d=5.0)H(a=50.35、b=26
.6、c=18.05、d=5.0)で示される各点A
〜Hを頂点とする多面体の領域内にあるような組成の主
成分と、 上記主成分の総量に対し、0.49〜3.06モル%の
MgO及び0.333〜1.665モル%のPb3O4
の各成分からなる副成分とを配合し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、4原子%以下(但し、0原子%は含まず。)
の割合で置換されるように配合した後、焼成することを
特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-267844 | 1990-10-04 | ||
| JP26784490 | 1990-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215208A true JPH04215208A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736290B2 JPH0736290B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17450413
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324876A Expired - Lifetime JPH0736289B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324874A Expired - Lifetime JPH0736287B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324875A Expired - Lifetime JPH0736288B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324877A Expired - Lifetime JPH0736290B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Family Applications Before (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324876A Expired - Lifetime JPH0736289B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
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