JPH0736290B2 - 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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- JPH0736290B2 JPH0736290B2 JP2324877A JP32487790A JPH0736290B2 JP H0736290 B2 JPH0736290 B2 JP H0736290B2 JP 2324877 A JP2324877 A JP 2324877A JP 32487790 A JP32487790 A JP 32487790A JP H0736290 B2 JPH0736290 B2 JP H0736290B2
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Landscapes
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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62
−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。
−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(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Z
n1/3-Nb2/3)O3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(Mn1/2Nb1/2)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(M
g1/2W1/2)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。
n1/3-Nb2/3)O3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(Mn1/2Nb1/2)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(M
g1/2W1/2)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(Mg1/3Nb2/3)O3-
Pb(Zn1/3-Nb2/3)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,B
a,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。
Pb(Zn1/3-Nb2/3)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,B
a,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xPb(Zn1/3N
b2/3)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
誘電体磁気組成物が開示されている。
b2/3)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
誘電体磁気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Pb
O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Pb
O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。
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。
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と鉛系
の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が1030〜1150
℃と高いものであった。
の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が1030〜1150
℃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。
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、本発明の目的は、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、150℃における抵抗率
ρ150が109Ωcm以上、tanδ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。
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、150℃における抵抗率
ρ150が109Ωcm以上、tanδ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(Mg1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn1/3Nb2/3)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(Ni1/3Nb2/3)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＝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
で置換して誘電体磁器組成物を構成したものである。
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(Ni1/3Nb2/3)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＝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(Zn1/3Nb2/3)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(Ni1/3Nb2/3)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＝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。
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(Ni1/3Nb2/3)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＝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10,000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ΔＣ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。
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ΔＣ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(Z
n1/3-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、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。
電体磁器組成物の主成分であるPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Z
n1/3-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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〜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。
明する。
試料の作製 試料No.1は、一般式 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]60.8[Pb(Zn1/3Nb2/3)O3]32.3-[Pb(N
i1/3Nb2/3)O3]1.9-[PbTiO3]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。
i1/3Nb2/3)O3]1.9-[PbTiO3]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84.1
7g,TiO2を4.00g,CaCO3を1.001g,SrCO3を0.886g,及びBaC
O3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、ZrO2
ボール（10φ）を用いて湿式混合した後、これを850〜1
000℃の温度で１〜３時間仮焼して仮焼物を得る。
7g,TiO2を4.00g,CaCO3を1.001g,SrCO3を0.886g,及びBaC
O3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、ZrO2
ボール（10φ）を用いて湿式混合した後、これを850〜1
000℃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。
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9.8m
m、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9.8m
m、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ε
ｒ及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率ρ25、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。
ｒ及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率ρ25、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 ΔＣ-25＝−53.8％、 85℃における静電容量の温度変化率 ΔＣ85＝−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。
（実効値）の条件で測定した。
また、低効率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。
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
（効率値）1.0Vの条件で静電容量を測定して求めた。
れ、−25℃、85℃の各温度において、周波数1kHz、電圧
（効率値）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。
（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、28〜35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。
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。
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、tanδ≦４％、2
5℃における低効率ρ25≧1011Ωcm、150℃における抵抗
率ρ150≧109Ωcm、ΔＣ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、tanδ≦４％、2
5℃における低効率ρ25≧1011Ωcm、150℃における抵抗
率ρ150≧109Ωcm、ΔＣ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ΔＣ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。
容量の温度変化率ΔＣ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εｒが10,000未満であり、本発明の目的を
満足しない。
れも比誘電率εｒ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ΔＣ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。
化率ΔＣ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。
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)O
3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。
3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.5
0,51から分かるように、静電容量の温度変化率ΔＣが悪
化する。
められる。これよりPbTiO3の少ない領域では、試料No.5
0,51から分かるように、静電容量の温度変化率ΔＣ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Pb(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ΔＣが悪化する。
ることが求められる。これよりPb(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ΔＣ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。
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.9,12,2
2,45から分かるように、静電容量の温度変化率ΔＣが悪
化したり、比誘電率εｒが低下したりする。
2,45から分かるように、静電容量の温度変化率ΔＣ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Pb(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ΔＣが悪化してしまう。
ることが求められる。これよりPb(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ΔＣ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、No.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。
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、No.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(Zn1/3
-Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)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。
-Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)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。
％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、0.333〜1.665
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。
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。
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10,000未満になる。
％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10,000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(Zn1/3-Nb2/3)O3、Pb(Ni
1/3Nb2/3)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(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni
1/3Nb2/3)O3の３成分の三角図、第３図はPbTiO3の添加
量が10.0モル％の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3-N
b2/3)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(Mg1/3Nb
2/3)O3、Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の３
成分の三角図、第５図はPbTiO3の添加量が20.0モル％の
場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni
1/3Nb2/3)O3の３成分の三角図である。
1/3Nb2/3)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(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni
1/3Nb2/3)O3の３成分の三角図、第３図はPbTiO3の添加
量が10.0モル％の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3-N
b2/3)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(Mg1/3Nb
2/3)O3、Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の３
成分の三角図、第５図はPbTiO3の添加量が20.0モル％の
場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3及びPb(Ni
1/3Nb2/3)O3の３成分の三角図である。
Claims (2)
- 【請求項１】一般式 [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]a[Pb(Zn1/3Nb2/3)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(Ni1/3Nb2/3)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＝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(Zn1/3Nb2/3)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(Ni1/3Nb2/3)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＝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 JPH04215208A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736290B2 true JPH0736290B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17450413
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| 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 |
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|---|---|---|---|
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| JP (4) | JPH0736289B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2324876A patent/JPH0736289B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324874A patent/JPH0736287B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324875A patent/JPH0736288B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324877A patent/JPH0736290B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0736289B2 (ja) | 1995-04-19 |
| JPH04215207A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH04215206A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736288B2 (ja) | 1995-04-19 |
| JPH04215208A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH04215205A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736287B2 (ja) | 1995-04-19 |
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