JPS598923B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
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- JPS598923B2 JPS598923B2 JP52137492A JP13749277A JPS598923B2 JP S598923 B2 JPS598923 B2 JP S598923B2 JP 52137492 A JP52137492 A JP 52137492A JP 13749277 A JP13749277 A JP 13749277A JP S598923 B2 JPS598923 B2 JP S598923B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高誘電率を有し、温度特性にすぐれ、しか
も誘電損失が小さく、さらに耐電圧特性にすぐれた誘電
体磁器組成物に関するものである。
も誘電損失が小さく、さらに耐電圧特性にすぐれた誘電
体磁器組成物に関するものである。
従来、定格直流電圧が５００Ｖ以上において高容量を有
する誘電体磁器組成物としては、チタン酸バリウムを主
体としたものが広く使用されてきた。しかしながらこの
種のものは、誘電損失が大きい。容量の電圧依存性が大
きい、圧電性に伴なう雑音が発生する。波型歪が大きい
、など不適当な性質を有していた。これに代わるものと
して、近年チタン酸ストロンチウムを主体としたものが
実用化され始めている。
する誘電体磁器組成物としては、チタン酸バリウムを主
体としたものが広く使用されてきた。しかしながらこの
種のものは、誘電損失が大きい。容量の電圧依存性が大
きい、圧電性に伴なう雑音が発生する。波型歪が大きい
、など不適当な性質を有していた。これに代わるものと
して、近年チタン酸ストロンチウムを主体としたものが
実用化され始めている。
このようなものとして、たとえばチタン酸ストロンチウ
ムを主体とし、これにチタン酸ビスマス、チタン酸鉛を
添加したもの、またはチタン酸ストロンチウムにチタン
酸ビスマス、酸化マグネシウム（炭酸マグネシウム）を
添加したものが知られている。しかしながら、前者のも
のは誘電損失第５大きく、容量の温度変化率も大きいと
いう欠点が見られ、また後者のものは誘電損失が０．０
２％、容量の温度変化率が±０％のものが得られるもの
の、誘電率が１０００前後と小さいものであつた。
ムを主体とし、これにチタン酸ビスマス、チタン酸鉛を
添加したもの、またはチタン酸ストロンチウムにチタン
酸ビスマス、酸化マグネシウム（炭酸マグネシウム）を
添加したものが知られている。しかしながら、前者のも
のは誘電損失第５大きく、容量の温度変化率も大きいと
いう欠点が見られ、また後者のものは誘電損失が０．０
２％、容量の温度変化率が±０％のものが得られるもの
の、誘電率が１０００前後と小さいものであつた。
この発明はチタン酸ストロンチウムを主体としたものに
ついて種々の検討を加えた結果、従来技術では到達し得
なかつた特性を有する誘電体磁器組成物を見い出したも
のである。
ついて種々の検討を加えた結果、従来技術では到達し得
なかつた特性を有する誘電体磁器組成物を見い出したも
のである。
すなわち、この発明の要旨とするところは、チタン酸ス
トロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化ビスマス、
酸化チタンおよび酸化鉛よりなシ、それぞれをＳｒＴｉ
Ｏ３、ＭｇＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２およびＰｂ
３Ｏ４と表わしたとき、次の組成比率にあることを特徴
とするものである。
トロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化ビスマス、
酸化チタンおよび酸化鉛よりなシ、それぞれをＳｒＴｉ
Ｏ３、ＭｇＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２およびＰｂ
３Ｏ４と表わしたとき、次の組成比率にあることを特徴
とするものである。
５ｒＴｉ０３３０．０〜６０．０重量％
ＭｇＴｉ０３２．０〜３２．０重量％
Ｂｉ２０３１０．０〜３４．０重量％
Ｔｉ０２３．０〜工５．０重量％
Ｐｂ３０４２．０〜２０．０重量％
Ｐｂ３Ｏ４／ＭｇＴｉ０３０．６２５〜１０Ｄ（重量比
）上記した組成範囲に限定したのは次の理由による。
）上記した組成範囲に限定したのは次の理由による。
すなわち、ＳｒＴｉＯ３が３０重量％未満では誘電率が
１０００以下にな杉、誘電損失が悪くなる。またＳｒＴ
ｉＯ３が６２重量％を越えると誘電率が１５００以下に
、誘電率の温度変化率が−２０％を越える。ＭｇＴｉＯ
３が２．０重量％未満では誘電率が低く、誘電率の温度
変化率が−２０％を越え、３２．０重量％を越えると、
誘電率が著しく低下する。Ｂｉ２Ｏ，が１０．０重量％
未満となジ、３４．０重量％を越えると、誘電損失が大
きくなる。ＴｉＯ２が３．０重量％未満では誘電損失が
大きくな）、１５．０（Ｆ６を越えると誘電率の温度変
化率が土２０％を越えてしまう。Ｐｂ３Ｏ４が２．０重
量％未満では誘電率が低く、２０．０重量％を越えると
誘電損失が１％を越える。ＭｇＴｉＯ，とＰｂ，Ｏ４の
重量比（Ｐｂ，Ｏ４／ＭｇＴｉＯ，）が０．６２５未満
、又、１０．０を越えると誘電率が１５００に達しない
。以下この発明を実施例に従つて詳述する。
１０００以下にな杉、誘電損失が悪くなる。またＳｒＴ
ｉＯ３が６２重量％を越えると誘電率が１５００以下に
、誘電率の温度変化率が−２０％を越える。ＭｇＴｉＯ
３が２．０重量％未満では誘電率が低く、誘電率の温度
変化率が−２０％を越え、３２．０重量％を越えると、
誘電率が著しく低下する。Ｂｉ２Ｏ，が１０．０重量％
未満となジ、３４．０重量％を越えると、誘電損失が大
きくなる。ＴｉＯ２が３．０重量％未満では誘電損失が
大きくな）、１５．０（Ｆ６を越えると誘電率の温度変
化率が土２０％を越えてしまう。Ｐｂ３Ｏ４が２．０重
量％未満では誘電率が低く、２０．０重量％を越えると
誘電損失が１％を越える。ＭｇＴｉＯ，とＰｂ，Ｏ４の
重量比（Ｐｂ，Ｏ４／ＭｇＴｉＯ，）が０．６２５未満
、又、１０．０を越えると誘電率が１５００に達しない
。以下この発明を実施例に従つて詳述する。
実施例 １
純度９８％以上の工業用原料を用いて合成したチタン酸
ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ，）、チタン酸マグネシウ
ム（ＭｇＴｉＯ，）の各粉末と、酸化ピスマス（Ｂｉ２
Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）酸化鉛（Ｐｂ，Ｏ４）
を第１表の組成比率の誘電体磁器が得られるように秤量
した。
ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ，）、チタン酸マグネシウ
ム（ＭｇＴｉＯ，）の各粉末と、酸化ピスマス（Ｂｉ２
Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）酸化鉛（Ｐｂ，Ｏ４）
を第１表の組成比率の誘電体磁器が得られるように秤量
した。
この秤量原料に酢酸ビニール系有機バインダ３重量％を
加え、アルミナ磁器を玉石とした塩化ピニル製ポツトミ
ルで１０時間湿式混合を行つた。このようにして得られ
た泥漿を脱水、乾燥し、５０メツシユの匣で造粒したも
のを油圧プレス機で比重３．３〜３．５，直径１５１１
，厚み３．６ｍｍの円板に成形した。次いで酸化ジルコ
ニウム粉末を敷粉としたアルミナ質の匣に成形体を入れ
、自然雰囲気中１１８０〜１２８０℃の範囲で２時間焼
成した。このようにして得た焼結体に銀電極を焼付けて
コンデンサを作成し、測定用試料とした。
加え、アルミナ磁器を玉石とした塩化ピニル製ポツトミ
ルで１０時間湿式混合を行つた。このようにして得られ
た泥漿を脱水、乾燥し、５０メツシユの匣で造粒したも
のを油圧プレス機で比重３．３〜３．５，直径１５１１
，厚み３．６ｍｍの円板に成形した。次いで酸化ジルコ
ニウム粉末を敷粉としたアルミナ質の匣に成形体を入れ
、自然雰囲気中１１８０〜１２８０℃の範囲で２時間焼
成した。このようにして得た焼結体に銀電極を焼付けて
コンデンサを作成し、測定用試料とした。
各試料の誘電順ε），誘電損失（Ｔａｎδ）卦よび誘電
率の温度変化率（Δｃ／ｃ）を測定し、その結果を第１
表に合わせて示した。
率の温度変化率（Δｃ／ｃ）を測定し、その結果を第１
表に合わせて示した。
な卦、各特性の測定方法は次のようにして行つた。
すなわち、誘電率（ε），誘電損失（Ｔａｎδ）は横川
・ヒユレツトパツカード製自動容量測定器を用い周波数
１ＫＨｚ，電圧１．０Ｖｒ．ｍ．ｓで行つた。誘電率の
温度変化率は＋２５℃を基準として温度範囲−３０℃〜
＋８５℃で測定した値である。また※印を付したものは
この発明範囲外のものであシ、それ以外はすべてこの発
明範囲内のものである。
・ヒユレツトパツカード製自動容量測定器を用い周波数
１ＫＨｚ，電圧１．０Ｖｒ．ｍ．ｓで行つた。誘電率の
温度変化率は＋２５℃を基準として温度範囲−３０℃〜
＋８５℃で測定した値である。また※印を付したものは
この発明範囲外のものであシ、それ以外はすべてこの発
明範囲内のものである。
Ｉ −ー一 ］？？
− 」− − − ｌ第１表から明ら
かなようにこの発明によれば、誘電率は１５００を越え
、誘電損失も１．００％未満、さらに誘電率の温度変化
率が＋２０％未満と、すぐれた特性を有するコンデンサ
が得られている。
− 」− − − ｌ第１表から明ら
かなようにこの発明によれば、誘電率は１５００を越え
、誘電損失も１．００％未満、さらに誘電率の温度変化
率が＋２０％未満と、すぐれた特性を有するコンデンサ
が得られている。
実施例 ２従来のチタン酸ストロンチウム系の誘電体磁
器組成物とこの発明範囲内の試料の電気的特性を比較し
、その結果を第２表に示した。
器組成物とこの発明範囲内の試料の電気的特性を比較し
、その結果を第２表に示した。
第２表中、従来例１はＳｒＴｉＯ３−Ｂｉ２Ｏ３２Ｔｉ
Ｏ２−ＭｇＯ系、従来例はＳｒＴｉＯ３一ＰｂＴｌＯ３
−Ｂｉ２Ｏ３・３Ｔｉ０２系のものである。
Ｏ２−ＭｇＯ系、従来例はＳｒＴｉＯ３一ＰｂＴｌＯ３
−Ｂｉ２Ｏ３・３Ｔｉ０２系のものである。
上記した結果から明らかなように、この発明のものは従
来例１にくらべ誘電率（ε）は１．４〜３倍であジ、コ
ンデンサの小型化にとつて有利なものである。
来例１にくらべ誘電率（ε）は１．４〜３倍であジ、コ
ンデンサの小型化にとつて有利なものである。
また従来例と比較した場合、誘電率がほぼ同じである試
料番号１３との比較では、誘電損失（Ｔａｎδ）は約１
／４０と小さく、また誘電率の温度変化率も約１／２と
小さいなど、コンデンサ用材料としてこの発明のものが
すぐれていると云える。実施例 ３ この発明の誘電体磁器組成物はマグネシウム、鉛をそれ
ぞれチタン酸マグネシウム、酸化鉛の形で添加し、かつ
その重量比（Ｐｂ３Ｏ４／ＭｇＴｉＯ３が０．６２５か
ら１０．０の限定された範囲内にあるときにすぐれた特
性を示すのであるが、マグネシウムを酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）、卦よび炭酸マグネシウム、鉛をチタン酸（
ＰｂＴｉＯ３）の形で添加した場合について特性を比較
し、その結果を第３表に示した。
料番号１３との比較では、誘電損失（Ｔａｎδ）は約１
／４０と小さく、また誘電率の温度変化率も約１／２と
小さいなど、コンデンサ用材料としてこの発明のものが
すぐれていると云える。実施例 ３ この発明の誘電体磁器組成物はマグネシウム、鉛をそれ
ぞれチタン酸マグネシウム、酸化鉛の形で添加し、かつ
その重量比（Ｐｂ３Ｏ４／ＭｇＴｉＯ３が０．６２５か
ら１０．０の限定された範囲内にあるときにすぐれた特
性を示すのであるが、マグネシウムを酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）、卦よび炭酸マグネシウム、鉛をチタン酸（
ＰｂＴｉＯ３）の形で添加した場合について特性を比較
し、その結果を第３表に示した。
第３表中、ＭｇＯ，ＭｇＯＯ３の量はそのモル比率に換
算してＭｇＴｉＯ，になるように添加したものであ）、
ＰｂＴｉＯ３についても同様にＰｂＯ４／ と同モル数
になるように添加量を決めたものである。
算してＭｇＴｉＯ，になるように添加したものであ）、
ＰｂＴｉＯ３についても同様にＰｂＯ４／ と同モル数
になるように添加量を決めたものである。
第３表からこの発明の試料番号１３のものは他のものに
くらべて約１００℃も低い温度で焼成でき、誘電特性、
破壊電圧の点でもすぐれていることがわかる。
くらべて約１００℃も低い温度で焼成でき、誘電特性、
破壊電圧の点でもすぐれていることがわかる。
なお、上記した実施例では酸化鉛をＰｂ３Ｏ４の形で含
有させたが、このほかＰｂＯの形で換算して含有させて
もよい。
有させたが、このほかＰｂＯの形で換算して含有させて
もよい。
以上の実施例から明らかなように、ＳｒＴｉＯ３ＭｇＴ
ｉＯ３ｐＢｉ２Ｏ３ｔＴｉＯ２費Ｐｂ３Ｏ４（ＰｂＯ）
よジなるこの発明のものは、従来のチタン酸バリウム某
、チタン酸ストロンチウム系のものでは達成し得なかつ
た、高誘電率、低い誘電損失、高耐圧特性、良好な誘電
率温度特性をすべて満足し、小型、大容量の中高圧コン
デンサ、さらに交流用コンデンサとしてきわめて有用な
ものである。
ｉＯ３ｐＢｉ２Ｏ３ｔＴｉＯ２費Ｐｂ３Ｏ４（ＰｂＯ）
よジなるこの発明のものは、従来のチタン酸バリウム某
、チタン酸ストロンチウム系のものでは達成し得なかつ
た、高誘電率、低い誘電損失、高耐圧特性、良好な誘電
率温度特性をすべて満足し、小型、大容量の中高圧コン
デンサ、さらに交流用コンデンサとしてきわめて有用な
ものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、
酸化ビスマス、酸化チタンおよび酸化鉛よりなり、それ
ぞれをＳｒＴｉＯ＿３、ＭｇＴｉＯ＿３、Ｂｉ＿２Ｏ＿
３、ＴｉＯ＿２およびＰｂ＿３Ｏ＿４と表わしたとき、
次の組成比率にあることを特徴とする誘電体磁器組成物
。 ＳｒＴｉＯ＿３３０．０〜６０．０重量％ＭｇＴｉＯ＿
３２．０〜３２．０重量％ Ｂｉ＿２Ｏ＿３１０．０〜３４．０重量％ＴｉＯ＿２３
．０〜１５．０重量％ Ｐｂ＿３Ｏ＿４２．０〜２０．０重量％ Ｐｂ＿３Ｏ＿４／ＭｇＴｉＯ＿３０．６２５〜１０．０
（重量比）
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