JP2013028478A - 誘電体磁器組成物、および電子部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一般式(K1−xNax)NbO3で表されるニオブ酸化合物と、BaTiO3表されるチタン酸バリウムとを含有する誘電体磁器組成物中に、ニオブ酸化合物領域とチタン酸バリウム領域とがそれぞれコンポジット構造を形成し、 [(K1−xNax)αBaβ](NbαTiβ)O12で表される固溶体の固溶体領域面積をA1、全体の領域面積をA2としたときに、A1/A2≦0.35とする。
【選択図】図1
Description
これらの組成物において、例えばBaTiO3はキュリー点が125℃付近であり、150℃以上の高温領域では、室温の比誘電率に比較して大きく低下してしまい、また、100℃以上の領域では、キュリー点近傍となるために、室温に比べて比誘電率が著しく増大してしまうために、単体では比誘電率の温度変化率が非常に大きく実用に耐えられない。このため、副成分として例えば希土類元素を混入することによって、磁器コンデンサとして実用領域である−55℃〜150℃における比誘電率の温度依存性を制御し、広く産業分野で用いられてきた。
まず、出発粉として平均粒径が500nmのKNbO3、および平均粒径が300nmのBaTiO3を準備し、70モル%のKNbO3と、30モル%のBaTiO3になるように、それぞれ秤量し、分散媒としての水を用いでボールミルにより17時間湿式混合した。その後、得られた混合物を乾燥して原料粉末を得た。
出発粉として平均粒径が50〜1300nmのKNbO3、および平均粒径が20〜1500nmのBaTiO3(以下、BTともいう)を準備し、70モル%のKNbO3と、30モル%のBaTiO3になるように、それぞれ秤量し、分散媒としての水を用いでボールミルにより17時間湿式混合した。その後、得られた混合物を乾燥して原料粉末を得た。
出発原料粉として平均粒径が500nm程度のKNbO3と、平均粒径が300nm程度のBaTiO3をモル比で4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1、19:1の割合になるように、それぞれ秤量し、分散媒としての水と共にボールミルにより17時間湿式混合した。そして、混合物を乾燥して誘電体磁器組成物の原料粉末を得た。
出発粉として平均粒径が500nm程度で、xがそれぞれ0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6の値を取る(K1−xNax)NbO3、および平均粒径が300nm程度のBaTiO3(以下、BTともいう)を準備した。これらxの値が異なる(K1−xNax)NbO3をそれぞれ70モル%準備して、BaTiO3が30モル%になるようにそれぞれ秤量し、分散媒としての水と共にボールミルにより17時間湿式混合した。そして、混合物を乾燥して誘電体磁器組成物の原料粉末を得た。
ニオブ酸化合物と、チタン酸バリウムと前記実施例にて焼成して得られた誘電体磁器組成物に対して、FIB(集束イオンビーム)を用いてマイクロ−サンプリングを行い、TEM試料を作製した。この試料に対しJEM2200FSを用いSTEM像観察を行いSTEM−EDSマッピング行った。観察視野は、3.0μm×3.0μmとし、各試料に対し5視野以上観察を行った。これらの方法で得られた組成マップを用いて、K、Na、Nb、Ba、Tiの元素が同時に観察された領域を固溶体領域とみなし、各5視野以上の結果の平均面積を用いた。
コンポジット構造体中の結晶の平均粒径は、前記の方法で得られたTEM像とSTEM組成像を用いて、ニオブ酸化合物粒子とBaTiO3粒子を弁別し、その粒径と数を評価した。粒径の測定にはコード法を用いた。
コンデンサ試料に対し、基準温度25℃において、アジレントテクノロジー社製4294Aを用いて、周波数1kHz、測定電圧1Vとし、静電容量(C)を測定した。そして、比誘電率εs(単位なし)を、誘電体磁器組成物の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量とに基づき算出した。
コンデンサ試料をDespatch社製恒温槽内に載置し、−55〜350℃の温度範囲で1Vの電圧での静電容量を測定し、+25℃での静電容量(C25)に対する静電容量の変化率(ΔC/C(%))を、ΔC/C={(C−C25)/C25}×100の式より算出した。
2 (K1−xNax)NbO3
3 (K1−xNax)NbO3とBaTiO3との固溶体
Claims (4)
- 一般式(K1−xNax)NbO3で表されるニオブ酸化合物と、BaTiO3表されるチタン酸バリウムとを含有する誘電体磁器組成物であって、前記ニオブ酸化合物領域とチタン酸バリウム領域とがコンポジット構造を形成し、前記(K1−xNax)NbO3とBaTiO3とが固溶してなる固溶体の領域面積をA1とし、全体の領域面積をA2としたとき、A1/A2≦0.35であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
- 前記コンポジット構造を構成する前記ニオブ酸化合物の平均粒径が100nm以上、1000nm以下であり、且つ、前記チタン酸バリウムの平均粒径が50nm以上、1200nm以下であることを特徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成物。
- 前記コンポジット構造をなす、(K1−xNax)NbO3で表されるニオブ酸化合物の領域面積をa、BaTiO3表されるチタン酸バリウムの領域面積をbとしたとき、1≦a/b≦9、0≦x≦0.5、の関係を満たすことを特徴とする請求項1、2のいずれか1項に記載の誘電体磁器組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘電体磁器組成物よりなることを特徴とする電子部品。
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