JPH01100051A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH01100051A JPH01100051A JP62256691A JP25669187A JPH01100051A JP H01100051 A JPH01100051 A JP H01100051A JP 62256691 A JP62256691 A JP 62256691A JP 25669187 A JP25669187 A JP 25669187A JP H01100051 A JPH01100051 A JP H01100051A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
- C04B35/493—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT containing also other lead compounds
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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]
本発明は誘電体磁器組成物に係り、特に高話電率で誘電
率の温度特性に優れ、しかも焼結温度が低いことから、
例えば高容量コンデンサ等の誘電体材料として好適な誘
電体磁器組成物に関する。
率の温度特性に優れ、しかも焼結温度が低いことから、
例えば高容量コンデンサ等の誘電体材料として好適な誘
電体磁器組成物に関する。
[従来の技術]
従来、高話電車磁器組成物としては、チタン酸バリウム
(BaTiOs)を主体とする組成物が一般に使用され
ている。即ち、BaTiOsを基体とし、これにキュリ
ー点を室温付近に8動させるシフター剤と容量温度特性
を改善するデブレッサ剤、さらに焼結促進剤、還元防止
剤などを加えた組成とするのが一般的である。
(BaTiOs)を主体とする組成物が一般に使用され
ている。即ち、BaTiOsを基体とし、これにキュリ
ー点を室温付近に8動させるシフター剤と容量温度特性
を改善するデブレッサ剤、さらに焼結促進剤、還元防止
剤などを加えた組成とするのが一般的である。
シフター剤としては、Ba5nO=、BaZr0、
、 CaZr0. 、 Ca5nO、、5rTi
O,、PbTiO3,La、Os、CeO2などが用い
られ、デプレッサ剤としては、CaT i03 、Mg
TiO3、B12 (SnOs )3 +Biz
(TiO2)3 、N15nO,、MgZrO3、lv
(gsn03などが用いられている。また焼結促進剤と
しては、Au203,5i02 。
、 CaZr0. 、 Ca5nO、、5rTi
O,、PbTiO3,La、Os、CeO2などが用い
られ、デプレッサ剤としては、CaT i03 、Mg
TiO3、B12 (SnOs )3 +Biz
(TiO2)3 、N15nO,、MgZrO3、lv
(gsn03などが用いられている。また焼結促進剤と
しては、Au203,5i02 。
ZnO,CeO2,B2O3,Nb2os。
Wo、などが用いられ、還元防止剤としては、MnO2
,Fe、Q3.CuOなどが用いられている。
,Fe、Q3.CuOなどが用いられている。
しかしながら、BaTiO3を主体とする組成物は焼結
温度が1300〜1400℃の高温であるため、焼成コ
ストが高く、特にこれを積層コンデンサとして利用する
場合には内部−電極として、パラジウム、白金などの高
価な貴金属を用いなければならず、積層コンデンサのコ
スト低減の大きな問題点になっていた。
温度が1300〜1400℃の高温であるため、焼成コ
ストが高く、特にこれを積層コンデンサとして利用する
場合には内部−電極として、パラジウム、白金などの高
価な貴金属を用いなければならず、積層コンデンサのコ
スト低減の大きな問題点になっていた。
これに対し、1100℃以下で焼成でき内部電極として
比較的安価な銀糸等の金属を使用することができる第1
表に示されるような材料が開発さ −れている。
比較的安価な銀糸等の金属を使用することができる第1
表に示されるような材料が開発さ −れている。
[発明が解決しようとする問題点]
高特性誘電体磁器組成物として、従来提案されているも
のは、第1表に示す如く、誘電率、誘電損失及び比抵抗
のうちのいずれかが悪く、すべての特性が揃って良いも
のは限られている。更に誘電率の温度特性が悪いなどの
欠点もある。
のは、第1表に示す如く、誘電率、誘電損失及び比抵抗
のうちのいずれかが悪く、すべての特性が揃って良いも
のは限られている。更に誘電率の温度特性が悪いなどの
欠点もある。
誘電率及び比抵抗が大きく、誘電損失が小さく、かつ誘
電率の温度特性が良好な誘電体磁器組成物はごく限られ
たものであるため、低温で焼結可能で、しかも、誘電率
、比抵抗、誘電損失、誘電率の温度特性のすべての点で
良好な誘電体磁器組成物の出現が望まれていた。
電率の温度特性が良好な誘電体磁器組成物はごく限られ
たものであるため、低温で焼結可能で、しかも、誘電率
、比抵抗、誘電損失、誘電率の温度特性のすべての点で
良好な誘電体磁器組成物の出現が望まれていた。
[問題点を解決するための手段及び作用]本発明は積層
コンデンサの内部電極として安価な銀系電極の使用を可
能とし、積層コンデンサの製造コストを低減するために
焼結温度が低く、しかも、誘電率及び比抵抗が大きく誘
電損失が小さく、かつ誘電率の温度特性が良好な磁器組
成物を提供するものである。
コンデンサの内部電極として安価な銀系電極の使用を可
能とし、積層コンデンサの製造コストを低減するために
焼結温度が低く、しかも、誘電率及び比抵抗が大きく誘
電損失が小さく、かつ誘電率の温度特性が良好な磁器組
成物を提供するものである。
本発明の誘電体磁器組成物は、PbTi0.。
P b (M g I/3 N bzzs)03及びP
b(Fe2/sW I/3) Osの3成分を主成分と
して含む組成物において、pb原子の一部をBa原子及
び/又はSr原子で置換したものであって、−敗式(I
)(P 1)l−u Mu) [T ix(Mglis
N b2z、)y(F e 2/3 W+/3 )
z ] Os・・・(I) (MはBa及び/又はSrを表わす。)で表わした場合
、 0.005≦U≦0.10゜ 0.10 ≦X≦0.40゜ 0.05 ≦Y≦0.85゜ 0.05 ≦Z≦0.55゜ となるものである。
b(Fe2/sW I/3) Osの3成分を主成分と
して含む組成物において、pb原子の一部をBa原子及
び/又はSr原子で置換したものであって、−敗式(I
)(P 1)l−u Mu) [T ix(Mglis
N b2z、)y(F e 2/3 W+/3 )
z ] Os・・・(I) (MはBa及び/又はSrを表わす。)で表わした場合
、 0.005≦U≦0.10゜ 0.10 ≦X≦0.40゜ 0.05 ≦Y≦0.85゜ 0.05 ≦Z≦0.55゜ となるものである。
更に、本発明の誘電体磁器組成物は、pb(M n +
/3 N b 2/3 ) Osを主成分の5モル%以
下の割合で含有していても良い。
/3 N b 2/3 ) Osを主成分の5モル%以
下の割合で含有していても良い。
以下、本発明の詳細な説明する。
前記−数式(りに示すように、
P b [T i x(M g +/3 N bz
ys)v(F exys Wl/3 )z ]
0s(x、y、zは前記の通り) のpbの原子の一部をBa原子又はSr原子で置換する
ことにより誘電損失が著しく低下し、かつ比抵抗が大き
くなる。しかし、前記(1)式中、Uが0.005未満
であるとこれらの効果が得られず、Uが0.10を超え
ると誘電率が低下する。このため、Uは0.005以上
0.10以下の範囲とする。
ys)v(F exys Wl/3 )z ]
0s(x、y、zは前記の通り) のpbの原子の一部をBa原子又はSr原子で置換する
ことにより誘電損失が著しく低下し、かつ比抵抗が大き
くなる。しかし、前記(1)式中、Uが0.005未満
であるとこれらの効果が得られず、Uが0.10を超え
ると誘電率が低下する。このため、Uは0.005以上
0.10以下の範囲とする。
前記(I)式中、Xが0.10未満であると、誘電率が
低下し、Xが0.40を超えると比抵抗が低下し、かつ
、誘電損失が大きくなる。このため、Xは0.10以上
0.40以下の範囲とする。
低下し、Xが0.40を超えると比抵抗が低下し、かつ
、誘電損失が大きくなる。このため、Xは0.10以上
0.40以下の範囲とする。
また、(I)式中、Yが0.05未満であると、比抵抗
が低下し、Yが0.85を超えると誘電率が低下する。
が低下し、Yが0.85を超えると誘電率が低下する。
このため、Yは0,05以上0.85以下の範囲とする
。
。
更に、(I)式中、2が0.05未満であると焼結温度
が高くなり、かつ誘電率が低下し、Zが0.55を超え
ると比抵抗が低下する。このため、2は0.05以上0
.55以下の範囲とする。
が高くなり、かつ誘電率が低下し、Zが0.55を超え
ると比抵抗が低下する。このため、2は0.05以上0
.55以下の範囲とする。
本発明において、更にP b (M n +/3 N
b 2/3)0、を添加した場合には、誘電率及び比抵
抗が高くなり、かつ誘電損失が低下する。しかし、添加
量が主成分の5モル%を超えると、これらの効果が得ら
れなくなるので、P b (Mn+/s N bzys
)0、は主成分の5モル%以下とする。
b 2/3)0、を添加した場合には、誘電率及び比抵
抗が高くなり、かつ誘電損失が低下する。しかし、添加
量が主成分の5モル%を超えると、これらの効果が得ら
れなくなるので、P b (Mn+/s N bzys
)0、は主成分の5モル%以下とする。
このような本発明の誘電体磁器組成物を製造するには、
例えば、−酸化鉛、二酸化チタン、チタン酸バリウム、
炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、五酸化ニオブ
、酸化第二鉄、三酸化タングステン、二酸化マンガン等
の粉末を所定の割合となるよう秤量し、湿式ボールミル
等を用いて十分に混合する。次にこの混合物を乾燥した
後、必要に応じ、600〜800℃の範囲で数時間程度
仮焼する。この仮焼は必ずしも行う必要はないが、これ
を行うことにより粒子がより均一化され、誘電特性が向
上する傾向がある。仮焼を行った場合には、仮焼物を更
に湿式ボールミル等で粉砕し、乾燥後、ポリビニルアル
コールなどの適当な有機バインダを加えて、顆粒を作り
、これを所定の形状にプレス成形した後、焼成を行う。
例えば、−酸化鉛、二酸化チタン、チタン酸バリウム、
炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、五酸化ニオブ
、酸化第二鉄、三酸化タングステン、二酸化マンガン等
の粉末を所定の割合となるよう秤量し、湿式ボールミル
等を用いて十分に混合する。次にこの混合物を乾燥した
後、必要に応じ、600〜800℃の範囲で数時間程度
仮焼する。この仮焼は必ずしも行う必要はないが、これ
を行うことにより粒子がより均一化され、誘電特性が向
上する傾向がある。仮焼を行った場合には、仮焼物を更
に湿式ボールミル等で粉砕し、乾燥後、ポリビニルアル
コールなどの適当な有機バインダを加えて、顆粒を作り
、これを所定の形状にプレス成形した後、焼成を行う。
この焼成は、950〜1050℃の温度範囲で0.5〜
数時間程度行う。(勿論、これらの製造条件は最も好適
な数値であ)て、本発明の磁器組成物は上記以外の条件
もしくは方法によって製造されても良い。) [実施例] 以下に本発明を実施例を挙げて更に具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。
数時間程度行う。(勿論、これらの製造条件は最も好適
な数値であ)て、本発明の磁器組成物は上記以外の条件
もしくは方法によって製造されても良い。) [実施例] 以下に本発明を実施例を挙げて更に具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。
実施例1
原料としてPbO,BaTiOs 、5rCOs。
Ti0z 、MgO,Nb20.、Fe、03゜WO5
,MnO2を使用、し、これらを第2表に示す配合比と
なるように秤量し、ボールミル中で20時時間式混合し
た8次いで混合物を脱水、乾燥後、750℃で2時間保
持して仮焼し、再びボールミル中で20時時間式粉砕し
た後、脱水。
,MnO2を使用、し、これらを第2表に示す配合比と
なるように秤量し、ボールミル中で20時時間式混合し
た8次いで混合物を脱水、乾燥後、750℃で2時間保
持して仮焼し、再びボールミル中で20時時間式粉砕し
た後、脱水。
乾燥した。
得られた粉末にポリビニルアルコール水溶液を加え、成
形圧力3 t o n / 、c m 2で、直径16
mm、厚さ0.8mmの円板に加圧成形した。この成形
物をマグネシア磁器容器に入れて、950〜1050℃
の温度で2時間焼成した。
形圧力3 t o n / 、c m 2で、直径16
mm、厚さ0.8mmの円板に加圧成形した。この成形
物をマグネシア磁器容器に入れて、950〜1050℃
の温度で2時間焼成した。
得られた焼結体の両面に、銀電極を650〜700℃で
焼付けて、その電気特性を調べた。
焼付けて、その電気特性を調べた。
結果を第2表に示す。
なお、誘電率及び誘電損失はYHPデジタルLCRメー
タモデル4274Aを用い、測定周波数IKHz、測定
電圧1.OVrms、温度25℃にて測定した。また、
比抵抗はYHPモデル4329Aを使用し、温度25℃
で印加電圧100vにて、1分後の値を測定した。゛ま
た、ε−25,ε26.ε8.はそれぞれ−25℃、2
5℃85℃における誘電率を示し、6M1811は一2
5℃〜85℃の温度範囲における誘電率の最高値を示す
。
タモデル4274Aを用い、測定周波数IKHz、測定
電圧1.OVrms、温度25℃にて測定した。また、
比抵抗はYHPモデル4329Aを使用し、温度25℃
で印加電圧100vにて、1分後の値を測定した。゛ま
た、ε−25,ε26.ε8.はそれぞれ−25℃、2
5℃85℃における誘電率を示し、6M1811は一2
5℃〜85℃の温度範囲における誘電率の最高値を示す
。
第2表からも明らかなように、本発明の範囲内の組成物
は、いずれも誘電率が高く、誘電損失が低く、かつ比抵
抗が大きく、また、誘電率の温度特性にも著しく優れる
。
は、いずれも誘電率が高く、誘電損失が低く、かつ比抵
抗が大きく、また、誘電率の温度特性にも著しく優れる
。
[発明の効果]
以上詳述した通り、本発明の誘電体磁器組成物は、誘電
率が高く誘電損失が低く、かつ、比抵抗が大きい、この
ため、本発明の誘電体磁器組成物を用いることにより、
信頼性の高い小型で大容量のコンデンサを得ることがで
きる。
率が高く誘電損失が低く、かつ、比抵抗が大きい、この
ため、本発明の誘電体磁器組成物を用いることにより、
信頼性の高い小型で大容量のコンデンサを得ることがで
きる。
しかも、本発明の誘電体磁器組成物は、焼結温度が95
0〜1050℃と低いため、焼成コストが安価で、積層
コンデンサに用いた場合、内部電極に高価なパラジウム
や白金などの貴金属を使用することなく、比較的安価な
銀系等の金属を使用することができる。このため、積層
コンデンサの製造コストを低下させ、その価格を大幅に
低減することができる。
0〜1050℃と低いため、焼成コストが安価で、積層
コンデンサに用いた場合、内部電極に高価なパラジウム
や白金などの貴金属を使用することなく、比較的安価な
銀系等の金属を使用することができる。このため、積層
コンデンサの製造コストを低下させ、その価格を大幅に
低減することができる。
代理人 弁理士 重 野 剛
手続補正書
昭和62年11汀?)日
Claims (2)
- (1)PbTiO_3,Pb(Mg_1_/_3Nb_
2_/_3)O_3及びPb(Fe_2_/_3W_1
_/_3)O_3を主成分として含み、下記一般式(I
) (Pb_1_−_uM_u)[Ti_X(Mg_1_/
_3Nb_2_/_3)_Y(Fe_2_/_3W_1
_/_3)_Z]O_3・・・(I) 式中、MはBa及び/又はSr であって、 0.005≦u≦0.10 0.10≦X≦0.40 0.05≦Y≦0.85 0.05≦Z≦0.55 で表わされるように、Pb原子のうちの0.5〜10モ
ル%を、Ba原子及び/又はSr原子で置換した組成を
有することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - (2)Pb(Mn_1_/_3Nb_2_/_3)O_
3を前記主成分の5モル%以下含むことを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の誘電体磁器組成物。
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