JPS6217804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高誘電率系磁器組成物に係り、複合酸
化物の固相反応によつて合成されたPb（Fe2/3Ｗ
1/3）O₃−PbZrO₃系酸化物であり、Pb元素を
Ａ、Ｗ、Fe、Zr元素をＢとし、ABO₃と表わすと
きそのＡ／Ｂモル比が0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000と
することによつて誘電率が格段に向上し特に低温
度焼結が可能で、かつ誘電体損失が小さく、温度
変化率の優れた高誘電率系磁器組成物に関するも
のである。従来より高誘電率磁器組成物として、
チタン酸バリウムBaTiO₃系を主成分として、ス
ズ酸バリウムBaSnO₃、チタン酸カルシウム
CaTiO₃、PbTiO₃などを基本として、その置換固
溶体あるいは他の結晶構造を有する化合物との複
合誘電体磁器が、種々の要求特性に対して、広く
実用化されている。これ等の磁器誘電体は、特性
改善の為に常温での誘電率を最大にすると誘電率
の温度変化が大きくなり、一方誘電率の温度変化
を小さくすれば誘電率の最大値が減少するなど実
用上種々の問題点があり、その改善が望まれてい
た。BaTiO₃系を主成分としたものであるために
通常1200〜1400℃附近の高温領域で焼結を必要と
するために焼結時、多量の熱エネルギーを必要と
し、更に高温下の焼成炉材の熱的劣化損失が激し
く、従つて焼成装置の保全費がかさむ等の欠点が
あつた。また最近急速に普及しつつある積層磁器
コンデンサにあつては、製造法上、内部電極を磁
器誘電体に埋込んだ状態で焼結する必要があり、
焼結温度が1200℃を超える従来の磁器誘電体で
は、1300℃以上の高温で安定ではあるが高価な貴
金属・白金、パラジウムもしくはこれ等の合金を
使用しなければならなかつた。もし1000℃程度の
低温度焼結可能な磁器誘電体を積層磁器コンデン
サとして用いることが可能であれば、埋込み内部
高極に銀系、ニツケル系、アルミ系等の安価な金
属材料を内部電極として使用出来ることになり、
製造コスト面で極めて有利である。もちろん低温
度焼結で得られた磁器誘電体は、絶縁抵抗が高
く、誘電率が比較的大きく、誘電体損失が小さ
く、かつ温度変化率の優れたものが必要とされ
る。従来、これ等の条件を備えた低温度焼結によ
る安定な磁器誘電体は少なく、その実現が望まれ
ていた。 本発明者等は、上述の要請に鑑み、鋭意研究の
結果、本発明に到達したものであり、その要旨
は、Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃−PbZrO₃を主とする組
成物であつて Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃……40.0〜95.0モル％ PbZrO₃……5.0〜60.0モル％の範囲 内の組成においてPb元素をＡ、Ｗ、Fe、Zr元素
をＢとし、これら複合化合物の化学式をABO₃と
表わす時、そのＡ／Ｂのモル比が0.9300≦Ａ／Ｂ
≦1.0000の範囲内にあることを特徴とする高誘電
率系磁器組成物に関するものである。 すなわち、本発明者らはすでに低温度で焼結で
きるPb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃−PbZrO₃系からなる二
成分系の高誘電率系磁器組成物を提案している
が、本発明はこの組成内でPb元素をＡ、Ｗ、
Fe、Zr元素をＢとし、化学式をABO₃と表わすと
き、そのＡ／Ｂモル比がＢサイト元素を過乗添加
して、0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000とすることによつ
て誘電率が格段に向上することを見出したもので
あり、かつ、誘電体損失が極めて良好で焼結性の
優れた高誘電率系磁器組成物に関するものであ
る。 すなわち、本発明は850〜1050℃附近の低温領
域で焼結することが可能で、かつ特性の優れた高
誘電率系磁器組成物を提供するものである。 以下実施例によつて本発明を詳述する。 出発原料として酸化鉛（PbO）、酸化鉄
（Fe₂O₃）、酸化ニオブ（Nb₂O₅）、酸化タングス
テン（WO₃）、酸化ジルコニア（ZrO）を用い、
第１表に示した配合比となるように秤量した。こ
れ等の原料配合物を合成樹脂ボールミルで、湿式
混合した後、700〜850℃で２時間仮焼し、化学反
応を行なわせしめた。この反応物を、ふたたびボ
ールミルを用いて、粒子径数μ程度に粉砕混合す
る。 この混合物に粘結剤としてポリビニールアルコ
ール（PVA）を適当量加え、約３トン／cm²の成
形圧力で直径16.5mm、厚さ0.6mmの円板状成形物
を作成した。成形物は高温での鉛成分の蒸発を防
ぐ為、マグネシア磁器製容器に密閉して、約850
〜1050℃、２時間本焼成する。こうして得られた
磁器素体の両端面に銀電極を焼付する。 このようにして製造した試料を、それぞれ電気
特性を測定した結果を第１表に示す。 ここで誘電率εｓおよび誘電体損失（tanδ）
は、周波数1KHzで測定した。 温度特性は、室温20℃を基準として−25℃、＋
85℃容量変化率を求めた。

【表】

【表】 第１表において、試料No.７、13、19は本発明の
範囲外のものであり、比較の為示した。 第１表より明らかなように、本発明範囲外のも
のは、比誘電率（ｓ）が約7720〜11390の高い値
を示し、誘電体損失（tanδ）は1.2〜1.9％の極
めて小さな値を示している状態でしかも1050℃未
満の低温度で焼結が可能である。すなわち、この
組成範囲からはずれるものでは第１表に示すよう
に、望ましい特性を得ることはできなかつた。 その限定理由を具体的に述べる。 Ａ／Ｂモル比が0.9200より小さい領域に於いて
は誘電率（ｓ）の向上効果がなく、誘電体損失
（tanδ）及び温度特性も悪化してＡ／Ｂモル比を
限定する特徴がない。 なお、実施例においてWO₃等は炭酸塩の形で
用いたが他の形の例えば硝酸塩のものでも本発明
の技術思想に包含されることは明らかである。 以上の様に本発明のPb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃−
PbZrO₃系酸化物はPb元素をＡ、Ｗ、Fe、Zr元素
をＢとし、化学式をABO₃と表わすとき、その
Ａ／Ｂモル比が0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000とするこ
とによつて誘電率が格段に向上し、誘電体損失
（tanδ）、容量変化率の極めて良好な新規な磁器
組成物が得られ、また積層磁器コンデンサに使用
した場合、埋欠内部電極に銀系・ニツケル系・ア
ルミ系の如き低融点金属の使用が可能となつた。 したがつて、従来の高温領域焼部材に比較し
て、多量の熱エネルギー、焼成炉材等の保全費に
格段の効果があるので省エネルギーの観点からコ
スト面で極めて有利な高誘電率系磁器組成物を提
供することができるので工業上の利益に大なるも
のがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃−PbZrO₃を主とする組
   成物であつて、 Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O₃……40.0〜95.0モル％ PbZrO₃……5.0〜60.0モル％の範囲内の組成に
   おいてPb元素をＡ、Ｗ、Fe、Zr元素をＢとし、
   これら複合化合物の化学式をABO₃と表わす時、
   そのＡ／Ｂのモル比が0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000の
   範囲内にあることを特徴とする高誘電率系磁器組
   成物。