AT240995B - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Dielektrikums von bestimmter Temperaturcharakteristik - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines keramischen Dielektrikums von bestimmter Temperaturcharakteristik 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Dielektrikums von bestimmter Temperaturcharakteristik. 



   Wie bekannt, bildes das    BaTiO   Mischkristalle mit vielen andern Stoffen, die ebenso wie das BaTiOs im Perowskitsystem kristallisieren. Die e = f (T) Kurve von BaTiO3 wird bereits durch geringe Zusätze dieser Stoffe wesentlich beeinflusst. Es ist   z. B.   der Einfluss des    SrTiO   auf das   BaTiO bekannt.   Durch    SrTiO   werden die drei Phasenübergangspunkte des BaTiOs gegen einen niedrigeren Temperaturbereich verschoben. Somit kann die Spitze (etwa 120 C) der Kurve e = f (T) durch einen Zusatz von    SrTiOs   auf eine Temperatur eingestellt werden, wo ein Kondensator verwendet werden soll. Ein Nachteil der aus derartigen Ba-Sr-Mischtitanaten hergestellten Kondensatoren besteht darin, dass ihr Arbeitsbereich sehr eng ist.

   Der Arbeitsbereich eines Dielektrikums, das bei Zimmertemperatur eine Dielektrizitätskonstante von 6000 bis 7000 aufweist, erstreckt sich auf etwa   300C     (z. B.   von +   100C   bis + 40 C),
Wie bekannt, ist die Schaffung von Dielektrika angestrebt worden, bei welchen die weitgehende Temperaturabhängigkeit bereits verringert worden ist. Es ist festgestellt worden, dass im BatiO3 in geringem Masse viele Stoffe gelöst werden, die eine verflachende Wirkung auf die Kurve E =   f     (T)   aus- üben. 



   Wie bekannt, werden in den jüngsten IEC-Empfehlungen (SC 40-1) die verschiedenen keramischen Kondensatordielektrika von verschiedener Art und hoher Dielektrizitätskonstante bereits in einer Tabelle zusammengefasst, wo auch die zwischen den einzelnen Temperaturgrenzen zulässigen maximalen Kapazitätsänderungen angeführt sind. So lässt die strengste Vorschrift für Dielektrika Type II im Verhältnis zum bei   200C   gemessenen Wert eine Kapazitätsänderung von   20%   bzw.    10% zwischen-55 C   und + 1250C bzw. -40 C und +   850C   zu. 



   Durch die Erfindung können sehr gute Ergebnisse erreicht werden, wobei das   erfindungsgemässe Ver-   fahren geeignet ist, beliebige Typen der erwähnten   IEC-Empfehlungen   herzustellen. 



   Das   gewünschte Dielektrikum kann-abweichend   von den üblichen Verfahren - von der Ba,Sr(TiO3)Basis ausgehend grundsätzlich derart hergestellt werden, dass dieses Mischtitanat mit Stannaten des Wismuts, Magnesiums oder Nickels bzw. mehreren dieser Elemente kombiniert wird. 
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 dassBa, Sr-Mischtitanat mit 2 - 20% SrTio3 und 98 - 80% BaTiO3 entspricht, und diesem eine Menge von ma-   ximal 15%,   bezogen auf das Gewicht des Ba, Sr-Mischtitanates, anMg-Stannat oder Ni-Stannat oder BiStannat oder Mg-Bi-Stannat oder Ni-Bi-Stannat oder Mg-Ni-Bi-Stannat in Form der Oxyde oder Stannate zugefügt wird und das gesamte gut homogenisierte Gemisch bei   einer Temperatur von   über 11000C dichtgebrannt wird.

   Der erfindungsgemässen Herstellung von Dielektrika mit einer gewünschten Temperaturcharakteristik liegen demnach die folgenden Systeme zugrunde : 

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Wie bereits erwähnt, können die einzelnen Basistitanate und Basisstannate auch ie gesondert und die einzelnen Zusammensetzungen auch aus den Grundoxyden auf Grund der in der Keramik üblichen Verfahren hergestellt werden. 



   Auf Grund der Untersuchung der erwähnten Systeme konnte festgestellt werden, dass die Verringerung des Maximums der Dielektrizitätsckonstante des Gemisches Ba,Sr(TiO2) mittels Wismutstannats erfolgreich ist und hiedurch derArbeitsbereich des Systems wesentlich breiter wird. Die Temperaturabhängigkeit wird durch die Stannatkonzentration bestimmt. Bei zu starker Vergrösserung des Gehaltes an Bi-Stannat läuft man Gefahr, dass die Dielektrizitätskonstante wesentlich abnimmt, obwohl die   Temperaturabhängigkeit -   bis zu einem gewissen Grad - sich weiter verringert. Eine Verschiebung der Zusammensetzung des Gemi- 
 EMI2.2 
 zugesetzt wird. Durch die zum Erreichen der günstigsten Temperaturcharakteristik erforderliche Menge an Mg-Stannat bzw.

   Ni-Stannat wird jedoch die Dielektrizitätskonstante stark verringert, u. zw. in stärkerem Masse als durch das Bi-Stannat. Wird dem System   Ba, Sr (TiQ)-BiO. SnQ   eine minimale Menge an Mg-Stannat und Ni-Stannat zugesetzt, so werden der Verlustfaktor und die Brenntemperatur des Systems vorteilhaft beeinflusst. 



   So hat z.B. ein Gemische, das einene Keramikstoff gemäss der Erfindung ergibt, die folgende Zusammensetzung in Gewichtsteilen : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> SrTiO3.5,667 <SEP> BaTiO3 <SEP> 100
<tb> Bi2O3.SnO <SEP> 10
<tb> 110
<tb> 

Claims (1)

1. Die erreichbaren dielektrischen Eigenschaften sind wie folgt : # bei 20 C und 1 KHz: 2000 #.10% tg 6 bei 200C und 1 KHz : # 200. 10-4, = 2, 10-2, die bei 200C im Temperaturbereich von -550C bis +1250C gemessene Kapazitätsänderung ist max. 20'%', Brenntemperatur. etwa 13000c.- PATENTANSPRUCH :

   EMI2.4 Herstellungein Gemisch aus BaCO, SrCO und TiO2 in einem Mengenverhältnis hergestellt wird, das den stöchiometrischen Verhältnissen in einem Ba, Sr-Mischtitanat mit 2 - 200/0 SrTiOg und 98 - 80%BaTiO3 entspricht, und diesem eine Menge von maximal 15%, bezogen auf das Gewicht des Ba, Sr-Mischtitanates, an MgStannat oder Ni-Stannat oder Bi-Stannat oder Mg-Bi-Stannat oderNi-Bi-StannatoderMg-Ni-Bi-Stannat in Form der Oxyde oder Stannate zugefügt wird und das gesamte gut homogenisierte Gemisch bei einer Temperatur von über 11000C dichtgebrannt wird.