CH669951A5 - Producing semiconductor strontium titanate particles - Google Patents

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CH669951A5
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Battelle Memorial Institute
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    • H01G4/1281Semiconductive ceramic capacitors with grain boundary layer

Abstract

Sr, Ti and dopant metal sources are mixed, where at least one of corresp. organic alkoxides are involved in the mixt. The alkoxide is transformed into gel using the sol.-gel technique. The mixt. is dried and fired in H2, CO or inert gas atmos. Then, the reduced powders are pulverised into the semiconductor SrTiO3 particles having a desired particle size. The high dielectric ceramics are produced as: (a) the semiconductor SrTiO3 particles are mixed with (Nb)SrTiO3 particles which work to lower sintering temp. and to promote insulating grain boundary formation; (b) the mixt is press-moulded; (c) then the mouldings are fired at 1000-13000 deg.C in N2, H2/N2 or CO/CO2 atmos.

Description

       

  
 



   DESCRIPTION



   La présente invention concerne des matières granulaires semiconductrices dopées utilisées pour fabriquer des céramiques à constante diélectrique élevée, ces céramiques étant constituées de grains ou particules semi-conducteurs et d'une couche intergranulaire isolante à la frontière de ces grains. Ces compositions de céramiques conviennent à la réalisation de condensateurs bicouches (BL) et multicouches (ML) de haute capacité. La structure des condensateurs multicouches permet d'augmenter leur capacité tout en réduisant leur taille; on les obtient en stratifiant, en ordre alternatif, des électrodes laminaires positives et négatives séparées par une couche de diélectrique et en reliant par la tranche les électrodes de chaque groupe de polarité de manière que la surface effective du condensateur corresponde à la somme des aires des électrodes de chaque groupe.



   L'utilisation de céramiques à grains limités par une couchebarrière (grain   boundary    barrier layer ceramics) pour la fabrication de condensateurs miniaturisés à haute capacité (condensateur
GBBL) est connue depuis de nombreuses années. Ainsi, déjà en 1960, le document GB-A-849-938 mentionnait la densification par frittage à   1450     C sous hydrogène de grains de   BaTiO2    de pureté élevée de manière à fournir du   BaTiO2    semi-conducteur poreux présentant une granulométrie moyenne de 1   llm.    Par oxydation à l'air sous pression atmosphérique entre 650 et   1000o    C, on a incorporé à ce matériau une couche-barrière isolante intergranulaire d'oxyde d'une épaisseur d'environ 10 nm.

  Les propriétés des condensateurs obtenus à partir de tels diélectriques étaient les suivantes: permittivité effective x (ou   ±)    environ 100 000, tangente de l'angle de perte   3    environ 0,03 (Q = environ 50 à 5 kHz et 5 V efficaces rms).



   Ce matériau étant désavantagé par une porosité excessive, une instabilité aux changements de température et une tension de claquage assez basse, il a été plus tard abandonné dans la technique et remplacé par le titanate de strontium semi-conducteur dopé par des métaux de transition tels que le lanthane, le niobium et le tungstène, et fritté soit sans additifs, soit en mélange avec des matériaux susceptibles de fournir la couche-barrière sous la forme d'une phase de frittage liquéfiable, de tels matériaux comprenant par exemple la zircone, le tungstate de bismuth, le germanate de plomb et d'autres (voir par exemple le document JP-A-77.10595, 1977).

  Lorsque le frittage est effectué sans ladite phase liquéfiable de frittage, on peut ensuite introduire le matériau isolant intergranulaire limite en revêtant la surface de la plaque frittée par un oxyde métallique et en faisant diffuser celui-ci à l'état fondu par cuisson sous atmosphère oxydante dans le corps de la céramique (voir JP-A-75-27995).



   Le document JP-A-74-129896 divulgue également la préparation d'une céramique frittée en moulant un coulis contenant du SrTiO3, du   Nb2Os,    du GeO2 et un liant organique en forme de disques et en cuisant les disques moulés à   1350-1480     C en atmosphère contenant de l'hydrogène. La phase limite intergranulaire isolante est réalisée en revêtant le disque d'une poudre de   Bi2O3    et en le cuisant à   1300     C, ce qui provoque la diffusion de l'oxyde fondu dans la céramique. On a ainsi obtenu des matériaux présentant des permittivités de l'ordre de 3-5 x 104 et des facteurs Q d'environ 100.



   Le document JP-A-76-648 divulgue le frittage de mélanges comprenant du SrTiO3, du   Nb2 Os    et du CoO2 à   1450     C dans une atmosphère N2/H2. La phase limite d'enrobage des grains provient de la diffusion à l'état liquide à   1100  C    d'oxydes susceptibles de former des verres, ceux-ci étant choisis parmi SiO2,   B2O3,    GeO2,   P2O5,      Au203,    MgO, ZnO,   Bizou    et TiO2.



   Le document JP-A-83-97820 concerne la préparation de céramiques semi-conductrices par moulage sous pression et frittage à 1350   1450     C sous atmosphère 1:99 d'hydrogène et d'azote de mélanges de SrTiO3, WO3, Ge2O, Al203. Pour constituer la couche-barrière isolante, on fait diffuser dans la céramique un mélange fondu de
PbO,   B203    et   Bi2O2.    Comme propriétés électriques optimales, on a obtenu des valeurs de permittivité   (s)    et de facteur Q d'environ 100 000 et 200, respectivement, en utilisant SiO2 et Al203 en rapport pondéral d'environ 1,5 à 5,0. La dimension moyenne des grains était de l'ordre de 60 à 120   pm    et la résistivité de la couche-frontière interstitielle de l'ordre de 2 x   109ncm.   



   Le document JP-A-77-10596 décrit le dopage de   SrTiO2    par mélange avec des oxydes tels que   Nb2Os,      Ta2Os,    WO3 ou TiO2 et cuisson à environ   1400     C sous atmosphère réductrice. Une quantité d'environ 1% en poids d'agent de dopage est suffisante pour qu'on    obtienne des résistivités inférieures à 10 çL Q cm. Cette référence men-    tionne également l'utilisation de SiO2 comme additif de frittage, ce matériau favorisant le grossissement des grains semi-conducteurs au frittage et des grains d'une taille supérieure à 10   llm    ayant la préférence pour les condensateurs bicouches (BL). Cette référence enseigne aussi que par addition de ZrO2 au SrTiO3 à fritter, on augmente le facteur Q et la résistivité.

  La phase limite était fournie, dans ce cas, par diffusion d'un mélange à l'état fondu de PbO,   B203    et   Bi2O3.    Comme valeurs types des propriétés électriques, on cite   e      30000 et Q 200.   



   La poudre semi-conductrice dopée, par exemple au niobium, utilisée comme phase granulaire interne dans le présent procédé peut être obtenue en dopant le SrTiO3 par un composé de métal de dopage, par exemple en mélangeant du SrTiO3 et du   Nb2Os    et en cuisant le mélange sous atmosphère réductrice, par exemple à 1450   1500     C en présence d'un mélange H2/Ar ou N2/N2 contenant (V/V) 1-10% de H2. En alternative, on peut également soumettre à une telle cuisson un mélange broyé de TiO2,   Nb2Os    et SrCO2. Après dopage, on broie le matériau à la granulométrie choisie (correspondant à des grains d'une taille de 0,5 à 5   llm)    par les moyens habituels, par exemple dans un moulin à billes en présence de billes de céramique ou de métaux durs.

  On peut introduire de façon similaire d'autres métaux de dopage, par exemple le tungstène et le lanthane.



   Une telle technique convient de manière générale à l'obtention de grains semi-conducteurs d'une certaine dimension (notamment d'environ 10   llm    ou plus) utilisables dans le cas de la fabrication de condensateurs BL. Elle est cependant moins appropriée aux grains plus petits (par exemple inférieurs à 10   um    ou moins) qu'on utilise pour les condensateurs ML. En effet, la permittivité effective (ou constante diélectrique effective) de céramiques à couche-barriére comprenant des couches isolantes à la périphérie des grains semi-conducteurs dépend de la taille des grains et de l'épaisseur de la couche isolante intergranulaire. La relation fournissant la capacité d'un condensateur en fonction des propriétés de la céramique et de ses dimensions est la suivante (voir par exemple  Ultrahigh Dielectric Capacitance in TiO2 Ceramics  par M.F.

  Yan et W.W. Rhodes, Bell
Laboratories, Murray Hill, N.J. 07974) Adv. Ceram. (1983) Addition Interface Electr. Ceram. [7].226-238:
 C = Kgb x D/d x S/e où S et e représentent l'aire et l'épaisseur en cm de la plaquette de céramique diélectrique, respectivement, et D, Kgb et d représentent, respectivement, le diamètre des grains, la constante diélectrique intrinsèque de la couche limite isolante interstitielle et son épaisseur, c'est-à-dire la distance intergranulaire. Ainsi, on parvient à des valeurs de permittivité de l'ordre de 104 à 105 avec des grains de 10 à 50   um    et des couches de séparation de 102 à 103 nm (0,1 à 1   llm).   

 

   Cependant, comme déjà expliqué ci-dessus, les diélectriques dont les grains dépassent environ 5-10   llm    ne conviennent pas aux condensateurs ML dont l'épaisseur des couches est de l'ordre de 30   llm    ou moins; aussi, on s'efforce de simultanément réduire la taille des grains et l'épaisseur de la couche-barrière intergranulaire. On a obtenu des résultats intéressants dans ce sens par frittage en présence d'une phase liquide constituée par du germanate de plomb et des borates (voir  Characterization   of Internal    Boundary Layer Ca  pacitors  par H.D.

  Park et   D.A    Payne, Advances in Ceramics, vol. 1, pp. 242-253, 1982), les grains utilisés ayant environ 0,5 à 2   llm    de diamètre et l'épaisseur de la couche-barrière étant de l'ordre de
 100   mm    (0,1   pm).    On a ainsi obtenu des permittivités effectives dans la gamme des 103 avec relativement peu de pertes diélectriques (tg 6 aux alentours de 10-2; Q = 100) et de faibles variations dues   à la    température (5-10%); voir également les documents   US-A-4.158.219    et 4.237.084.

  Le paramètre dénommé tg   8    représente le facteur de dissipation, 6 étant la différence (en unités angulaires) entre   90     et l'angle de déphasage   9    tension-intensité du courant alternatif appliqué au condensateur. Idéalement, au cas où le condensateur ne présenterait aucune perte,   9    serait égal à   3:/2    et 6 serait égal à zéro. Q est l'inverse de tg 6; Q =   l/tg    6.



   Il était cependant désirable d'apporter de nouvelles améliorations aux résultats de la technique connue et de fournir des techniques de dopage conduisant à des grains de taille réduite, dopés de façon homogène, ne nécessitant pas un broyage intensif, mais fournissant des céramiques de haute permittivité sans concéder trop de pertes en ce qui concerne la stabilité thermique et le facteur Q. Le procédé de la présente invention, tel que défini à la revendication 1, constitue un pas en avant dans la direction recherchée. La définition de la technique  Sol-Gel  figure ci-après dans cette description.



   En conséquence, suivant une technique avantageuse de préparation de SrTiO3 selon l'invention, on imprègne ou mélange la poudre de SrTiO3 avec une solution organique (de type  Sol-Gel ) d'un alcoxyde d'un métal de dopage sous protection d'un gaz inerte (par exemple de l'azote pur ou de l'argon). Des solvants tels que l'éthanol, propanol, butanol, acétylacétone et autres solvants compatibles à l'eau conviennent; la concentration des composés organométalliques dans la solution est d'environ 5 à 20% en poids, mais ces limites ne sont pas critiques et peuvent être outrepassées de part et d'autre. Habituellement, on peut incorporer de l'eau et un catalyseur de gélification à la solution, par exemple de petites quantités de   HC1    ou d'un autre acide minéral; les bases telles que des amines ou   NH40H    conviennent également.

  Ces catalyseurs provoquent la formation d'une couche de gel à la surface des grains, cette couche de gel étant, après coup, séchée et chauffée à l'air pour la transformer en composés métalliques isolants ou en oxydes isolants correspondant aux métaux inclus dans cette couche de gel. Comme traitements thermiques, on peut, par exemple, chauffer de 400 à   1000     C, à l'air, de 1 à 2 heures ou plus longtemps si désiré, de manière que la couche se densifie et que les résidus organiques restants s'éliminent par oxydation.

  Ainsi, on peut imprégner la poudre de SrTiO3 non dopée d'une solution d'un alcoxyde de niobium dans un solvant organique, puis on l'essore, on la sèche à   90"    C et on la chauffe à l'air jusqu'à   600     C à la vitesse de   quelques'C/min      (4     C/min conviennent). Ensuite, on effectue une opération de cuisson-réduction en chauffant par exemple   2h    à   1450-1500"    C en atmosphère réductrice, par exemple un mélange de 1 à 10% (V/V) H2-Ar, H2-N2 ou CO
CO2. Pour obtenir ensuite une poudre dopée de granulométrie désirée, on broie le matériau réduit dans un moulin à billes jusqu'à la dimension de grain cherchée, par exemple de 0,5 à 5   um.   



   Suivant une autre forme d'exécution, on applique le traitement  Sol-Gel  ci-dessus à du TiO2 et celui-ci, après dopage au niobium et réduction éventuelle, est mélangé à du carbonate de strontium, le mélange résultant étant ensuite réduit à   1300-1500     C dans des conditions similaires à celles indiquées ci-dessus, puis moulu à la granulométrie recherchée.



   Suivant une autre forme de mise en oeuvre, on peut faire gélifier des alcoxydes de Ti et de Nb en solution par addition d'ammoniaque, on sépare le gel et on le sèche pour le réduire en une fine poudre de TiO2 dopé au niobium; cette poudre est ensuite mélangée à du
SrCO3, et le mélange réduit comme ci-dessus en atmosphère contenant de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone.



   Suivant une variante de la forme de mise en oeuvre ci-dessus, impliquant des conditions modérées de traitement thermique et, partant, une moindre tendance au grossissement des grains et à leur agglomération pendant ledit traitement, on atomise une solution gélifiable d'alcoxydes de titane et de niobium   (au    moyen d'un pistolet à pulvériser) et on projette les particules résultant de cette atomisation dans une solution aqueuse d'ammoniaque en agitation rapide   (1-    10% de   NH40H    dans l'eau), ce qui provoque une gélification instantanée de ces gouttelettes en particules solides.

  On sépare ensuite celles-ci par filtration ou centrifugation, on les sèche à l'air en élevant progressivement la température jusqu'à environ   400     C   (1-      5"    C/min) et on mélange les particules séchées avec la quantité adéquate de strontium (sous forme de SrCO,), puis on chauffe le tout à nouveau lentement à l'air jusqu'à   1000     C, mais sans dépasser cette température. Ce prétraitement thermique à l'air a pour effet de diminuer sensiblement les températures requises pour la réduction finale.



  En effet, cette réduction peut alors être effectuée à une température qui ne dépasse pas sensiblement   1000     C en atmosphère réductrice, c'est-à-dire un mélange d'hydrogène ou de monoxyde de carbone et d'un gaz inerte tel qu'azote, dioxyde de carbone, argon, hélium ou un gaz rare quelconque, avec un rapport gaz réducteur/gaz porteur d'environ 1/99 à 10/90. L'effet produit par cette succession de traitements thermiques à des températures inférieures à celles des formes d'exécution précédentes consiste en une réduction marquée du grossissement des grains de la poudre et de la tendance de celle-ci à   s'ag-    glomérer pendant le traitement et, partant, à des conditions de broyage beaucoup plus douces pour parvenir à la granulométrie finale.

  Ainsi, les temps de mouture diminuent d'environ 10-20 h à environ 1-2 h ou moins et on obtient des particules d'environ 1   llm    ou moins, cette dimension moyenne étant beaucoup plus homogène; on veut dire par là que la proportion relative des particules audessus ou au-dessous de la valeur moyenne est beaucoup plus faible.



  Dans de telles conditions, on obtient les céramiques à haut pouvoir diélectrique à partir de ces particules de manière plus homogène et reproductible. La poudre de SrTiO, dopé peut aussi être préparée comme ci-dessus, mais à partir d'une solution d'alcoxydes de Ti, Ni et Sr en proportions molaires préétablies.



   Le titanate de strontium dopé par  Sol-Gel  suivant la présente invention peut être utilisé avantageusement pour la préparation, par frittage, de céramiques à haute permittivité. Quoique, pour ce faire, on puisse mouler la poudre en forme appropriée, sous pression sans additifs, on préfère travailler en présence d'une phase d'assistance au frittage, ce qui contribue à réduire le grossissement des grains pendant ce frittage et à fournir finalement (en tout ou partie) la couche limite requise de matériau intergranulaire. Ces conditions sont particulièrement désirables dans le cas des condensateurs multicouches dans lesquels les grains doivent rester petits (au-dessous de 5-10   um),    de préférence dans le domaine du micron.



   Les agents constituant la phase liquéfiable d'aide au frittage peuvent être choisis parmi les oxydes métalliques employés de manière générale pour la fabrication des condensateurs à couchebarrière intergranulaire. De tels matériaux peuvent être utilisés sous forme de compositions pulvérulentes d'oxydes de métaux à l'état solide qu'on mélange mécaniquement. On peut également les ajouter par la technique  Sol-Gel , cet asepct constituant un facteur nouveau qui complète la présente invention. On sait que cette technique consiste à utiliser, lorsqu'il est nécessaire de disposer d'oxydes métalliques de très grande pureté, des composés organiques desdits métaux et de convertir ceux-ci ultérieurement en verres ou céramiques par, successivement, hydrolyse, polycondensation et densification thermique. 

  Dans le présent cas,   I'avantage    principal d'avoir recours à cette technique se traduit par un contrôle amélioré de l'épaisseur de la couche-barrière qu'on peut exercer en laissant plus ou moins longtemps les grains de la poudre conductrice (ou semiconductrice) en contact avec une solution des composés organométalliques, de manière que se forme une couche-barrière isolante. En d'autres termes, on peut faire varier la quantité de matériau du revêtement'qui se dépose à l'état  humide  en réglant les conditions opératoires, ce qui entraîne une variation correspondante des propriétés électriques de la céramique résultant du procédé.

  Ainsi,
I'épaisseur effective de la couche interstitielle enrobant les grains peut être aussi faible que 0,8 à 1,5 nm bien que, naturellement, on  puisse la rendre plus épaisse en prolongeant le temps de contact avec la solution d'imprégnation, la température et les autres paramètres réactionnels (concentrations des matières dissoutes, types de solvants, pH de manière à agir sur la vitesse de gélification, etc.). On peut également agir sur l'épaisseur de la couche interstitielle en répétant l'opération de revêtement après séchage de la poudre consécutivement à un premier revêtement. L'épaisseur effective du revêtement qu'on obtient comme décrit ci-dessus peut être estimée par comparaison avec une plaquette témoin, par exemple en verre, qu'on soumet à des conditions opératoires identiques et qu'on soumet ensuite (c'est-à-dire après séchage et chauffage) à des mesures optiques.

  En général, on obtient des résultats avantageux lorsque le gain de poids subi par la poudre consécutivement au traitement de revêtement des grains semi-conducteurs est de l'ordre de 10-4 à   10-2    ou plus (c'est-à-dire de 0,01 à 1% ou plus). Un autre avantage de la présente invention est de permettre une réduction de la température de frittage, ce qui entraîne une réduction de la tendance au grossissement des grains au cours du frittage.



   En général, on effectue l'imprégnation de la poudre dopée de
SrTiO3 d'une manière similaire à celle utilisée précédemment pour son dopage, c'est-à-dire en mélangeant celle-ci (dont les grains ont une dimension d'environ 0,8 à 5   llm)    sous atmosphère inerte (par exemple de l'azote pur ou de l'argon) avec une solution organique des composés à déposer pour former la couche-barrière. Des solvants tels que l'éthanol, propanol, butanol, acétylacétone et autres solvants compatibles à l'eau conviennent; la concentration des composés organométalliques dans la solution est d'environ 5 à 20% en poids, mais ces limites ne sont pas critiques et peuvent être outrepassées de part et d'autre.

  Habituellement, on peut incorporer un catalyseur de gélification à la solution, par exemple de petites quantités de HCI ou d'un autre acide minéral; les bases telles que des amines ou   NH40H    conviennent également. Ces catalyseurs provoquent la formation d'une couche de gel à la surface des grains, cette couche de gel étant, après coup, séchée et chauffée à l'air pour la transformer en composés métalliques isolants ou en oxydes isolants correspondant aux métaux inclus dans cette couche de gel. Comme traitements thermiques, on peut, par exemple, chauffer à   500-600     C, à l'air, de 1 à 2 heures ou plus longtemps si désiré, de manière que la couche se densifie et que les résidus organiques restants s'éliminent par oxydation.



   Les composés métalliques utilisables pour former les solutions d'alcoxydes sont nombreux et, parmi ceux-ci, on peut citer ceux des métaux généralement employés dans la technique pour constituer la phase favorisant le frittage. Par exemple, des solutions contenant de l'hexanoate de plomb et un alcoxyde de germanium, ou des alcoxydes de bore et de bismuth, ou encore des alcoxydes de silicium et d'aluminium peuvent convenir. Par imprégnation avec de telles solutions, suivie de séchage et chauffage comme indiqué ci-dessus, on parvient à des couches de germanate de plomb, borobismuthate de plomb ou de silicate d'alumine, respectivement. Plusieurs couches successives en combinaison peuvent être parfois avantageuses; on peut notamment compléter une ou plusieurs couches de silicate d'alumine par une ou plusieurs couches de germanate de plomb.

  Il est intéressant de noter que la présence d'une couche d'aluminosilicate sur les grains de titanate de strontium dopé aura pour effet d'inhiber le grossissement de ces grains semi-conducteurs pendant le frittage, ce qui est avantageux et inattendu puisqu'une des références précitées dit précisément le contraire.



   Il peut être désirable, en ce qui concerne la mise en   oeuvre    de l'étape de frittage du présent procédé, de compléter la quantité de phase liquide apportée par la technique susmentionnée par une quantité additionnelle d'agent favorisant le frittage sous forme de poudre. Dans ce but, on mélange la poudre de SrTiO3 munie d'une couche de revêtement avec une quantité additionnelle d'agent de frittage sous forme pulvérulente sèche, et on moule ensuite le mélange en forme désirée à l'aide d'un liant décomposable ultérieurement (comme liant, on peut utiliser un polymère volatil ou facilement combustible tel que l'alcool polyvinylique ou le polyvinylbutyral).

  Comme composés utilisables comme agents complémentaires de la phase liquide de frittage à incorporer sous forme pulvérulente, on peut citer des composés et oxydes tels que PbO, GeO2, Bi2O,,   H3BO,,    BaCO,,   P2O5    et SrTiO3. L'utilisation de SrTiO3 en tant que composant de la phase liquide de frittage lors du frittage des grains de SrTiO, dopé semi-conducteur est nouvelle et procure des avantages notables en ce qui concerne la stabilisation de la phase intergranulaire isolante, la permittivité et le facteur Q de la céramique frittée.

  Les compositions additionnelles préférées d'aide au frittage sont les suivantes   (en    % en poids):
 pBo 78% - GeO2 22%; PbO 45% -   B203    5% -   Bi2O3    50%; PbO 25%   - B2O3    20%   - Bi2O,    20% - GeO2 5% - BaO 10%   - P2O5    20%.



   Lorsqu'on utilise SrTiO, comme complément d'aide de frittage à la phase liquide, on l'ajoute de préférence au taux de 5% en poids à l'une des compositions préférées ci-dessus.



   Les conditions de frittage permettant la conversion des grains de
SrTiO3 semi-conducteurs en mélange avec le matériau incorporé par la technique Sol-Gel et constituant la phase liquide de frittage et, ultérieurement, d'enrobage desdits grains, avec ou sans apport additionnel de matériau pulvérulent, de manière à réaliser une céramique granulaire à couche interstitielle limite de constante diélectrique élevée, comportent en premier lieu un compactage ou moulage de la poudre sous pression en présence d'un liant mélangé à la poudre de manière à réaliser un objet    en    vert  (un disque, une plaquette, etc.), puis on fritte et densifie cet objet à une température habituellement comprise entre 1000 et 13000 C sous gaz inerte comme l'argon ou l'azote ou en atmosphère réductrice afin de ne pas risquer de perdre les propriétés semi-conductrices du SrTiO, dopé.

  Comme atmosphère réductrice, on peut employer des dilutions d'hydrogène ou de monoxyde de carbone dans un gaz inerte tel que l'azote ou un gaz rare. On a ainsi obtenu des permittivités de l'ordre de 106 accompagnées de facteurs Q peu élevés. Par un traitement thermique ultérieur approprié, par exemple par recuite à l'air, on peut relever le facteur Q et la résistance mécanique de la céramique aux dépens, dans une certaine mesure, de la permittivité.



   En général, on a préparé des disques frittés en mélangeant la poudre revêtue de la phase liquéfiable   (en    présence ou en l'absence d'une quantité additionnelle en poudre) avec 1-3% d'un liant tel que le polyvinylbutyral (prises de 1-2 g de poudre), en pressant l'échantillon en forme au moyen d'une presse à piston (2-5 tonnes/cm2), les disques pressés ayant environ 10-20 mm de diamètre et 1-3 mm d'épaisseur, en effectuant le frittage 1-6 h à une température donnée, en fixant des électrodes de part et d'autre du disque et en mesurant ses propriétés de diélectrique (capacitance et facteur de perte Q) par les moyens habituels.

  La formule utilisée est la suivante (C mesuré   enpicofarads    =   10-I2 F):   
 C = 0,0885   g    S/e à partir de laquelle on a calculé   ±    (la permittivité, aussi désignée par x), S étant en cm2 et e en cm. Les électrodes (Cu, Ag, Pt ou Au) ont été appliquées par pulvérisation sous vide par les techniques connues ou par sérigraphie en utilisant une peinture ou pâte métallique dont le liant est détruit à la cuisson; une telle application peut se faire directement sur l'objet    en    vert  (la cuisson correspondant alors au frittage) ou après coup sur l'objet déjà fritté.



   On a pu également améliorer les propriétés diélectriques de la céramique densifiée par un post-traitement de diffusion similaire à celui connu dans l'état de la technique. Par exemple, on a dispersé des mélanges de divers oxydes métalliques vitrifiables dans des liants et on a appliqué les pâtes ainsi obtenues sur les faces des disques de céramique frittée; puis on a chauffé dans une gamme de températures de l'ordre de 800 à   1000"    C, de manière que les oxydes fondent et que le liquide diffuse dans les pores du substrat. Dans certains cas, on a pu combiner ce traitement avec la pose des électrodes; ainsi, on a pétri les oxydes vitrifiables pulvérulents avec une pâte ou peinture métallique (par exemple Ag ou Pt), on a appliqué cette pâte sur les faces des disques de céramique et on a cuit le tout comme déjà décrit ci-dessus. 

  Lors de cette cuisson, les oxydes, fondus, diffusent dans la  céramique tandis que le métal se dépose à la surface de celle-ci; fournissant ainsi les électrodes recherchées.



   On donne ci-dessous quelques-unes des compositions qu'on préfère pour réaliser le traitement de diffusion susmentionné:
 (a)   Bizou    36% - CuO 4 % - Ag pâte 60%
 (b) PbO 32% - GeO2 8% - Ag pâte 60%
 (c) PbO 30% - GeO2 8% - SrTiO3 2% - Ag pâte 60%
 (d) PbO 18% -   Bi2O3    20% -   B203    2% - Ag pâte 60%
 (e)   PbO 78,05%      - GeO2 21,95%   
 (f) PbO 76% - GeO2   19% - BaO 5%   
 (gl) PbO
 (g2) PbO 60% - PbF2 40%
 (h) PbO 20% -   Bi2O3    20% -   B203    40% - CuO 20%
 (i) PbO 66% - GeO2 12% -   Bi2O3    20% -   B203    2%
 Selon une variante, on a utilisé, pour la diffusion, les vapeurs desdits oxydes fondus.

  Pour la mise en oeuvre de cette variante, on a réalisé la fusion des solides dans un creuset (Pt) et on a disposé les disques de céramique dans l'ouverture de celui-ci en les fixant par des crochets à environ 1-3 cm du niveau de la matière en fusion.



  Dans cette variante, on a utilisé de préférence la composition (h) cidessus (fusion   800     C) et un mélange   (en    poids) 4:6   B2O3/PbO    (température du liquide en fusion   900     C).



   Les exemples qui suivent illustrent l'invention en détail.



  Exemple I
 On a préparé une solution d'éthoxyde de niobium (S2) en mélangeant 10 g d'acétylacétone, 4,78 g d'éthoxyde de niobium, 24 g de n-butanol et 1,2 mg de HCI (fourni sous la forme d'une solution éthanolique 0,1N).



   On a imprégné de cette solution environ 15 g de poudre de titanate de strontium très pur (Kyorix 1150/A) à température ambiante, puis, après   gélification,    on a essoré le produit et on l'a chauffé 2 h à   600     C (à la vitesse de   2"    C/min). On a répété ce traitement de dopage, après quoi la poudre a été soumise à une réduction   2h    à   1490     C (vitesse de montée en température   7"    C/min) sous un mélange à 10% (V/V) d'hydrogène et d'argon. On a obtenu une poudre semi-conductrice (STK-III) qu'on a broyée comme aux
 exemples précédents; sa résistivité, mesurée par les moyens habi
 tuels, était de 1,43 ohm cm.



   Le revêtement des grains de cette poudre a été effectué par trempage dans une solution (PG2) contenant 12 g d'acétylacétone, 1,06 g
 de Ge(OEt)4, 2,74 g d'éthyl-2-hexanoate de Pb, 23,32 g de n-butanol
 et 268,5 ml de solution éthanolique de   Hui 0,1N    (0,98 g de   HUI).   



  Après imprégnation et gélification, on a essoré la poudre, on l'a séchée puis chauffée à l'air 2 h à   500     C (montée en température, 5   7"    C/min). On a répété cette opération de revêtement 2 fois (échantillon C4-W) et 4 fois (échantillons C4-L à V). Puis on a pressé ces poudres sous forme de disques comme dans les exemples précédents et on a fritté ceux-ci comme résumé au tableau I ci-après, celui-ci indiquant aussi les propriétés diélectriques des disques frittés.



  Exemple la
 On a préparé une poudre semi-conductrice de   SrTiO,    (STK-I) comme dans l'exemple   I    mais en utilisant, pour le dopage, une solution (SI) contenant 5 g d'acétylacétone, 2,39 g d'éthoxyde de niobium, 12,1 g   d'éthanol    et 0,6 g de HCI (solution éthanolique 0,1N). Après l'imprégnation effectuée comme à l'exemple 1, on a procédé à la réduction à   1483     C sous 10% (V/V) de H2/Ar. La résistivité de cette poudre était pratiquement identique à celle de la poudre STK-III ci-dessus.



   On a fourni la phase-barrière isolante comme dans l'art antérieur en broyant la poudre de SrTiO3 dopé avec une certaine quantité de poudre (PGO) obtenue en mélangeant intimement (parties en poids) 19,91 g de PbO et 5,49 g de   GoO2.    Dans ce cas, la proportion en poids de la poudre PGO par rapport au mélange avec SrTiO3 dopé était de 5%. On a mis en fusion le mélange des oxydes à   900     à l'air, après quoi le bloc a été réduit en poudre et broyé, comme expliqué auparavant, dans un moulin à billes en plastique en présence de billes de WC et d'un mélange 3:1 (V/V) d'éther de pétrole et de tbutanol, jusqu'à une granulométrie d'environ 0,5-5   ,um.    Le frittage en forme de disques d'essai a été effectué comme résumé au tableau I dans lequel les propriétés électriques sont consignées à titre comparatif.

  Le terme  flash  utilisé dans le tableau I indique que l'échantillon a été chauffé rapidement à la température opérationnelle.



  Tableau I
EMI5.1     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Propriétés <SEP> diélectriques
<tb> Echantillons <SEP> chauffage <SEP> temp. <SEP> temps <SEP>    Q    <SEP> 
<tb>  <SEP>    atm. <SEP> Chauffage    <SEP>    temp. <SEP>     <SEP> temps.
<tb>



   <SEP>    ( C/min) <SEP> ( C) <SEP> (min) <SEP> # <SEP> Q   
<tb>  <SEP>    C4-L    <SEP>    N2    <SEP> 7 <SEP> 1100 <SEP> 60 <SEP> 3522 <SEP>     <SEP> -    <SEP> 
<tb>  <SEP>    C4-M    <SEP>    M <SEP>     <SEP> N2 <SEP> flash <SEP> 1114 <SEP> 33 <SEP> 1788 <SEP>     <SEP> -    <SEP> 
<tb> Test <SEP>    C4T    <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 10300 <SEP> 
<tb> Ex.

  <SEP> 3 <SEP>    C4-U    <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1000 <SEP> 270
<tb>  <SEP> 1060 <SEP> 120 <SEP> 3374 <SEP> 14,3
<tb>  <SEP>    V    <SEP> N2 <SEP> 6 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 5762 <SEP> 3,9
<tb>  <SEP>    04-W    <SEP> N2 <SEP> 6 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 7155 <SEP> 4,8
<tb>  <SEP>    C3-K    <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1100 <SEP> 60 <SEP> 2839 <SEP>     <SEP> -    <SEP> 
<tb> Ex.

  <SEP> 3a <SEP> C3-N <SEP> N2 <SEP> flash <SEP> 1114 <SEP> 33 <SEP> 1341 <SEP> 
<tb>  <SEP> C3-S <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 7216 <SEP> 2,4
<tb> 
 Ces résultats indiquent que les propriétés diélectriques des échantillons dont la phase isolante intergranulaire a été obtenue par  Sol
Gel  sont supérieures à celles des échantillons où cette phase liquéfiable isolante a été obtenue par mélange mécanique de poudres et que, par ailleurs, I'application de trois couches de matériau destiné à fournir la barrière intergranulaire donne les résultats supérieures à l'application de 5 couches.

 

  Exemple 2
 On a préparé une première solution (A) en mélangeant les ingrédients suivants: 28,55 g de Ti(OEt)4, 100 g d'alcool et 0,56 g de   Nb(OEt)s,    puis on a dilué à l'alcool pour faire 626 ml à température ambiante. A cette solution, on a ajouté une solution (B) contenant   13,51 g de solution aqueuse 0,5N de NH40H et de l'alcool pour    faire 626 ml.  



   Le mélange résultant de l'addition de B à A présentait les titres suivants:   0,1M    en titane et 0,59M en eau; il contenait également 0,054 mole d'ammoniaque. Le mélange a fourni un fin précipité et, après 1 h sous agitation, on a ajouté 830   ml    d'eau et on a continué à agiter 1/4 h. Puis, après avoir laissé au repos 16 h, on a siphoné le liquide clair et l'a remplacé par 1 litre d'alcool. On a séparé le précipité par filtration et on l'a   redispersé    1 h dans 1 litre d'alcool à l'ébullition à reflux. On a refiltré et séché le précipité   I    nuit à 900 C.



  On a réduit le gâteau en poudre fine, on a chauffé celle-ci 1 h à l'air à   5500 C      (1     C/min).



   Le TiO2 dopé au niobium (8,63 g) a été mélangé à 15,59 g de
SrCO3 et le tout chauffé 3 h à l'air à   1300     C. Le titanate de strontium qui en résulte contient 0,7 mole % de niobium. On a ensuite procédé à sa réduction en vue d'obtenir un produit semi-conducteur; on a opéré comme déjà décrit par   4h    de chauffage à   1480     C sous un mélange hydrogène/azote à 10% (V/V). Puis on a finalement broyé la poudre dans un moulin à billes en plastique contenant 50 billes de
WC et en utilisant comme phase organique porteuse un mélange 3:1 (V/V) d'éther de pétrole et de t-butanol, comme déjà décrit auparavant. Après séchage à l'air   4h    à   90"    C, on a finalement chauffé la poudre 1 h à   550"    C   (4     C/min).

  La résistivité était approximativement la même que celle de la poudre I de l'exemple 1.



   On a appliqué le revêtement destiné à fournir la phase intergranulaire isolante comme décrit à l'exemple 1 au moyen de la solution définie comme  PGI  (voir exemple 3). On en a appliqué 4 couches successives avec, entre les couches, une opération de séchage de   4h    à   90"    C; puis on a chauffé graduellement   (4     C/min) à   550"    C, température maintenue 1 h ensuite, ce qui a fourni une poudre enrobée (V).



  On a moulé cette poudre sous pression en forme de disques comme décrit auparavant, et on a fritté ces disques dans les conditions réunies au tableau   II;    on a appliqué des électrodes aux disques suivant la méthode habituelle et on a mesuré les propriétés diélectriques des disques comme dans les exemples précédents.



  Tableau   II   
EMI6.1     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Propriétés <SEP> diélectriques
<tb> Echantillons
<tb>   atm. <SEP> chauffage    <SEP>    temp.    <SEP> temps <SEP>    ± <SEP> Q    <SEP> 
<tb>  <SEP>    (  <SEP> C/min)    <SEP>    (O <SEP> C)    <SEP> (min)
<tb>  <SEP> V-A <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1200 <SEP> 100 <SEP> 3453 <SEP> 8,4
<tb>  <SEP> V-B* <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1200 <SEP> 100
<tb>  <SEP> N2 <SEP> 8 <SEP> 1350 <SEP> 60 <SEP> 9940 <SEP> 2,3
<tb>  <SEP> V-C <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 4490 <SEP> 3,5
<tb>  * L'échantillon V-B a été chauffé en première période à   1200 ,    puis, en seconde période,    lhà 13500C.   



   Les céramiques fabriquées suivant les exemples 1 à 5 se sont révélées applicables aux condensateurs multicouches miniaturisés de capacité élevée.



   Suivant une modification, on peut obtenir la poudre semiconductrice de SrTiO3 dopée au niobium comme suit: on dope d'abord du TiO2 par trempage de celui-ci dans une solution   d'al-    coxyde de niobium, cette opération étant suivie du même traitement, décrit plus haut, utilisé pour doper le SrTiO3 par Sol-Gel (voir exemple 3). Puis on mélange le TiO3 traité au niobium avec la quantité requise (1 équivalent) d'un sel de strontium, généralement du
SrCO3, et on procède à la réduction du mélange à   1300-1500     C en atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène.



  Exemple 3
 On a dispersé sous azote 923,78   g do    carbonate de strontium (6,26 moles) et 500 g de TiO2 (6,26 moles) dans une solution contenant 14 g de Nb   (EtO)5    (0,044 mole), 40 g d'acétylacétone, 100 g de n-butanol et 4 mg de HCI (ajouté en tant que solution éthanolique   1N).    Après 3 h de repos à température ambiante, on a séparé le liquide de la dispersion par essorage et on l'a pulvérisé dans un moulin de zircone avec de l'eau comme phase porteuse et 1 kg de billes de ZrO2. Comme phase porteuse, on a utilisé l'eau. On a séché le gâteau de poudre à l'air puis on l'a chauffé   2h    à   1100     C à l'air dans un creuset d'alumine (taux de mise en température,   400"    C/h).



  On a procédé ensuite à une réduction en chauffant 2-4 h à 1450   1480     C sous un mélange 10/90 (V/V) d'hydrogène/azote. La vitesse de chauffage était d'environ 300 à   420"    C/h. Puis on a broyé le produit réduit dans un moulin en polyéthylène en présence de billes
WC/Co jusqu'à une granulométrie de 0,5 à 5   *um.    Comme liquide de broyage, on a utilisé un mélange 75/25 d'éther de pétrole/t-butanol.



   On a lavé le SrTiO3 dopé moulu ainsi obtenu avec de l'acétone et, après l'avoir séché, on l'a mis en contact 30 min environ, dans une boîte à gants, avec une solution choisie de type Sol-Gel. Pour cela, on a utilisé les solutions suivantes, dénommées HM9SIA et
PGI.



   HM9SIA (abrégé HM): On a mélangé et chauffé   1/2    h à   70"    C 41,6 g de Si(EtO)4, 30 g de n-butanol, 7,9 g de di-sec-butoxydeacétylacétate chélate d'aluminium et 1,84 g de   HC1    (sous la forme d'une solution 0,1N dans l'éthanol). Après refroidissement, on a ajouté 3,3 g de H2O et 182 g d'EtOH. On a chauffé à nouveau   V2    h à   500 C    et on a laissé refroidir.



   PGI: On a porté   2h    à l'ébullition à reflux un mélange de 15 g d'acétylacétone, 2,12 g de tétraéthoxyde de germanium, 5,48 g de 2éthylhexanoate de   Pb",    25,5 g de n-butanol et 1,76 g de   HC1    (sous forme de solution 0,1N dans l'éthanol); on a laissé refroidir et utilisé cette solution à température ambiante.



   Après avoir mis en contact le temps voulu sous azote le   SrTiO3    réduit broyé avec la solution d'alcoxydes, on a essoré le coulis sur verre fritté sous pression réduite, puis on l'a séché 16 h à l'air à   90"    C. On a ensuite densifié la poudre en la chauffant 1 h à   550"    C, la vitesse de montée en température étant de 60 à   240     C/h suivant les cas. Pendant ce traitement, tous les résidus organiques sont détruits et éliminés; si nécessaire, on peut effectuer ce traitement dans l'oxygène pour accélérer les processus de combustion. La poudre ainsi densifiée est maintenant prête pour être moulée et frittée soit sans adjonction d'autres additifs, soit après mélange avec une quantité additionnelle de phase liquéfiable en poudre.

 

   Pour obtenir les disques pressés, on a mélangé la poudre de titanate avec environ 1,5% en poids de polyvinylbutyral (PVB) dans une solution d'acétone/isopropanol. Pour ce faire, on ajoute à la dispersion de SrTiO3 la quantité requise de PVB sous la forme d'une solution à 20 g de PVB pour 120 g d'un mélange 1:1 d'acétone/nbutanol.



   Après avoir agité 30 min, on évapore, on passe la poudre enrobée de PVB sur un tamis de maille 300   llm    et on la presse en forme de disques dans un moule en acier inoxydable sous 25 tonnes/cm2. Puis on chauffe les disques  verts  1 h à l'air à   550"    C pour détruite le liant   (0,5-1     C/min) après quoi on effectue le frittage.



   Ce frittage a été effectué dans des fours tubulaires en   Au203    équipés de tubulures pour l'introduction de gaz, c'est-à-dire d'un  côté de l'azote pur, de l'autre, un mélange 10/90 (V/V) d'hydrogène/azote. Le débit de chacun de ces gaz était sous contrôle de vannes et de débitmètres. Par réglage approprié de ces organes, on pouvait régler de façon précise le contenu en hydrogène du gaz dans lequel s'effectue le frittage, et cela dans une plage approximative de 0,01 à 5% en volume. Des rapports H2/N2 dans la gamme de 0,1 à 1% ont été reconnus avantageux. Les températures de frittage varient entre environ 900 et   1500    et les temps de frittage de 1 h à plusieurs heures. Il est évident qu'on recherche des conditions de frittage douces afin de réduire la tendance au grossissement des grains semiconducteurs.



   Dans certains cas, on a réalisé la formation des électrodes sur les faces des disques pendant le frittage par application, sur le disque  vert , de peintures ou pâtes à métalliser, par exemple contenant du platine, du cuivre, de l'argent et autres métaux peu oxydables. Le tableau III qui suit résume certaines données opératoires et les résultats correspondants obtenus, en termes de propriétés des diélectriquels. Dans certains cas, le tableau indique la mise en oeuvre de posttraitements thermiques tels que refroidissement en présence d'air après frittage. Un tel traitement (analogue à une recuite) est indiqué par le taux de refroidissement en        C/h. La seconde colonne du tableau indique le nombre de couches appliquées par Sol-Gel sur le   SrTiO2    dopé ainsi que le type de solution.



  Tableau III
EMI7.1     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Propriétés
<tb> Essai <SEP> N0 <SEP> Solution <SEP> Sol-Gel;
<tb>  <SEP> nombre <SEP> de <SEP>    oouches    <SEP> temp. <SEP> temps <SEP>     <SEP> post-traitement <SEP> o <SEP> Q    <SEP> 
<tb>  <SEP>    ( <SEP> C)    <SEP> (h)
<tb>  <SEP> H4(1) <SEP>    lHM,    <SEP>    SPGI    <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 7760 <SEP> 10,5
<tb>  <SEP> H4(3) <SEP>    1HM,    <SEP>    SPGI    <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 5000 <SEP> 14,3
<tb>  <SEP> H4(4) <SEP> lHM,

   <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP>    180 /h    <SEP> 9000 <SEP> 96,2
<tb>  <SEP> H5(1) <SEP> 5PGI <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP>    7000    <SEP> 31
<tb>  <SEP> H5(2) <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 7500 <SEP> 9,7
<tb>  <SEP> H5(3) <SEP> 5PGI <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 5200 <SEP> 17,0
<tb>  <SEP> H5(4) <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP>    1800/h    <SEP> 6000 <SEP> 99
<tb> 
 L'effet qui résulte de l'application d'une couche initiale d'alumi   silicate    est une réduction de la croissance des grains au frittage avec pour conséquence une combinaison quelque peu supérieure des valeurs   ±    et Q. Le refroidissement à l'air augmente le facteur Q sans affecter défavorablement la permittivité.



  Exemple 4
 On a mis en jeu les matériaux de l'exemple 3 dans des conditions opératoires approximativement   similaires.    Cependant, avant le frittage, on a ajouté à la poudre de SrTiO3 réduite et revêtue par Sol
Gel une quantité supplémentaire de phase liquéfiable en poudre, cette opération étant conduite comme suit: on a porté à fusion à   1000    C (température de fusion du verre) dans un creuset d'alumine un mélange PbO-GeO2 78/22 en poids (dénommé PGO) et, après une période d'attente à l'état fondu (1-4 h) on a coulé le liquide dans des moules en acier inox. Après refroidissement, on a brisé les blocs et on les a réduits en poudre par broyage suivant la technique définie à l'exemple 3 (moulin de polyéthylène, billes de WC/Co) jusqu'à une taille des grains d'environ 1-5  m.



   On a ensuite mis en dispersion dans une solution 20/80 (V/V) acétone/isopropanol contenant du PVB la poudre de SrTiO3 et une proportion choisie de la poudre PGO. Au point de vue pondéral, on a utilisé environ 0,5 g de PVB pour 30 g de solides. On a ensuite essoré le coulis et on l'a traité et fritté en formes comme dans   l'exom-    ple 3.



   On trouve réunis au tableau IV les résultats des mesures effectuées sur les disques frittés: les titres des colonnes de ce tableau renvoient aux mêmes paramètres que ceux du tableau III avec, en plus, la quantité en poids de phase liquéfiable rajoutée (PGO) ainsi que la nature et les conditions du post-traitement thermique à l'air: dans certains cas (C), il s'agit du refroidissement à l'air, comme déjà évoqué à l'exemple 3; dans d'autres cas (A), il s'agit d'une recuite à la température et pendant le temps indiqué.



  Tableau IV
EMI7.2     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Propriétés
<tb>  <SEP>    . <SEP> Solution <SEP> Phase    <SEP> 
<tb>  <SEP> Nu <SEP> Sol-Gel <SEP> liquéfiable <SEP>    temp <SEP> . <SEP>     <SEP> temps <SEP> post-traitement
<tb>  <SEP>    1 <SEP> couche    <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> ( C)(H2(h) <SEP> refr.

  <SEP> (C) <SEP> ou <SEP> re- <SEP>    # <SEP>     <SEP> Q
<tb>  <SEP> cuite <SEP>    (A) <SEP> ( C,h)    <SEP> 
<tb>   Hl(l)    <SEP>    îHM    <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1305 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1000000 <SEP> 0,1
<tb>   H1(13)    <SEP>    îHM    <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1305 <SEP> 1 <SEP> A(1050; <SEP> 3) <SEP> 14000 <SEP> 62,2
<tb>   H1(2)    <SEP> 1HM <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1170 <SEP> 2
<tb>  <SEP> 1270 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3400 <SEP> 16,2
<tb>   H1(3)    <SEP>    îHM    <SEP>    PGO <SEP> 4%    <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> A(1100;

  <SEP> 1) <SEP> 32000 <SEP> 5,3
<tb> H3(1) <SEP>    lHM    <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 5100 <SEP> 18,3
<tb> H3(2) <SEP>    îHM    <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1248 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 10800 <SEP> 1,2
<tb> H3(3) <SEP>    îHM    <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP>    - <SEP>     <SEP> 3700 <SEP> 10,8
<tb> H3(4) <SEP>    lHM    <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> A(1100; 

  <SEP> 1) <SEP> 9600 <SEP> 13
<tb> H3(5) <SEP>    lHM    <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP>    C(180 /h)    <SEP> 11600 <SEP> 100
<tb> H3(6) <SEP>    lHM    <SEP>    PGO <SEP> 5%    <SEP> 1305 <SEP> 1
<tb>  <SEP>    pas <SEP> de <SEP> H2    <SEP>    ¯ <SEP> 5400    <SEP> 11
<tb> H3(7) <SEP>    îHM    <SEP>    PGO <SEP> 5%    <SEP> 1248 <SEP>     <SEP> 3 <SEP> C(1800/h) <SEP> 10650 <SEP> 116    <SEP> 
<tb>   
Exemple 5
 Cet exemple est destiné à illustrer l'application, après frittage, d'un traitement de diffusion d'une composition vitreuse à l'état fondu à l'intérieur de la céramique.

  Le titanate de strontium réduit dopé est le même qu'aux exemples 3 et 4 ainsi que les conditions opératoires, cela jusqu'à l'étape de frittage des disques pressés.



   On a alors appliqué sur les disques frittés environ 0,1 g d'une pâte préparée avec l'une des compositions mentionnées plus haut à la fin de la partie descriptive de cette demande. On a préparé une telle pâte en mélangeant simplement environ 3 g du solide pulvérisé avec une petite quantité d'une solution contenant 20 g de PVB dans
 120 g de n-butanol (prises d'environ 0,1 g de   cetLe    solution). On a séché les disques ainsi revêtus et on les a chauffés un temps déterminé à la température choisie pour la diffusion. Le tableau VA qui suit rassemble un premier groupe de paramètres et de résultats.



  Dans ce cas, on a préparé les grains de SrTiO3 dopé semi-conducteur en calcinant   (1100     C, 2 h) un mélange de 1000 g de SrCO3, 541 g de TiO2 et 12,69 g de Nb205 et en le réduisant 4h à   1480     C dans un mélange H2/N2 comme décrit auparavant. Après pulvérisation comme décrit auparavant, on a appliqué une couche d'aluminosilicate au moyen de la solution HM9SIA (voir l'exemple 3) et, après les traitements habituels, on a mélangé la poudre avec 5%   (en    poids) de PGO (voir l'exemple 4); puis on a effectué le frittage comme indiqué au tableau VA. On a finalement appliqué le traitement de diffusion comme indiqué au même tableau, lequel réunit également les résultats des mesures diélectriques des condensateurs correspondants. Les électrodes ont été déposées après coup par pulvérisation.



  Tableau VA
EMI8.1     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP>    Diffusion    <SEP> Propriétés <SEP> à <SEP> 100 <SEP> kHz
<tb>  <SEP> Essai
<tb>  <SEP>    Essai    <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> gain <SEP> en <SEP>    Q <SEP> p(Q    <SEP>    p(fl <SEP> cm)    <SEP> 
<tb>  <SEP>    (OC)    <SEP> (h) <SEP> sition <SEP>    (  <SEP>     <SEP> C) <SEP> (h) <SEP> poids <SEP> (%) <SEP>    ± <SEP>     <SEP> DC
<tb> H3(8) <SEP> 1245 <SEP> 3 <SEP>    gl    <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 9,4 <SEP> 4000 <SEP> 184 <SEP> 20 <SEP> x <SEP> 109
<tb> H3(9) <SEP> 1245 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 11,6 <SEP> 2700 <SEP> 78 <SEP> 25 <SEP> x <SEP> 109
<tb>   H3(11)    <SEP> 1206 <SEP> 5 <SEP>   

     gl    <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 3,5 <SEP> 6450 <SEP> 94 <SEP> 21 <SEP> x <SEP> 109
<tb> H3(12) <SEP> 1180 <SEP> 6 <SEP>    gl    <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 1,07 <SEP> 5100 <SEP> 96 <SEP> 94 <SEP> x <SEP> 108
<tb> H3(13) <SEP> 1180 <SEP> 6 <SEP>    gl    <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 0,78 <SEP> 6000 <SEP> 100 <SEP> 14 <SEP> x <SEP> 109
<tb> 
 Dans un autre groupe d'essais, on a appliqué deux couches successives de silicate d'alumine au moyen du traitement Sol-Gel susmentionné (solution HM), mais sans addition supplémentaire de phase liquéfiable en poudre. De plus on a effectué le frittage sans hydrogène, c'est-à-dire sous azote pur.

  Les paramètres opératoires, les conditions de diffusion et les résultats sont consignés au tableau VB ci-après:
Tableau VB
EMI8.2     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Diffusion <SEP> Propriétés <SEP> à <SEP> 100 <SEP> kHz
<tb>  <SEP> Essai
<tb>  <SEP> " <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> gain <SEP> en <SEP>    # <SEP>       Q <SEP>       p(#cm)   
<tb>  <SEP>    ( C)    <SEP> (h) <SEP> sition <SEP>    ( C)    <SEP> (h) <SEP> poids <SEP> (%) <SEP> DC
<tb> H34(1) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP>    gl    <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 2,36 <SEP> 16800 <SEP> 25,3 <SEP>    n <SEP> x <SEP> loS    <SEP> 
<tb> H34(2) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3,2 <SEP> 14200 <SEP> 27 <SEP> 17 <SEP> x <SEP> 106
<tb> H34(3) 

   <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP>    gl    <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 3,3 <SEP> 21600 <SEP> 59 <SEP> 83 <SEP> x <SEP> 10'
<tb> H34(4) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP>    g2    <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 5,3 <SEP> 5650 <SEP> 133 <SEP> 11 <SEP> x <SEP>    10,    <SEP> 
<tb>   H34(5)    <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 19,2 <SEP> 3450 <SEP> 31 <SEP> 36 <SEP> x <SEP>    107    <SEP> 
<tb> H34(6) <SEP> 1284 <SEP> 2 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3,8 <SEP> 11200 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> x <SEP> 10'
<tb> H34(7) <SEP> 1284 <SEP> 2 <SEP> gl <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3,5 <SEP> 11100 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> x <SEP>    100    <SEP> 
<tb> H34(8) <SEP> 1256 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 1200 <SEP> 2 <SEP> 7,7 <SEP> 2800 <SEP> 16 <SEP> 28 <SEP> x <SEP> 10'
<tb> H34(9) <SEP> 1256 <SEP> 4 

   <SEP> e <SEP> 1200 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3000 <SEP> 13 <SEP> 29 <SEP> x <SEP> 10'
<tb> 
 On a conduit un troisième groupe d'essais semblables aux précédents, les échantillons ayant reçu une couche unique d'aluminosilicate Sol-Gel par l'entremise de la solution HM, mais pas de phase liquéfiable additionnelle. Les disques ont été frittés sous azote pur.



  Les résultats figurent au tableau ci-après:
Tableau VC
EMI8.3     


<tb>  <SEP> Frittage <SEP> Diffusion <SEP> Propriétés <SEP> à <SEP>    100kHz    <SEP> 
<tb>  <SEP> Essai
<tb>  <SEP>    N    <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> temps <SEP> gain <SEP> en <SEP>    E <SEP>     <SEP>    Q <SEP>     <SEP>    p(Rcm)    <SEP> 
<tb>  <SEP>    (  <SEP> C)    <SEP> (h) <SEP> sition <SEP>    eC)    <SEP> (h) <SEP> poids <SEP> (%) <SEP>    ¯ <SEP>     <SEP> DC
<tb> H33(1) <SEP> 1362 <SEP> 2 <SEP>    @ <SEP>     <SEP> 1100 <SEP> 1,5 <SEP> 17,4 <SEP> 17700 <SEP> 22,3 <SEP> 125 <SEP> x <SEP>    102    <SEP> 
<tb> H33(8) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP>    gl     

   <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 1,47 <SEP> 16300 <SEP> 42 <SEP> 12 <SEP> x <SEP> 106
<tb> H33(9) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 1,44 <SEP> 13000 <SEP> 47 <SEP> 93 <SEP> x <SEP> 106
<tb> H33(10) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 21,6 <SEP> 2400 <SEP> 118 <SEP> 164 <SEP> x <SEP> 10'
<tb> H33(11) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> gl <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 9,4 <SEP> 7700 <SEP> 115 <SEP>    1010    <SEP> 
<tb> H33(12) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> g2 <SEP> 910 <SEP> 3,4 <SEP> 10,9 <SEP> 5800 <SEP> 152 <SEP> 124 <SEP> x <SEP> 10'
<tb>  



  
 



   DESCRIPTION



   The present invention relates to doped semiconductor granular materials used to manufacture ceramics with a high dielectric constant, these ceramics being made up of semiconductor grains or particles and of an insulating intergranular layer on the border of these grains. These ceramic compositions are suitable for producing high-capacity bilayer (BL) and multilayer (ML) capacitors. The structure of multilayer capacitors makes it possible to increase their capacity while reducing their size; they are obtained by stratifying, in alternating order, positive and negative laminar electrodes separated by a layer of dielectric and by connecting by edge the electrodes of each group of polarity so that the effective surface of the capacitor corresponds to the sum of the areas of the electrodes of each group.



   The use of grain ceramics limited by a barrier layer (grain boundary barrier layer ceramics) for the manufacture of miniaturized capacitors with high capacity (capacitor
GBBL) has been known for many years. Thus, already in 1960, document GB-A-849-938 mentioned the densification by sintering at 1450 ° C. under hydrogen of grains of BaTiO2 of high purity so as to provide porous semiconductor BaTiO2 having an average particle size of 1 μm. By oxidation in air at atmospheric pressure between 650 and 1000 ° C., an intergranular insulating barrier layer of oxide with a thickness of approximately 10 nm was incorporated into this material.

  The properties of the capacitors obtained from such dielectrics were as follows: effective permittivity x (or ±) approximately 100,000, tangent of the loss angle 3 approximately 0.03 (Q = approximately 50 to 5 kHz and 5 V rms rms ).



   This material being disadvantaged by excessive porosity, instability at temperature changes and a fairly low breakdown voltage, it was later abandoned in the art and replaced by semiconductor strontium titanate doped with transition metals such as lanthanum, niobium and tungsten, and sintered either without additives or in admixture with materials capable of providing the barrier layer in the form of a liquefiable sintering phase, such materials comprising for example zirconia, tungstate bismuth, lead germanate and others (see, for example, JP-A-77.10595, 1977).

  When sintering is carried out without said liquefiable sintering phase, the limiting intergranular insulating material can then be introduced by coating the surface of the sintered plate with a metal oxide and by diffusing the latter in the molten state by cooking under an oxidizing atmosphere. in the ceramic body (see JP-A-75-27995).



   Document JP-A-74-129896 also discloses the preparation of a sintered ceramic by molding a grout containing SrTiO3, Nb2Os, GeO2 and an organic binder in the form of discs and by baking the discs molded at 1350-1480 C in an atmosphere containing hydrogen. The insulating intergranular limit phase is carried out by coating the disc with a Bi2O3 powder and baking it at 1300 C, which causes the diffusion of the molten oxide in the ceramic. We thus obtained materials with permittivities on the order of 3-5 x 104 and Q factors of around 100.



   Document JP-A-76-648 discloses the sintering of mixtures comprising SrTiO3, Nb2 Os and CoO2 at 1450 C in an N2 / H2 atmosphere. The limiting phase of coating of the grains comes from the diffusion in the liquid state at 1100 C of oxides capable of forming glasses, these being chosen from SiO2, B2O3, GeO2, P2O5, Au203, MgO, ZnO, Bizou and TiO2.



   Document JP-A-83-97820 relates to the preparation of semiconductor ceramics by pressure molding and sintering at 1350 1450 C under a 1:99 atmosphere of hydrogen and nitrogen of mixtures of SrTiO3, WO3, Ge2O, Al203. To form the insulating barrier layer, a molten mixture of
PbO, B203 and Bi2O2. As optimal electrical properties, permittivity (s) and Q factor values of about 100,000 and 200, respectively, were obtained using SiO2 and Al203 in a weight ratio of about 1.5 to 5.0. The average grain size was in the range of 60 to 120 µm and the resistivity of the interstitial boundary layer in the range of 2 x 109ncm.



   Document JP-A-77-10596 describes the doping of SrTiO2 by mixing with oxides such as Nb2Os, Ta2Os, WO3 or TiO2 and baking at around 1400 C under a reducing atmosphere. An amount of about 1% by weight of doping agent is sufficient to obtain resistivities of less than 10 μl Q cm. This reference also mentions the use of SiO2 as a sintering additive, this material favoring the magnification of semiconductor grains during sintering and of grains of a size greater than 10 μm having preference for bilayer capacitors (BL). This reference also teaches that by adding ZrO2 to SrTiO3 to be sintered, the Q factor and the resistivity are increased.

  The limit phase was provided, in this case, by diffusion of a mixture in the molten state of PbO, B203 and Bi2O3. As typical values of the electrical properties, we cite e 30000 and Q 200.



   The doped semiconductor powder, for example niobium, used as internal granular phase in the present process can be obtained by doping SrTiO3 with a doping metal compound, for example by mixing SrTiO3 and Nb2Os and baking the mixture under a reducing atmosphere, for example at 1450 1500 C in the presence of an H2 / Ar or N2 / N2 mixture containing (V / V) 1-10% of H2. Alternatively, a ground mixture of TiO2, Nb2Os and SrCO2 can also be subjected to such cooking. After doping, the material is ground to the chosen particle size (corresponding to grains with a size of 0.5 to 5 μm) by the usual means, for example in a ball mill in the presence of ceramic or hard metal balls. .

  Other doping metals can be introduced similarly, for example tungsten and lanthanum.



   Such a technique is generally suitable for obtaining semiconductor grains of a certain size (in particular around 10 μm or more) usable in the case of the manufacture of BL capacitors. However, it is less suitable for the smaller grains (for example less than 10 μm or less) that are used for the ML capacitors. Indeed, the effective permittivity (or effective dielectric constant) of barrier layer ceramics comprising insulating layers at the periphery of the semiconductor grains depends on the grain size and the thickness of the intergranular insulating layer. The relationship providing the capacitance of a capacitor according to the properties of the ceramic and its dimensions is as follows (see for example Ultrahigh Dielectric Capacitance in TiO2 Ceramics by M.F.

  Yan and W.W. Rhodes, Bell
Laboratories, Murray Hill, N.J. 07974) Adv. Ceram. (1983) Addition Interface Electr. Ceram. [7] .226-238:
 C = Kgb x D / dx S / e where S and e represent the area and the thickness in cm of the dielectric ceramic plate, respectively, and D, Kgb and d represent, respectively, the diameter of the grains, the constant intrinsic dielectric of the interstitial insulating boundary layer and its thickness, that is to say the intergranular distance. Thus, permittivity values of the order of 104 to 105 are obtained with grains of 10 to 50 μm and separation layers of 102 to 103 nm (0.1 to 1 μm).

 

   However, as already explained above, the dielectrics whose grains exceed about 5-10 μm are not suitable for ML capacitors whose thickness of the layers is of the order of 30 μm or less; also, efforts are made to simultaneously reduce the grain size and the thickness of the intergranular barrier layer. Interesting results have been obtained in this sense by sintering in the presence of a liquid phase consisting of lead germanate and borates (see Characterization of Internal Boundary Layer Ca pacitors by H.D.

  Park and D.A Payne, Advances in Ceramics, vol. 1, pp. 242-253, 1982), the grains used having approximately 0.5 to 2 μm in diameter and the thickness of the barrier layer being of the order of
 100 mm (0.1 pm). We thus obtained effective permittivities in the 103 range with relatively few dielectric losses (tg 6 around 10-2; Q = 100) and slight variations due to temperature (5-10%); see also documents US-A-4,158,219 and 4,237,084.

  The parameter called tg 8 represents the dissipation factor, 6 being the difference (in angular units) between 90 and the voltage-intensity phase shift angle 9 of the alternating current applied to the capacitor. Ideally, if the capacitor shows no loss, 9 would be 3: / 2 and 6 would be zero. Q is the inverse of tg 6; Q = l / tg 6.



   However, it was desirable to make further improvements to the results of the known technique and to provide doping techniques leading to grains of reduced size, homogeneously doped, not requiring intensive grinding, but providing ceramics of high permittivity. without conceding too many losses with regard to thermal stability and the Q factor. The process of the present invention, as defined in claim 1, constitutes a step forward in the desired direction. The definition of the Sol-Gel technique is given below in this description.



   Consequently, according to an advantageous technique for preparing SrTiO3 according to the invention, the SrTiO3 powder is impregnated or mixed with an organic solution (of Sol-Gel type) of an alkoxide of a doping metal under the protection of a inert gas (for example, pure nitrogen or argon). Solvents such as ethanol, propanol, butanol, acetylacetone and other water-compatible solvents are suitable; the concentration of organometallic compounds in the solution is approximately 5 to 20% by weight, but these limits are not critical and can be exceeded on both sides. Usually, water and a gelling catalyst can be incorporated into the solution, for example small amounts of HCl or other mineral acid; bases such as amines or NH40H are also suitable.

  These catalysts cause the formation of a gel layer on the surface of the grains, this gel layer being, after the fact, dried and heated in air to transform it into insulating metal compounds or into insulating oxides corresponding to the metals included in this layer of gel. As heat treatments, it is possible, for example, to heat from 400 to 1000 ° C., in air, for 1 to 2 hours or longer if desired, so that the layer densifies and the remaining organic residues are eliminated by oxidation.

  Thus, the undoped SrTiO3 powder can be impregnated with a solution of niobium alkoxide in an organic solvent, then it is wrung, dried at 90 "C and heated in air until 600 C at the speed of a few C / min (4 C / min are suitable) Then a cooking-reduction operation is carried out by heating for example 2 hours at 1450-1500 "C in a reducing atmosphere, for example a mixture of 1 at 10% (V / V) H2-Ar, H2-N2 or CO
CO2. To then obtain a doped powder of desired particle size, the reduced material is ground in a ball mill to the desired grain size, for example from 0.5 to 5 μm.



   According to another embodiment, the above Sol-Gel treatment is applied to TiO2 and this, after doping with niobium and possible reduction, is mixed with strontium carbonate, the resulting mixture then being reduced to 1300 -1500 C under conditions similar to those indicated above, then ground to the desired particle size.



   According to another embodiment, it is possible to gel Ti and Nb alkoxides in solution by adding ammonia, the gel is separated and dried to reduce it to a fine powder of TiO 2 doped with niobium; this powder is then mixed with
SrCO3, and the mixture reduced as above in an atmosphere containing hydrogen or carbon monoxide.



   According to a variant of the above embodiment, implying moderate conditions of heat treatment and, consequently, a lesser tendency to the enlargement of the grains and to their agglomeration during said treatment, a gelable solution of titanium alkoxides is atomized. and niobium (by means of a spray gun) and the particles resulting from this atomization are sprayed into an aqueous ammonia solution with rapid stirring (1- 10% NH40H in water), which causes gelation instant of these solid particle droplets.

  These are then separated by filtration or centrifugation, air dried, gradually raising the temperature to about 400 C (1- 5 "C / min) and the dried particles are mixed with the appropriate amount of strontium. (in the form of SrCO), then the whole is slowly heated again in air to 1000 C., but without exceeding this temperature. This thermal pretreatment with air has the effect of significantly reducing the temperatures required for final reduction.



  In fact, this reduction can then be carried out at a temperature which does not substantially exceed 1000 ° C. in a reducing atmosphere, that is to say a mixture of hydrogen or carbon monoxide and an inert gas such as nitrogen. , carbon dioxide, argon, helium or any rare gas, with a reducing gas / carrier gas ratio of about 1/99 to 10/90. The effect produced by this succession of heat treatments at temperatures lower than those of the preceding embodiments consists in a marked reduction in the magnification of the grains of the powder and in the tendency of the latter to agglomerate during the treatment and, therefore, at much milder grinding conditions to reach the final particle size.

  Thus, the grinding times decrease from approximately 10-20 h to approximately 1-2 h or less and particles of approximately 1 μm or less are obtained, this average dimension being much more homogeneous; by this we mean that the relative proportion of particles above or below the mean value is much lower.



  Under such conditions, ceramics with high dielectric power are obtained from these particles in a more homogeneous and reproducible manner. The doped SrTiO powder can also be prepared as above, but using a solution of Ti, Ni and Sr alkoxides in pre-established molar proportions.



   The strontium titanate doped with Sol-Gel according to the present invention can be advantageously used for the preparation, by sintering, of high permittivity ceramics. Although, to do this, the powder can be molded into a suitable form, under pressure without additives, it is preferable to work in the presence of a sintering assistance phase, which contributes to reducing the magnification of the grains during this sintering and to providing finally (in whole or in part) the required boundary layer of intergranular material. These conditions are particularly desirable in the case of multilayer capacitors in which the grains must remain small (below 5-10 μm), preferably in the micron range.



   The agents constituting the liquefiable phase of sintering aid may be chosen from the metal oxides generally used for the manufacture of capacitors with an intergranular barrier layer. Such materials can be used in the form of pulverulent compositions of metal oxides in the solid state which are mixed mechanically. They can also be added by the Sol-Gel technique, this asepct constituting a new factor which completes the present invention. It is known that this technique consists in using, when it is necessary to have metal oxides of very high purity, organic compounds of said metals and to convert these subsequently into glasses or ceramics by, successively, hydrolysis, polycondensation and densification thermal.

  In the present case, the main advantage of using this technique results in improved control of the thickness of the barrier layer which can be exerted by leaving the grains of the conductive powder for a longer or shorter period of time. semiconductor) in contact with a solution of organometallic compounds, so that an insulating barrier layer is formed. In other words, the amount of coating material which is deposited in the wet state can be varied by adjusting the operating conditions, which results in a corresponding variation in the electrical properties of the ceramic resulting from the process.

  So,
The effective thickness of the interstitial layer coating the grains can be as small as 0.8 to 1.5 nm although, naturally, it can be made thicker by extending the contact time with the impregnation solution, the temperature and the other reaction parameters (concentrations of dissolved materials, types of solvents, pH so as to act on the gelling rate, etc.). It is also possible to act on the thickness of the interstitial layer by repeating the coating operation after drying of the powder following a first coating. The effective thickness of the coating which is obtained as described above can be estimated by comparison with a control plate, for example made of glass, which is subjected to identical operating conditions and which is then subjected (ie i.e. after drying and heating) to optical measurements.

  In general, advantageous results are obtained when the weight gain undergone by the powder following the coating treatment of the semiconductor grains is of the order of 10-4 to 10-2 or more (i.e. 0.01 to 1% or more). Another advantage of the present invention is to allow a reduction in the sintering temperature, which results in a reduction in the tendency of the grains to enlarge during sintering.



   In general, the doped powder is impregnated with
SrTiO3 in a similar manner to that used previously for its doping, that is to say by mixing the latter (the grains of which have a dimension of approximately 0.8 to 5 μm) under an inert atmosphere (for example of pure nitrogen or argon) with an organic solution of the compounds to be deposited to form the barrier layer. Solvents such as ethanol, propanol, butanol, acetylacetone and other water-compatible solvents are suitable; the concentration of organometallic compounds in the solution is approximately 5 to 20% by weight, but these limits are not critical and can be exceeded on both sides.

  Usually, a gelling catalyst can be incorporated into the solution, for example small amounts of HCl or other mineral acid; bases such as amines or NH40H are also suitable. These catalysts cause the formation of a gel layer on the surface of the grains, this gel layer being, after the fact, dried and heated in air to transform it into insulating metal compounds or into insulating oxides corresponding to the metals included in this layer of gel. As heat treatments, it is possible, for example, to heat to 500-600 ° C., in air, for 1 to 2 hours or longer if desired, so that the layer densifies and the remaining organic residues are eliminated by oxidation.



   The metal compounds which can be used to form the solutions of alkoxides are numerous and, among these, mention may be made of those of the metals generally used in the art to constitute the phase promoting sintering. For example, solutions containing lead hexanoate and a germanium alkoxide, or alkoxides of boron and bismuth, or alkoxides of silicon and aluminum may be suitable. By impregnation with such solutions, followed by drying and heating as indicated above, layers of lead germanate, lead borobismuthate or alumina silicate are obtained, respectively. Several successive layers in combination can sometimes be advantageous; in particular, one or more layers of alumina silicate can be supplemented with one or more layers of lead germanate.

  It is interesting to note that the presence of an aluminosilicate layer on the doped strontium titanate grains will have the effect of inhibiting the magnification of these semiconductor grains during sintering, which is advantageous and unexpected since a of the aforementioned references says precisely the opposite.



   It may be desirable, with regard to the implementation of the sintering step of the present method, to supplement the quantity of liquid phase provided by the abovementioned technique with an additional quantity of agent favoring sintering in the form of powder. For this purpose, the SrTiO3 powder provided with a coating layer is mixed with an additional quantity of sintering agent in dry pulverulent form, and the mixture is then molded into the desired form using a binder which can be decomposed subsequently. (as a binder, a volatile or easily combustible polymer such as polyvinyl alcohol or polyvinyl butyral can be used).

  As compounds which can be used as agents complementary to the liquid sintering phase to be incorporated in pulverulent form, mention may be made of compounds and oxides such as PbO, GeO2, Bi2O ,, H3BO ,, BaCO ,, P2O5 and SrTiO3. The use of SrTiO3 as a component of the liquid sintering phase during sintering of the semiconductor doped SrTiO grains is new and provides notable advantages with regard to the stabilization of the insulating intergranular phase, the permittivity and the Q factor of sintered ceramic.

  The preferred additional sintering aid compositions are as follows (in% by weight):
 pBo 78% - GeO2 22%; PbO 45% - B203 5% - Bi2O3 50%; PbO 25% - B2O3 20% - Bi2O, 20% - GeO2 5% - BaO 10% - P2O5 20%.



   When SrTiO is used as additional sintering aid for the liquid phase, it is preferably added at the rate of 5% by weight to one of the preferred compositions above.



   The sintering conditions allowing the conversion of the grains of
SrTiO3 semiconductors mixed with the material incorporated by the Sol-Gel technique and constituting the liquid phase of sintering and, subsequently, coating of said grains, with or without additional supply of pulverulent material, so as to produce a granular ceramic with high interstitial layer of high dielectric constant, first of all comprises compacting or molding the powder under pressure in the presence of a binder mixed with the powder so as to produce an object in green (a disc, a wafer, etc.), then this object is sintered and densified at a temperature usually between 1000 and 13000 C under inert gas such as argon or nitrogen or in a reducing atmosphere so as not to risk losing the semiconductor properties of doped SrTiO.

  As the reducing atmosphere, dilutions of hydrogen or carbon monoxide can be used in an inert gas such as nitrogen or a noble gas. Permittivities of the order of 106 were thus obtained accompanied by low Q factors. By a suitable subsequent heat treatment, for example by air annealing, the Q factor and the mechanical strength of the ceramic can be raised at the expense, to some extent, of the permittivity.



   In general, sintered discs were prepared by mixing the powder coated with the liquefiable phase (in the presence or absence of an additional quantity of powder) with 1-3% of a binder such as polyvinyl butyral (taken from 1-2 g of powder), by pressing the shaped sample using a piston press (2-5 tonnes / cm2), the pressed discs having about 10-20 mm in diameter and 1-3 mm in thickness, by carrying out the sintering 1-6 h at a given temperature, by fixing electrodes on both sides of the disc and by measuring its dielectric properties (capacitance and loss factor Q) by the usual means.

  The formula used is as follows (C measured in picofarads = 10-I2 F):
 C = 0.0885 g S / e from which we calculated ± (the permittivity, also designated by x), S being in cm2 and e in cm. The electrodes (Cu, Ag, Pt or Au) were applied by vacuum spraying by known techniques or by screen printing using a paint or metallic paste whose binder is destroyed during cooking; such an application can be done directly on the green object (cooking then corresponds to sintering) or afterwards on the object already sintered.



   It was also possible to improve the dielectric properties of the densified ceramic by a diffusion post-treatment similar to that known in the state of the art. For example, mixtures of various vitrifiable metal oxides were dispersed in binders and the pastes thus obtained were applied to the faces of the sintered ceramic discs; then it was heated in a range of temperatures of the order of 800 to 1000 "C, so that the oxides melt and the liquid diffuses into the pores of the substrate. In some cases, it was possible to combine this treatment with the laying electrodes; thus, the powdery vitrifiable oxides were kneaded with a paste or metallic paint (for example Ag or Pt), this paste was applied to the faces of the ceramic discs and the whole was cooked as already described above .

  During this firing, the molten oxides diffuse into the ceramic while the metal is deposited on the surface thereof; thus providing the desired electrodes.



   Some of the preferred compositions for carrying out the aforementioned diffusion treatment are given below:
 (a) Bizou 36% - CuO 4% - Ag paste 60%
 (b) PbO 32% - GeO2 8% - Ag paste 60%
 (c) PbO 30% - GeO2 8% - SrTiO3 2% - Ag paste 60%
 (d) PbO 18% - Bi2O3 20% - B203 2% - Ag paste 60%
 (e) PbO 78.05% - GeO2 21.95%
 (f) PbO 76% - GeO2 19% - BaO 5%
 (gl) PbO
 (g2) PbO 60% - PbF2 40%
 (h) PbO 20% - Bi2O3 20% - B203 40% - CuO 20%
 (i) PbO 66% - GeO2 12% - Bi2O3 20% - B203 2%
 Alternatively, the vapors of said molten oxides were used for diffusion.

  For the implementation of this variant, the solids were melted in a crucible (Pt) and the ceramic disks were placed in the opening thereof, fixing them by hooks at approximately 1-3 cm the level of the molten material.



  In this variant, use was preferably made of the composition (h) above (fusion 800 C) and a mixture (by weight) 4: 6 B2O3 / PbO (temperature of the molten liquid 900 C).



   The following examples illustrate the invention in detail.



  Example I
 A solution of niobium ethoxide (S2) was prepared by mixing 10 g of acetylacetone, 4.78 g of niobium ethoxide, 24 g of n-butanol and 1.2 mg of HCl (supplied in the form of '' 0.1N ethanolic solution).



   About 15 g of very pure strontium titanate powder (Kyorix 1150 / A) was impregnated with this solution at room temperature, then, after gelation, the product was drained and heated for 2 h at 600 C (at the speed of 2 "C / min). This doping treatment was repeated, after which the powder was subjected to a reduction for 2 h at 1490 C (temperature rise rate 7" C / min) under a 10% mixture. (V / V) of hydrogen and argon. A semi-conductive powder (STK-III) was obtained which was ground as in
 previous examples; its resistivity, measured by the means
 tuels, was 1.43 ohm cm.



   The coating of the grains of this powder was carried out by soaking in a solution (PG2) containing 12 g of acetylacetone, 1.06 g
 of Ge (OEt) 4, 2.74 g of ethyl-2-hexanoate of Pb, 23.32 g of n-butanol
 and 268.5 ml of 0.1N ethanolic Hui solution (0.98 g HUI).



  After impregnation and gelation, the powder was drained, dried and then heated in air for 2 hours at 500 ° C. (temperature rise, 5 7 "C / min). This coating operation was repeated 2 times ( sample C4-W) and 4 times (samples C4-L to V). Then these powders were pressed in the form of discs as in the previous examples and they were sintered as summarized in Table I below, Ci also indicating the dielectric properties of sintered discs.



  Example the
 A semiconductor powder of SrTiO, (STK-I) was prepared as in Example I but using, for doping, a solution (SI) containing 5 g of acetylacetone, 2.39 g of ethoxide niobium, 12.1 g of ethanol and 0.6 g of HCl (0.1N ethanolic solution). After the impregnation carried out as in Example 1, the reduction was carried out at 1483 C under 10% (V / V) of H2 / Ar. The resistivity of this powder was practically identical to that of the STK-III powder above.



   The insulating barrier phase was provided as in the prior art by grinding the doped SrTiO3 powder with a certain amount of powder (PGO) obtained by intimately mixing (parts by weight) 19.91 g of PbO and 5.49 g of GoO2. In this case, the proportion by weight of the PGO powder relative to the mixture with doped SrTiO3 was 5%. The mixture of oxides was melted at 900 in air, after which the block was reduced to powder and crushed, as explained before, in a plastic ball mill in the presence of WC balls and a mixture 3: 1 (V / V) petroleum ether and tbutanol, to a particle size of about 0.5-5 µm. The sintering in the form of test discs was carried out as summarized in Table I in which the electrical properties are recorded for comparison.

  The term flash used in Table I indicates that the sample was quickly heated to operating temperature.



  Table I
EMI5.1


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Properties <SEP> dielectrics
 <tb> Samples <SEP> heating <SEP> temp. <SEP> time <SEP> Q <SEP>
 <tb> <SEP> atm. <SEP> Heating <SEP> temp. <SEP> <SEP> time.
 <tb>



    <SEP> (C / min) <SEP> (C) <SEP> (min) <SEP> # <SEP> Q
 <tb> <SEP> C4-L <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1100 <SEP> 60 <SEP> 3522 <SEP> <SEP> - <SEP>
 <tb> <SEP> C4-M <SEP> M <SEP> <SEP> N2 <SEP> flash <SEP> 1114 <SEP> 33 <SEP> 1788 <SEP> <SEP> - <SEP>
 <tb> Test <SEP> C4T <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 10300 <SEP>
 <tb> Ex.

   <SEP> 3 <SEP> C4-U <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1000 <SEP> 270
 <tb> <SEP> 1060 <SEP> 120 <SEP> 3374 <SEP> 14.3
 <tb> <SEP> V <SEP> N2 <SEP> 6 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 5762 <SEP> 3.9
 <tb> <SEP> 04-W <SEP> N2 <SEP> 6 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 7155 <SEP> 4.8
 <tb> <SEP> C3-K <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1100 <SEP> 60 <SEP> 2839 <SEP> <SEP> - <SEP>
 <tb> Ex.

   <SEP> 3a <SEP> C3-N <SEP> N2 <SEP> flash <SEP> 1114 <SEP> 33 <SEP> 1341 <SEP>
 <tb> <SEP> C3-S <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 7216 <SEP> 2.4
 <tb>
 These results indicate that the dielectric properties of the samples for which the intergranular insulating phase was obtained by Sol
Gel are superior to those of the samples where this insulating liquefiable phase was obtained by mechanical mixing of powders and that, moreover, the application of three layers of material intended to provide the intergranular barrier gives superior results to the application of 5 layers.

 

  Example 2
 A first solution was prepared (A) by mixing the following ingredients: 28.55 g of Ti (OEt) 4, 100 g of alcohol and 0.56 g of Nb (OEt) s, then diluted with alcohol to make 626 ml at room temperature. To this solution was added a solution (B) containing 13.51 g of 0.5N aqueous NH40H solution and alcohol to make 626 ml.



   The mixture resulting from the addition of B to A had the following titers: 0.1M titanium and 0.59M water; it also contained 0.054 mole of ammonia. The mixture provided a fine precipitate and, after 1 hr stirring, 830 ml of water was added and stirring was continued 1/4 hr. Then, after having left to stand for 16 h, the clear liquid was siphoned off and replaced with 1 liter of alcohol. The precipitate was separated by filtration and redispersed for 1 hour in 1 liter of boiling alcohol at reflux. The precipitate I was re-filtered and dried overnight at 900 C.



  The cake was reduced to a fine powder, it was heated for 1 hour in air at 5500 C (1 C / min).



   TiO2 doped with niobium (8.63 g) was mixed with 15.59 g of
SrCO3 and the whole heated for 3 h in air at 1300 C. The resulting strontium titanate contains 0.7 mol% of niobium. It was then reduced to obtain a semiconductor product; the operation was carried out as already described by 4 hours of heating at 1480 ° C. under a 10% hydrogen / nitrogen mixture (V / V). Then we finally ground the powder in a plastic ball mill containing 50 balls of
WC and using as organic carrier phase a 3: 1 mixture (V / V) of petroleum ether and t-butanol, as already described previously. After drying in air for 4 hours at 90 "C, the powder was finally heated for 1 hour at 550" C (4 C / min).

  The resistivity was approximately the same as that of powder I of Example 1.



   The coating intended to provide the insulating intergranular phase was applied as described in example 1 by means of the solution defined as PGI (see example 3). We applied 4 successive layers with, between the layers, a drying operation of 4h at 90 "C; then we gradually heated (4 C / min) to 550" C, temperature maintained 1 h thereafter, which provided a coated powder (V).



  This powder was pressure molded into discs as described above, and these discs were sintered under the conditions set out in Table II; electrodes were applied to the discs according to the usual method and the dielectric properties of the discs were measured as in the previous examples.



  Table II
EMI6.1


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Properties <SEP> dielectrics
 <tb> Samples
 <tb> atm. <SEP> heating <SEP> temp. <SEP> time <SEP> ± <SEP> Q <SEP>
 <tb> <SEP> ( <SEP> C / min) <SEP> (O <SEP> C) <SEP> (min)
 <tb> <SEP> V-A <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1200 <SEP> 100 <SEP> 3453 <SEP> 8.4
 <tb> <SEP> V-B * <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1200 <SEP> 100
 <tb> <SEP> N2 <SEP> 8 <SEP> 1350 <SEP> 60 <SEP> 9940 <SEP> 2.3
 <tb> <SEP> V-C <SEP> N2 <SEP> 7 <SEP> 1250 <SEP> 120 <SEP> 4490 <SEP> 3.5
 <tb> * The V-B sample was heated in the first period to 1200, then, in the second period, lh to 13500C.



   The ceramics produced according to Examples 1 to 5 have been found to be applicable to miniaturized multilayer capacitors of high capacity.



   According to a modification, the niobium-doped SrTiO3 semiconductor powder can be obtained as follows: TiO2 is first doped by soaking it in a niobium hydroxide solution, this operation being followed by the same treatment, described above, used to boost SrTiO3 by Sol-Gel (see example 3). Then mix the niobium-treated TiO3 with the required amount (1 equivalent) of a strontium salt, generally
SrCO3, and the mixture is reduced to 1300-1500 C in a reducing atmosphere containing hydrogen.



  Example 3
 923.78 g of strontium carbonate (6.26 moles) and 500 g of TiO2 (6.26 moles) were dispersed under nitrogen in a solution containing 14 g of Nb (EtO) 5 (0.044 moles), 40 g of acetylacetone, 100 g of n-butanol and 4 mg of HCl (added as 1N ethanolic solution). After standing for 3 hours at room temperature, the liquid was separated from the dispersion by wringing and sprayed in a zirconia mill with water as the carrier phase and 1 kg of ZrO2 beads. As the carrier phase, water was used. The powder cake was dried in air and then heated for 2 hours at 1100 ° C. in air in an alumina crucible (rate of temperature setting, 400 ° C./h).



  A reduction was then carried out by heating 2-4 h at 1450 1480 C under a 10/90 (V / V) mixture of hydrogen / nitrogen. The heating rate was about 300-420 "C / h. Then the reduced product was ground in a polyethylene mill in the presence of beads
WC / Co up to a particle size of 0.5 to 5 * um. As the grinding liquid, a 75/25 mixture of petroleum ether / t-butanol was used.



   The ground doped SrTiO3 thus obtained was washed with acetone and, after having dried it, it was brought into contact for approximately 30 min, in a glove box, with a chosen solution of the Sol-Gel type. For this, we used the following solutions, called HM9SIA and
ERP.



   HM9SIA (abbreviated HM): Was mixed and heated 1/2 h at 70 "C 41.6 g of Si (EtO) 4.30 g of n-butanol, 7.9 g of di-sec-butoxydeacetylacetate chelate aluminum and 1.84 g of HCl (in the form of a 0.1N solution in ethanol). After cooling, 3.3 g of H2O and 182 g of EtOH were added. V2 was again heated h at 500 C and allowed to cool.



   PGI: A mixture of 15 g of acetylacetone, 2.12 g of germanium tetraethoxide, 5.48 g of Pb 2-ethylhexanoate, 25.5 g of n-butanol and 1 is heated to reflux for 2 hours at reflux. 76 g HCl (as 0.1 N solution in ethanol); allowed to cool and used at room temperature.



   After bringing the ground reduced SrTiO3 into contact with the alkoxides solution for a sufficient time under nitrogen, the grout was drained on sintered glass under reduced pressure, then it was dried in the air for 16 h at 90 "C. The powder was then densified by heating it for 1 h at 550 ° C., the rate of temperature rise being from 60 to 240 C / h depending on the case. During this treatment, all organic residues are destroyed and eliminated; if necessary, this treatment can be carried out in oxygen to accelerate the combustion processes. The powder thus densified is now ready to be molded and sintered either without the addition of other additives, or after mixing with an additional quantity of liquefiable powder phase.

 

   To obtain the pressed discs, the titanate powder was mixed with about 1.5% by weight of polyvinyl butyral (PVB) in an acetone / isopropanol solution. To do this, the required amount of PVB is added to the dispersion of SrTiO3 in the form of a 20 g solution of PVB per 120 g of a 1: 1 mixture of acetone / nbutanol.



   After having stirred for 30 min, it is evaporated, the powder coated with PVB is passed through a 300 μm mesh screen and it is pressed in the form of discs in a stainless steel mold at 25 tonnes / cm 2. Then the green disks are heated for 1 hour in air at 550 "C to destroy the binder (0.5-1 C / min) after which the sintering is carried out.



   This sintering was carried out in Au203 tubular furnaces equipped with pipes for the introduction of gas, that is to say on one side of pure nitrogen, on the other, a 10/90 mixture (V / V) hydrogen / nitrogen. The flow of each of these gases was controlled by valves and flow meters. By appropriate adjustment of these members, it was possible to precisely regulate the hydrogen content of the gas in which the sintering takes place, and this within an approximate range of 0.01 to 5% by volume. H2 / N2 ratios in the range of 0.1 to 1% have been found to be advantageous. The sintering temperatures vary between around 900 and 1500 and the sintering times from 1 hour to several hours. It is obvious that soft sintering conditions are sought in order to reduce the tendency of the semiconductor grains to enlarge.



   In some cases, electrodes have been formed on the faces of the discs during sintering by applying, to the green disc, paints or pastes to be metallized, for example containing platinum, copper, silver and other metals. not very oxidizable. Table III which follows summarizes certain operating data and the corresponding results obtained, in terms of properties of the dielectrics. In certain cases, the table indicates the implementation of thermal post-treatments such as cooling in the presence of air after sintering. Such treatment (analogous to annealing) is indicated by the cooling rate in C / h. The second column of the table indicates the number of layers applied by Sol-Gel on the doped SrTiO2 as well as the type of solution.



  Table III
EMI7.1


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Properties
 <tb> Trial <SEP> N0 <SEP> Solution <SEP> Sol-Gel;
 <tb> <SEP> number <SEP> from <SEP> oouches <SEP> temp. <SEP> time <SEP> <SEP> post-processing <SEP> o <SEP> Q <SEP>
 <tb> <SEP> ( <SEP> C) <SEP> (h)
 <tb> <SEP> H4 (1) <SEP> lHM, <SEP> SPGI <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 7760 <SEP> 10.5
 <tb> <SEP> H4 (3) <SEP> 1HM, <SEP> SPGI <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 5000 <SEP> 14.3
 <tb> <SEP> H4 (4) <SEP> lHM,

    <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP> 180 / h <SEP> 9000 <SEP> 96.2
 <tb> <SEP> H5 (1) <SEP> 5PGI <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP> 7000 <SEP> 31
 <tb> <SEP> H5 (2) <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 7500 <SEP> 9.7
 <tb> <SEP> H5 (3) <SEP> 5PGI <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 5200 <SEP> 17.0
 <tb> <SEP> H5 (4) <SEP> 5PGI <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP> 1800 / h <SEP> 6000 <SEP> 99
 <tb>
 The effect which results from the application of an initial layer of alumi silicate is a reduction in the growth of the grains during sintering with the consequence of a somewhat greater combination of the values ± and Q. Air cooling increases the Q factor without adversely affecting the permittivity.



  Example 4
 The materials of Example 3 were brought into play under approximately similar operating conditions. However, before sintering, reduced and soil-coated SrTiO3 powder was added
Gel an additional quantity of liquefiable phase in powder, this operation being carried out as follows: a PbO-GeO2 mixture 78/22 by weight (referred to as PGO) and, after a waiting period in the molten state (1-4 h), the liquid was poured into stainless steel molds. After cooling, the blocks were broken and reduced to powder by grinding according to the technique defined in Example 3 (polyethylene mill, WC / Co balls) to a grain size of about 1-5 m.



   The SrTiO3 powder and a selected proportion of the PGO powder were then dispersed in a 20/80 (V / V) acetone / isopropanol solution containing PVB. From a weight point of view, about 0.5 g of PVB was used per 30 g of solids. The grout was then wrung out and treated and sintered into shapes as in Example 3.



   The results of the measurements carried out on sintered discs are found in table IV: the titles of the columns of this table refer to the same parameters as those of table III with, in addition, the quantity by weight of liquefiable phase added (PGO) as well as the nature and conditions of the air thermal post-treatment: in some cases (C), this is air cooling, as already mentioned in Example 3; in other cases (A), it is annealing at the temperature and for the time indicated.



  Table IV
EMI7.2


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Properties
 <tb> <SEP>. <SEP> Solution <SEP> Phase <SEP>
 <tb> <SEP> Naked <SEP> Sol-Gel <SEP> liquefiable <SEP> temp <SEP>. <SEP> <SEP> time <SEP> post-processing
 <tb> <SEP> 1 <SEP> layer <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> (C) (H2 (h) <SEP> refr.

   <SEP> (C) <SEP> or <SEP> re- <SEP> # <SEP> <SEP> Q
 <tb> <SEP> cooked <SEP> (A) <SEP> (C, h) <SEP>
 <tb> Hl (l) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1305 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1,000,000 <SEP> 0.1
 <tb> H1 (13) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1305 <SEP> 1 <SEP> A (1050; <SEP> 3) <SEP> 14000 <SEP> 62.2
 <tb> H1 (2) <SEP> 1HM <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1170 <SEP> 2
 <tb> <SEP> 1270 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3400 <SEP> 16.2
 <tb> H1 (3) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 4% <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> A (1100;

   <SEP> 1) <SEP> 32000 <SEP> 5.3
 <tb> H3 (1) <SEP> lHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1230 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 5100 <SEP> 18.3
 <tb> H3 (2) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1248 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 10800 <SEP> 1,2
 <tb> H3 (3) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> <SEP> 3700 <SEP> 10.8
 <tb> H3 (4) <SEP> lHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1263 <SEP> 2 <SEP> A (1100;

   <SEP> 1) <SEP> 9600 <SEP> 13
 <tb> H3 (5) <SEP> lHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1248 <SEP> 3 <SEP> C (180 / h) <SEP> 11600 <SEP> 100
 <tb> H3 (6) <SEP> lHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1305 <SEP> 1
 <tb> <SEP> no <SEP> from <SEP> H2 <SEP> ¯ <SEP> 5400 <SEP> 11
 <tb> H3 (7) <SEP> îHM <SEP> PGO <SEP> 5% <SEP> 1248 <SEP> <SEP> 3 <SEP> C (1800 / h) <SEP> 10650 <SEP> 116 <SEP>
 <tb>
Example 5
 This example is intended to illustrate the application, after sintering, of a diffusion treatment of a vitreous composition in the molten state inside the ceramic.

  The doped reduced strontium titanate is the same as in Examples 3 and 4 as well as the operating conditions, this up to the sintering step of the pressed discs.



   About 0.1 g of a paste prepared with one of the compositions mentioned above at the end of the descriptive part of this application was then applied to the sintered discs. Such a paste was prepared by simply mixing about 3 g of the pulverized solid with a small amount of a solution containing 20 g of PVB in
 120 g of n-butanol (taken around 0.1 g of this solution). The discs thus coated were dried and heated for a determined time at the temperature chosen for diffusion. The following table VA brings together a first group of parameters and results.



  In this case, the grains of doped semiconductor SrTiO3 were prepared by calcining (1100 C, 2 h) a mixture of 1000 g of SrCO3, 541 g of TiO2 and 12.69 g of Nb205 and reducing it 4 h to 1480 C in an H2 / N2 mixture as described above. After spraying as described above, an aluminosilicate layer was applied using the HM9SIA solution (see example 3) and, after the usual treatments, the powder was mixed with 5% (by weight) of PGO (see Example 4); then the sintering was carried out as indicated in table VA. Finally, the diffusion treatment was applied as indicated in the same table, which also brings together the results of the dielectric measurements of the corresponding capacitors. The electrodes were deposited after spraying.



  VA table
EMI8.1


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Diffusion <SEP> Properties <SEP> to <SEP> 100 <SEP> kHz
 <tb> <SEP> Trial
 <tb> <SEP> Trial <SEP> temp. <SEP> time <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> time <SEP> gain <SEP> in <SEP> Q <SEP> p (Q <SEP> p (fl <SEP> cm) <SEP>
 <tb> <SEP> (OC) <SEP> (h) <SEP> sition <SEP> ( <SEP> <SEP> C) <SEP> (h) <SEP> weight <SEP> (%) <SEP> ± <SEP> <SEP> DC
 <tb> H3 (8) <SEP> 1245 <SEP> 3 <SEP> gl <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 9.4 <SEP> 4000 <SEP> 184 <SEP> 20 <SEP> x <SEP> 109
 <tb> H3 (9) <SEP> 1245 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 11.6 <SEP> 2700 <SEP> 78 <SEP> 25 <SEP> x <SEP> 109
 <tb> H3 (11) <SEP> 1206 <SEP> 5 <SEP>

     gl <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 3.5 <SEP> 6450 <SEP> 94 <SEP> 21 <SEP> x <SEP> 109
 <tb> H3 (12) <SEP> 1180 <SEP> 6 <SEP> gl <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 1.07 <SEP> 5100 <SEP> 96 <SEP> 94 <SEP> x <SEP> 108
 <tb> H3 (13) <SEP> 1180 <SEP> 6 <SEP> gl <SEP> 920 <SEP> 3 <SEP> 0.78 <SEP> 6000 <SEP> 100 <SEP> 14 <SEP> x <SEP> 109
 <tb>
 In another group of tests, two successive layers of alumina silicate were applied by means of the above-mentioned Sol-Gel treatment (HM solution), but without additional addition of liquefiable powder phase. In addition, the sintering was carried out without hydrogen, that is to say under pure nitrogen.

  The operating parameters, the diffusion conditions and the results are recorded in Table VB below:
Table VB
EMI8.2


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Diffusion <SEP> Properties <SEP> to <SEP> 100 <SEP> kHz
 <tb> <SEP> Trial
 <tb> <SEP> " <SEP> temp. <SEP> time <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> time <SEP> gain <SEP> in <SEP> # <SEP> Q <SEP> p (#cm)
 <tb> <SEP> (C) <SEP> (h) <SEP> sition <SEP> (C) <SEP> (h) <SEP> weight <SEP> (%) <SEP> DC
 <tb> H34 (1) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> gl <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 2.36 <SEP> 16800 <SEP> 25.3 <SEP> n <SEP> x <SEP> loS <SEP>
 <tb> H34 (2) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3.2 <SEP> 14200 <SEP> 27 <SEP> 17 <SEP> x <SEP> 106
 <tb> H34 (3)

    <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> gl <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 3.3 <SEP> 21600 <SEP> 59 <SEP> 83 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb> H34 (4) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> g2 <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 5.3 <SEP> 5650 <SEP> 133 <SEP> 11 <SEP> x <SEP> 10, <SEP>
 <tb> H34 (5) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 19.2 <SEP> 3450 <SEP> 31 <SEP> 36 <SEP> x <SEP> 107 <SEP>
 <tb> H34 (6) <SEP> 1284 <SEP> 2 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3.8 <SEP> 11200 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb> H34 (7) <SEP> 1284 <SEP> 2 <SEP> gl <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 3.5 <SEP> 11100 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> x <SEP> 100 <SEP>
 <tb> H34 (8) <SEP> 1256 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 1200 <SEP> 2 <SEP> 7.7 <SEP> 2800 <SEP> 16 <SEP> 28 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb> H34 (9) <SEP> 1256 <SEP> 4

    <SEP> e <SEP> 1200 <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3000 <SEP> 13 <SEP> 29 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb>
 A third group of tests similar to the previous ones was carried out, the samples having received a single layer of aluminosilicate Sol-Gel by means of the HM solution, but no additional liquefiable phase. The discs were sintered under pure nitrogen.



  The results are shown in the table below:
Table VC
EMI8.3


 <tb> <SEP> Sintering <SEP> Diffusion <SEP> Properties <SEP> to <SEP> 100kHz <SEP>
 <tb> <SEP> Trial
 <tb> <SEP> N <SEP> temp. <SEP> time <SEP> compo- <SEP> temp. <SEP> time <SEP> gain <SEP> in <SEP> E <SEP> <SEP> Q <SEP> <SEP> p (Rcm) <SEP>
 <tb> <SEP> ( <SEP> C) <SEP> (h) <SEP> sition <SEP> eC) <SEP> (h) <SEP> weight <SEP> (%) <SEP> ¯ <SEP> <SEP> DC
 <tb> H33 (1) <SEP> 1362 <SEP> 2 <SEP> @ <SEP> <SEP> 1100 <SEP> 1.5 <SEP> 17.4 <SEP> 17700 <SEP> 22.3 <SEP> 125 <SEP> x <SEP> 102 <SEP>
 <tb> H33 (8) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> gl

    <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 1.47 <SEP> 16300 <SEP> 42 <SEP> 12 <SEP> x <SEP> 106
 <tb> H33 (9) <SEP> 1300 <SEP> 3 <SEP> g2 <SEP> 930 <SEP> 3 <SEP> 1.44 <SEP> 13000 <SEP> 47 <SEP> 93 <SEP> x <SEP> 106
 <tb> H33 (10) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> f <SEP> 940 <SEP> 3 <SEP> 21.6 <SEP> 2400 <SEP> 118 <SEP> 164 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb> H33 (11) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> gl <SEP> 910 <SEP> 3 <SEP> 9.4 <SEP> 7700 <SEP> 115 <SEP> 1010 <SEP>
 <tb> H33 (12) <SEP> 1284 <SEP> 4 <SEP> g2 <SEP> 910 <SEP> 3.4 <SEP> 10.9 <SEP> 5800 <SEP> 152 <SEP> 124 <SEP> x <SEP> 10 '
 <tb>


    

Claims (23)

REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de SrTiO3 semi-conducteur en poudre utilisable dans la fabrication de diélectriques à haute permittivité à grains limités par une couche-barriére intergranulaire convenant à la fabrication de condensateurs à haute capacité, ce procédé comprenant l'utilisation de SrTiO2 en poudre qu'on dope par des métaux choisis parmi Nb, La, W et Co en soumettant des mélanges de composés de Sr, Ti et du métal de dopage à un traitement thermique en atmosphère faiblement réductrice pour réduire le composé de métal de dopage en sa forme élémentaire, caractérisé par le fait qu'on met mutuellement en contact lesdits composés de Sr, Ti et du métal de dopage, au moins l'un d'entre ces composés étant un alcoxyde organique, on convertit cet alcoxyde en un gel, ce gel étant mélangé aux composés non alcoxydes,  CLAIMS  1. Process for the preparation of powdered semiconductor SrTiO3 usable in the manufacture of high permittivity dielectrics with grains limited by an intergranular barrier layer suitable for the manufacture of high capacity capacitors, this process comprising the use of powdered SrTiO2 which is doped with metals chosen from Nb, La, W and Co by subjecting mixtures of compounds of Sr, Ti and the doping metal to a heat treatment in a slightly reducing atmosphere to reduce the doping metal compound in its form elementary, characterized in that the said compounds of Sr, Ti and the doping metal are brought into contact with each other, at least one of these compounds being an organic alkoxide, this alkoxide is converted into a gel, this gel being mixed with non-alkoxide compounds, on séche ce mélange et on le calcine sous atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone et un gaz non réactif et, finalement, on pulvérise le produit réduit en poudre jusqu'à atteindre une granulométrie prédéterminée.  this mixture is dried and calcined under a reducing atmosphere containing hydrogen or carbon monoxide and a non-reactive gas and, finally, the reduced product is pulverized until a predetermined particle size is reached. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on trempe du SrTiO3 en poudre dans une solution gélifiable d'alcoxyde de niobium, on sépare la poudre humide par essorage, on la sèche à l'air et on la calcine à 1300-1500 C en atmosphère contenant H2 ou CO.  2. Method according to claim 1, characterized in that quenching of powdered SrTiO3 in a gelable solution of niobium alkoxide, the wet powder is separated by wringing, it is dried in air and it is calcined at 1300-1500 C in a container atmosphere H2 or CO. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on trempe du TiO2 en poudre dans une solution gélifiable d'alcoxyde de niobium, on essore la poudre humide, on la sèche à l'air, on la mêle à un équivalent de SrCO3 en poudre et on calcine le tout à 1300-1500 C en atmosphère contenant H2 ou CO.  3. Method according to claim 1, characterized in that the TiO2 powder is soaked in a gelable solution of niobium alkoxide, the wet powder is wrung, it is dried in air, it is mixed with an equivalent of powdered SrCO3 and the whole is calcined at 1300-1500 ° C. in an atmosphere containing H2 or CO. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on ajoute une solution gélifiable d'alcoxydes de titane et de niobium à une solution aqueuse d'ammoniaque, celle-ci étant agitée de telle façon que lors de la rencontre des solutions, celle contenant les alcoxydes se disperse en particules microscopiques se durcissant par gélification, on sépare et sèche ces particules, on les mélange avec un équivalent de SrCO3 et on calcine le tout en atmosphère ré ductrice contenant de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone.  4. Method according to claim 1, characterized in that a gelable solution of titanium alkoxides and niobium is added to an aqueous ammonia solution, the latter being agitated in such a way that when the solutions meet , that containing the alkoxides disperses into microscopic particles hardening by gelation, these particles are separated and dried, they are mixed with an equivalent of SrCO3 and the whole is calcined in a reducing atmosphere containing hydrogen or carbon monoxide. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on atomise la solution d'alcoxydes de titane et de niobium dans la solution d'ammoniaque en agitation, puis, après les avoir séparés, on sèche à l'air les particules qui se sont formées en les chauffant lentement à environ 400" C, on les mélange â la quantité requise de SrCO3, on chauffe lentement ce mélange à l'air jusqu'à 1000" C mais sans dépasser sensiblement cette température, ce traitement induisant la formation de grains d'oxydes mixtes de strontium-titaneniobium, ces grains ayant moins tendance à croître à la chaleur, puis on effectue le traitement de cuisson réductrice dans un mélange d'hydrogène ou de monoxyde de carbone et d'un gaz inerte tel que l'azote,  5. Method according to claim 4, characterized in that the atomization of the titanium and niobium alkoxides solution in the ammonia solution with stirring, then, after having separated them, the particles are air dried which have formed by heating them slowly to about 400 "C, they are mixed with the required amount of SrCO3, this mixture is slowly heated in air to 1000 "C but without significantly exceeding this temperature, this treatment inducing the formation of grains of mixed oxides of strontium-titaneniobium, these grains having less tendency to grow in heat then the reductive cooking treatment is carried out in a mixture of hydrogen or carbon monoxide and an inert gas such as nitrogen, le dioxyde de carbone ou un gaz rare à une température ne dépassant pratiquement pas 10000 C, ce qui provoque une diminution sensible de la croissance des grains à la chaleur et permet d'effectuer le broyage final dans des conditions plus douces et fournissant un produit de granulométrie plus homogène.  carbon dioxide or a rare gas at a temperature practically not exceeding 10000 C, which causes a significant reduction in the growth of the grains with heat and allows the final grinding to be carried out under milder conditions and providing a product of more homogeneous particle size. 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'atmosphère réductrice à l'étape finale est constituée par un mélange d'hydrogène et d'un gaz rare ou d'azote, ou de monoxyde et de dioxyde de carbone, et qu'on effectue cette étape à des températures d'environ 950 à 1310"C.  6. Method according to claim 1, characterized in that the reducing atmosphere in the final step consists of a mixture of hydrogen and a rare gas or nitrogen, or carbon monoxide and dioxide, and that this step is carried out at temperatures of about 950 to 1310 "C. 7. Utilisation du SrTiO3 dopé obtenu par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 5 à la fabrication par frittage de diélectriques à haute permittivité à grains limités par une couche-barrière intergranulaire convenant aux condensateurs de capacité élevée, ca ractérisée par le fait que (a) on mélange les grains dudit SrTiO3(Nb) dopé avec au moins un composé minéral solide susceptible de former une phase liquéfiable favorisant le frittage en réduisant la température nécessaire à celui-ci et en fournissant ladite couche-barrière isolante interne; (b) on moule sous pression ce mélange contenant du SrTiO3 sous la forme de corps de céramique frittables utilisables comme diélectriques de condensateurs; (c) on fritte ces corps à 1000-1300 C sous atmosphère d'azote ou de mélanges H2/N2 ou CO/CO2.  7. Use of the doped SrTiO3 obtained by the process according to one of claims 1 to 5 in the manufacture by sintering of high-permittivity dielectrics with grains limited by an intergranular barrier layer suitable for capacitors of high capacity, ca reacted by the fact than  (a) the grains of said doped SrTiO3 (Nb) are mixed with at least one solid mineral compound capable of forming a liquefiable phase promoting sintering by reducing the temperature necessary for this and by providing said internal insulating barrier layer;  (b) this mixture containing SrTiO3 is pressure molded in the form of sinterable ceramic bodies usable as dielectrics of capacitors;  (c) these bodies are sintered at 1000-1300 C under an atmosphere of nitrogen or of H2 / N2 or CO / CO2 mixtures. 8. Utilisation suivant la revendication 7, caractérisée par le fait qu'on effectue l'étape (a) en mélangeant par des moyens mécaniques le SrTiO3 dopé avec une composition minérale d'aide au frittage en poudre, cette composition contenant au moins un oxyde des éléments suivants: Pb, Ge, Bi et Ba.  8. Use according to claim 7, characterized in that step (a) is carried out by mechanically mixing the SrTiO3 doped with a mineral composition for sintering aid in powder form, this composition containing at least one oxide of the following: Pb, Ge, Bi and Ba. 9. Utilisation suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que l'étape (a) est effectuée par la technique suivant laquelle on imprègne les grains de SrTiO3 dopé pulvérulent avec des alcoxydes métalliques en solution, on convertit ces alcoxydes en gel de manière à enrober ces grains d'une couche de matériau métalloxane, on sèche la poudre ainsi revêtue et on la calcine à l'air de façon à transformer le revêtement en ladite phase solide d'aide au frittage, celle-ci étant alors constituée de composés d'oxydes métalliques.  9. Use according to claim 7, characterized in that step (a) is carried out by the technique according to which the grains of powdered doped SrTiO3 are impregnated with metal alkoxides in solution, these alkoxides are converted into a gel so as to coat these grains with a layer of metalloxane material, the powder thus coated is dried and calcined in air so as to transform the coating into said solid sintering aid phase, which then consists of compounds d 'metal oxides. 10. Utilisation suivant la revendication 9, caractérisée par le fait que lesdits alcoxydes sont choisis parmi les alcoxydes de Pb, Ge, Bi et Ba, les composés d'oxydes métalliques de la phase favorisant le frittage comprenant, respectivement, le germanate de plomb et le bismuthate de plomb et de bore.  10. Use according to claim 9, characterized in that the said alkoxides are chosen from Pb, Ge, Bi and Ba alkoxides, the metal oxide compounds of the phase promoting sintering comprising, respectively, lead germanate and lead and boron bismuthate. 11. Utilisation suivant la revendication 9, caractérisée par le fait qu'à l'étape (a) on dépose sur les grains de SrTiO3 dopé un revêtement préliminaire de silicate d'alumine, ce dépôt étant réalisé au moyen de solutions gêlifiables contenant des alcoxydes de silicium et d'aluminium.  11. Use according to claim 9, characterized in that in step (a) a preliminary coating of alumina silicate is deposited on the doped SrTiO3 grains, this deposit being produced by means of gelable solutions containing alkoxides silicon and aluminum. 12. Utilisation suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que le SrTiO3 dopé comporte un revêtement préalable d'oxyde métallique tel qu'obtenu suivant les revendications 8 à 10.  12. Use according to claim 8, characterized in that the doped SrTiO3 comprises a prior coating of metal oxide as obtained according to claims 8 to 10. 13. Utilisation suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que les corps une fois frittés sont soumis à un post-traitement thermique à l'air.  13. Use according to claim 7, characterized in that the bodies once sintered are subjected to a thermal post-treatment with air. 14. Utilisation suivant la revendication 13, caractérisée par le fait que ledit post-traitement consiste à refroidir à l'air lesdits corps encore chauds suivant un plan de refroidissement préétabli.  14. Use according to claim 13, characterized in that said post-treatment consists in air cooling said still hot bodies according to a pre-established cooling plan. 15. Utilisation suivant la revendication 13, caractérisée par le fait qu'après refroidissement sous atmosphère inerte ou réductrice, on soumet lesdits corps frittés à un recuit à l'air ou à l'oxygène.  15. Use according to claim 13, characterized in that after cooling under an inert or reducing atmosphere, said sintered bodies are subjected to annealing with air or with oxygen. 16. Utilisation suivant la revendication 14, caractérisée par le fait qu'on refroidit le corps fritté de la température de frittage à la température ambiante à la vitesse de 50 à 250 C/h.  16. Use according to claim 14, characterized in that the sintered body is cooled from the sintering temperature to ambient temperature at a speed of 50 to 250 C / h. 17. Utilisation suivant la revendication 14, caractérisée par le fait qu'on refroidit d'abord le corps fritté de la température de frittage à une température préétablie de degré inférieur et que, ensuite, on procède à son refroidissement contrôlé à l'air à une vitesse de 50 à2500C/h.  17. Use according to claim 14, characterized in that the sintered body is first cooled from the sintering temperature to a pre-established temperature of lower degree and that, thereafter, its controlled air cooling is carried out at a speed of 50 to 2,500C / h. 18. Utilisation suivant la revendication 17, caractérisée par le fait que ladite température préétablie est de 800 à 1100 C et que ladite vitesse de refroidissement est de 150 à 200 C/h.  18. Use according to claim 17, characterized in that said preset temperature is from 800 to 1100 C and that said cooling rate is from 150 to 200 C / h. 19. Utilisation suivant la revendication 15, caractérisée par le fait qu'après son refroidissement initial, le corps fritté est rechauffé à l'air ou sous oxygène à une température de 800 à 12000 C de 0,5 à Sh.  19. Use according to claim 15, characterized in that after its initial cooling, the sintered body is heated in air or under oxygen at a temperature of 800 to 12,000 C from 0.5 to Sh.   20. Utilisation suivant la revendication 19, caractérisée par le fait qu'avant de rechauffer le corps fritté, on applique à la surface de celui-ci une composition vitrifiante, cette composition entrant en fusion à la température du recuit et diffusant dans le corps de céramique de manière à renforcer la phase limite intergranulaire isolante.  20. Use according to claim 19, characterized in that before heating the sintered body, a vitrifying composition is applied to the surface of the sintered body, this composition melting at the temperature of the annealing and diffusing into the body of ceramic so as to strengthen the insulating intergranular boundary phase.   21. Utilisation suivant la revendication 20, caractérisée par le fait que ladite composition vitrifiable consiste en un coulis ou pâte de matières minérales en poudre appliqué à la surface du corps fritté.  21. Use according to claim 20, characterized in that the said vitrifiable composition consists of a grout or paste of powdered mineral matter applied to the surface of the sintered body. 22. Utilisation suivant la revendication 21, caractérisée par le fait que ladite composition vitrifiable comprend au moins un des composés suivants: PbO, GeO2, B203, Bu203, PbF2, CuO, SrTiO3.  22. Use according to claim 21, characterized in that the said vitrifiable composition comprises at least one of the following compounds: PbO, GeO2, B203, Bu203, PbF2, CuO, SrTiO3. 23. Utilisation suivant la revendication 21, caractérisée par le  23. Use according to claim 21, characterized by the fait que ladite pâte contient en outre un métal à l'état divisé, ce métal formant un film métallique sur la surface de céramique lors de la diffusion et étant ultérieurement utilisable comme électrode de condensateur.  the fact that said paste also contains a metal in the divided state, this metal forming a metallic film on the ceramic surface during diffusion and being subsequently usable as a capacitor electrode.
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