CN102066286B - 电介质瓷器及电容器 - Google Patents
电介质瓷器及电容器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102066286B CN102066286B CN200980120793.8A CN200980120793A CN102066286B CN 102066286 B CN102066286 B CN 102066286B CN 200980120793 A CN200980120793 A CN 200980120793A CN 102066286 B CN102066286 B CN 102066286B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric
- mole
- relative permittivity
- porcelain
- situation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title abstract 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 17
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 77
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 19
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 80
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 44
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003854 Surface Print Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- GPGMRSSBVJNWRA-UHFFFAOYSA-N hydrochloride hydrofluoride Chemical compound F.Cl GPGMRSSBVJNWRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
- C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
- C04B2235/3236—Alkaline earth titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5454—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof nanometer sized, i.e. below 100 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6582—Hydrogen containing atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/762—Cubic symmetry, e.g. beta-SiC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/781—Nanograined materials, i.e. having grain sizes below 100 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/785—Submicron sized grains, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/79—Non-stoichiometric products, e.g. perovskites (ABO3) with an A/B-ratio other than 1
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
- C04B2235/85—Intergranular or grain boundary phases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
本发明提供一种电介质瓷器及一种电容器。其中，所述电介质瓷器具有以钛酸钡为主成分的晶粒和形成在该晶粒间的晶界相，相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔，以氧化物换算的情况下含有规定比例的镁、选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素(RE)及锰，并且，相对于钛酸钡100质量份，以氧化物换算的情况下含有规定比例的镱，且晶粒的平均粒径为0.05～0.2μm。另外，将上述电介质瓷器作为电介质层适用，能够形成高电容且电容温度特性稳定的电容器。
Description
技术领域
本发明涉及用以钛酸钡为主成分的晶粒形成的电介质瓷器和将其用作电介质层的电容器。
背景技术
目前，以移动电脑和移动电话为首的数字方式的电子设备的普及异常显著，在不久的将来，数字地面广播要在全国开展。作为数字地面广播用接收机的数字方式的电子设备，有液晶显示器和等离子显示器等，多种LS1使用于这些数字方式的电子设备。
因此，在构成液晶显示器和等离子显示器等这些数字方式的电子设备的电源电路中，安装了许多旁路用电容器。在需要高静电电容的情况下，在此使用的电容器采用高介电常数的层叠陶瓷电容器(例如参照专利文献1)。另一方面，在即使为低电容而重视温度特性的情况下，采用电容量变化率小的温度补偿型的层叠陶瓷电容器(例如参照专利文献2)。
然而，因为在专利文献1中公开的高介电常数的层叠陶瓷电容器由电介质层具有强介电性的电介质瓷器的晶粒构成，所以有相对介电常数的温度变化率大且电场-电介质极化特性的滞后大的问题。
另外，在专利文献1中公开的电介质层使用强介电性的电介质瓷器而形成的电容器中，由于有容易在电源电路上产生起因于电致应变的噪声的性质，所以该性质成为使用于等离子显示器等时的障碍。
另一方面，温度补偿型的层叠陶瓷电容器由于构成其的电介质瓷器为顺电性，所以电场-电介质极化特性的滞后小。因此，该层叠陶瓷电容器有不产生强介电性特有的的电致应变的优点，但因为电介质瓷器的相对介电常数低，所以有蓄电能力低、不满足作为旁路电容器的性能的问题。
专利文献1：日本特开2001-89231号公报
专利文献2：日本特开2002-294481号公报
发明内容
本发明的目的在于提供高介电常数且显示稳定的相对介电常数的温度特性的电介质瓷器和使用其的电容器。
本发明的电介质瓷器包括以钛酸钡为主成分的晶粒和形成在该晶粒间的晶界相。在该电介质瓷器中，相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.01～0.06摩尔的镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0007～0.03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素RE，以MnO换算的情况下含有0.0002～0.03摩尔的锰，并且进而相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有3.6～52.1质量份的镱。所述晶粒的平均粒径为0.05～0.2μm。
另外，本发明的电介质瓷器优选相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.017～0.023摩尔的所述镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0015～0.01摩尔的所述稀土类元素RE，以MnO换算的情况下含有0.01～0.013摩尔的所述锰，并且相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有6.3～15.6质量份的所述镱，且相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
另外，本发明的电容器的特征在于，包括含有所述电介质瓷器的电介质层和导体层的层叠体。
需要说明的是，基于稀土类元素的英文表述(Rare Earth)而将稀土类元素设为RE。
根据本发明的电介质瓷器，相对介电常数的温度变化率小于具有以往的强介电性的电介质瓷器，另外，与以往的具有顺电性的电介质瓷器相比，能够实现高介电常数且显示稳定的相对介电常数的温度特性，并且使自发极化变小。
根据本发明的电容器，作为电介质层通过适用所述电介质瓷器，能够形成比以往的电容器更加大容量且电容温度特性稳定的电容器。因此，将该电容使用于电源电路时，能够抑制起因于电致应变的噪声的产生。
附图说明
图1是表示本发明的电容器的一例的截面示意图。
图2是表示在实施例1中得到的电介质瓷器(试料No.1-4)的X射线衍射图。
图中：10-电容器主体，12-外部电极，13-电介质层，14-导体层。
具体实施方式
本发明的电介质瓷器为以钛酸钡为主成分，对此含有镁、选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素(RE)、锰、镱的电介质瓷器。其含量相对于钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.01～0.06摩尔的镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0007～0.03摩尔所述至少一种稀土类元素(RE)，以MnO换算的情况下含有0.0002～0.03摩尔的锰，并且相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有3.6～52.1质量份的镱，
另外，在本实施方式的电介质瓷器中，构成电介质瓷器的晶粒的平均粒径为0.05～0.2μm。
当电介质瓷器为上述组成及粒径的范围时，能够使后述的室温(25℃)下的相对介电常数为180以上，使125℃下的相对介电常数为160以上，及使25～125℃间的相对介电常数的温度系数((ε125-ε25)/ε25(125-25))的绝对值为1000×106/℃以下，能够形成电场-电介质极化特性的滞后小的电介质瓷器。
如此的本发明的电介质瓷器为镁、所述至少一种稀土类元素(RE)、锰、镱固溶于钛酸钡的电介质瓷器。另外，通过将以这些成分固溶的钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径设为0.05～0.2μm，能够将该晶粒的晶体结构设为以立方晶系为主体的晶体结构。由此，起因于正方晶系的晶体结构的强介电性降低，能够提高顺电性，通过顺电性的增加而能够减少自发极化。
另外，通过将以钛酸钡为主成分的晶粒的晶体结构设为以立方晶系为主体的晶体结构，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内变得平坦，电场-电介质极化特性的滞后均变小。因此，即使相对介电常数为180以上，也能够得到相对介电常数的温度系数小的电介质瓷器。
即，当在上述范围对于钛酸钡含有规定量的镁、所述至少一种稀土类元素(RE)、锰时，成为显示25℃以上的居里温度、显示相对介电常数的温度系数为正值的电介质瓷器。但是，在对于显示如此的介电特性的电介质瓷器进一步含有镱的情况下，能够得到更大的效果，能够使相对介电常数的温度系数变小且使温度特性平坦化。在此情况下，表示相对介电常数的的变化率的曲线成为在-55℃～125℃的温度范围内，以25℃为中心，在-55℃与25℃之间一个及25℃℃与125℃之间一个的共计具有两个峰的形状。
在此，镱具有抑制以钛酸钡为主成分的晶粒的粗粒化的作用，相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有3.6～52.1质量份的镱。
如果相对于钛酸钡100质量份以Yb2O3换算的情况下镱的含量少于3.6质量份，则虽然电介质瓷器的相对介电常数较高，但相对介电常数的温度系数也成为较大的值。另一方面，如果相对于钛酸钡100质量份以Yb2O3换算的情况下镱的含量多于52.1质量份，则25℃的相对介电常数低于180，另外，125℃的相对介电常数不足160。
另外，相对于钡1摩尔，本发明的电介质瓷器以MgO换算的情况下含有0.01～0.06摩尔的镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0007～0.03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素(RE)，以MnO换算的情况下含有0.0002～0.03摩尔的锰。
即，在相对于钡1摩尔以MgO换算下镁的含量少于0.01摩尔，或多于0.06摩尔的情况下，电介质瓷器的相对介电常数的温度系数变大。另外，在相对于钡1摩尔以REO3/2换算下所述至少一种稀土类元素(RE)的含量少于0.0007摩尔，或多于0.03摩尔的情况下，虽然电介质瓷器的相对介电常数较高，但相对介电常数的温度系数变大。进而在相对于钡1摩尔以MnO换算下锰的含量少于0.0002摩尔，或多于0.03摩尔的情况下，电介质瓷器的相对介电常数的温度系数变大。
需要说明的是，作为在电介质瓷器中含有的稀土类元素(RE)，从能够使室温(25℃)下的相对介电常数为250以上，实现高介电常数化的方面来说，更加优选钬及铒中的至少一种稀土类元素(RE)。
进而，在本发明的电介质瓷器中，以钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒 径为0.05～0.2μm。
既，通过将以钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径设为0.05～0.2μm，其以钛酸钡为主成分的晶粒成为立方晶系为主体的晶体结构，电场-电介质极化特性的滞后小而能够成为显示接近顺电性的特性的晶粒。
对此，在以钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径小于0.05μm的情况下，取向极化的作用消失，所以电介质瓷器的相对介电常数降低。另一方面，在晶粒的平均粒径大于0.2μm的情况下，在基于X射线衍射的测定中，能够观察到正方晶系的结晶相，电介质瓷器的相对介电常数的温度系数变大。
需要说明的是，以立方晶系为主体的晶体结构是指作为立方晶系的钛酸钡的最强的峰值的(110)面的衍射峰值的强度大于异相的衍射峰值的强度的状态。
另外，作为在本发明的电介质瓷器中含有的上述成分的组成的优选范围，相对于钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.017～0.023摩尔的所述镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0015～0.01摩尔的所述稀土类元素(RE)，以MnO换算的情况下含有0.01～0.013摩尔的锰。相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有6.3～15.6质量份的镱，并且相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98为佳。另外，所述晶粒的平均粒径为0.14～0.18μm。
在这些范围的电介质瓷器中，能够将在室温(25℃)下的相对介电常数设为420以上，将在125℃下的相对介电常数设为400以上，将相对介电常数的温度系数的绝对值设为570×10-6/℃以下，并且能够在0V将表示电介质极化的滞后的极化电荷设为40nC/cm2以下。
在此，以钛酸钡为主成分的所述晶粒的平均粒径如后述能够如下所求。首先，对由烧成后的电介质瓷器构成的试料的断裂面进行研磨后，使用扫描型电子显微镜拍摄内部组织的照片。在其照片上画晶粒有50～100个在内的圆，选择圆内及圆周上的晶粒，对各晶粒的轮廓进行图像处理，求出各粒子的面积，算出置换成与此具有相同面积的圆时的直径，从其平均值求出平均粒径。
另外，所述25℃及125℃下的相对介电常数如后述所述，是使用LCR 测量仪4284A，在频率1.0kHz、输入信号电平1.0V、温度25℃及125℃下，对成形为规定的圆板状(ペレツト状)且在表面形成有导体膜的电介质瓷器构成的试料测定静电电容，由圆板状的试料的直径和厚度、及导体膜的面积算出的值。
25℃～125℃之间的相对介电常数的温度系数是将25℃及125℃下的相对介电常数分别代入式子((ε125-ε25)/ε25(125-25))(ε25：25℃下的相对介电常数、ε125：25℃下的相对介电常数)中而算出的值。
其次，说明本实施方式的电介质瓷器的制法。
首先，作为原材料粉末，使用纯度均为99％以上的BaCO3粉末、TlO2粉末、MgO粉末、选自Gd2O3粉末、Tb2O3粉末、Dy2O3粉末、Ho2O3粉末及Er2O3粉末中的至少一种稀土类元素(RE)的氧化物粉末、碳酸锰(MnCO3)。将这些原材料粉末相对于构成钛酸钡的钡1摩尔，分别按如下比例来配合，即：MgO为0.01～0.06摩尔，选自Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3及Er2O3中的至少一种稀土类元素(RE)的氧化物以REO3/2换算下为0.0007～0.03摩尔，MnCO3为0.002～0.03摩尔。
其次，湿式混合上述原材料粉末的混合物，将其干燥后，在温度900～1100℃下预烧，制作预烧粉末，粉碎该预烧粉末。此时，通过使预烧粉末的结晶结构以立方晶系为主体地进行粒生长，能够得到维持了接近顺电性的相对介电常数的温度特性的高介电常数的电介质瓷器。
预烧粉末的平均粒径优选0.04～0.1μm。由此，在预烧粉末中，能够抑制强介电性的显示。所述预烧粉末的平均粒径如后所述，可以将预烧粉末分散于电子显微镜用试料台上，利用扫描型电子显微镜拍摄照片，对在所述照片中映出的预烧粉末的轮廓进行图像处理，在其照片上画晶粒有50～100个在内的圆，选择圆内及圆周上的粉末，对各粉末的轮廓进行图像处理，求出各粉末的面积，算出置换成与此具有相同面积的圆时的直径，从其平均值求出平均粒径。
其次，向该预烧粉末100质量份中以3.5～50质量份的比例混合Yb2O5粉末。然后，将混合粉末形成为圆板状，在H2-N2中，在1300℃～1400℃的温度范围中进行烧成，由此能够得到本实施方式的电介质瓷器。在此， 在烧成温度低于1300℃的情况下，抑制晶粒的粒生长和致密化，因此，电介质瓷器的密度变低。另一方面，在烧成温度高于1400℃的情况下，电介质瓷器的晶粒可能过度进行粒生长。
图1是表示本发明的电容器的一例的截面示意图。能够使用本发明的电介质瓷器，形成以下的电容器。
本实施方式的电容器如图1所示，在电容器主体10的两端部设置有外部电极12。电容器主体10包括：多个电介质层13、和作为内部电极层的多个导体层14交替层叠的层叠体。还有，电介质层13由上述本实施方式的电介质瓷器形成。即，作为电介质层13，适用显示高介电常数且稳定的相对介电常数的温度特性，自发极化小的上述电介质瓷器，由此形成为比以往的电容器高电容且电容温度特性稳定的电容器。因此，在将该电容器使用于电源电路的情况下，能够抑制电致应变引起的噪音的产生。
优选电介质层13的厚度为1～30μm。尤其，在电介质层13的厚度为5μm以下的情况下，具有通过电介质层13的薄层化，提高电容器的静电电容的优点。
导体层14从即使高层叠化也能够抑制制造成本的方面来说，优选N1或Cu等贱金属，尤其从实现与电介质层13的同时烧成的方面来说，优选N1。该导体层14的厚度优选按平均为1μm以下。
在制作这样的电容器的情况下，首先，将上述混合粉末成形为生片(green sheet)。接着，配制成为导体层14的导体糊剂，将其印刷于所述生片的表面后，层叠、烧成，形成层叠体1。然后，在层叠体1的两端面进而印刷导体糊剂而烧成，形成外部电极12，由此能够得到本实施方式的电容器。
【实施例】
以下，举出实施例，进而详细说明本发明，但本发明不限定于以下的实施例。
<実施例1>
如下所述地制作所述评价试料。首先，准备纯度均为99.9％的BaCO3粉末、TlO2粉末、MgO粉末、Gd2O3粉末、MnCO3粉末，按表1所示的比例调合而配制混合粉末。还有，表1所示的镁(Mg)、钆(Gd)及锰(Mn) 的量分别是与MgO、GdO3/2及MnO相称的量。钛(Ti)是相对于钡(Ba)1摩尔的摩尔比。
其次，在温度1000℃下预烧(仮燒)上述中配制的混合粉末，制作预烧粉末后，粉碎得到的预烧粉末，得到具有表1所示的平均粒径的预烧粉末。就预烧粉末的平均粒径来说，在电子显微镜用试料台上分散得到的预烧粉末，利用扫描型电子显微镜观察，拍摄照片，对在所述照片中映出的预烧粉末的轮廓进行图像处理，在其照片上画晶粒有50～100个在内的圆，选择圆内及圆周上的粉末，对各粉末的轮廓进行图像处理，求出各粉末的面积，算出置换成与此具有相同面积的圆时的直径，从其平均值求出平均粒径。
然后，在预烧粉末100质量份中以表1所示的比例混合纯度99.9％的Yb2O3粉末。将该混合粉末进行造粒，成形为直径16.5mm、厚度1mm的形状的圆板状。
其次，在H2-N中，在表1所示的温度下，烧成各10个各组成的圆板。得到作为试料的电介质瓷器。以钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径是如下所述地求出。首先，使用#1200的研磨纸，对烧成后的试料的截断面进行大致研磨后，使用在硬质皮磨具上涂敷粒径3μm的金刚石糊剂来进行研磨，然后使用在软质皮磨具上涂敷粒经0.3μm的氧化铝颗粒来进行精加工研磨。其次，利用酸性水溶液(盐酸-氟化氢)，进行蚀刻后，使用扫描型电子显微镜，拍摄内部组织的照片。其次，在其照片上画晶粒有50～100个在内的圆，选择圆内及圆周上的晶粒，对各晶粒的轮廓进行图像处理，求出各粒子的面积，算出置换成与此具有相同面积的圆时的直径，从其平均值求出平均粒径。
在烧成后的试料的表面印刷铟-镓的导体层，得到介电特性的评价试料(表2中的试料No.1-1～35)。
就作为制作的电介质瓷器的这些试料来说，使用LCR测量仪4284A，在频率1.0kHz、输入信号电平1.0V、温度25℃及125℃下，测定静电电容，由试料的直径和厚度及导体层的面积算出25℃及125℃的相对介电常数。另外，相对介电常数的温度系数是将25℃及125℃下的相对介电常数 分别代入式子((ε125-ε25)/ε25(125-25))(ε25：25℃下的相对介电常数、ε125：25℃下的相对介电常数)中而算出的值。这些测定中，将试料数设为各10个，并求出其平均值。
另外，关于得到的试料，利用电介质极化(极化电荷)的测定来求出电致应变的大小。在这种情况下，通过将电压在±1250V的范围内变化时的0V下的电荷量(残留极化)的值来评价。
另外，试料的组成分析是通过1CP(1nduct1vely Coupled Plasma)分析或原子吸光分析来进行。在这种情况下，将得到的试料向硼酸及碳酸钠中混合，熔融后将其向盐酸中熔解，首先，利用原子吸光分析，进行在试料中含有的元素的定性分析，其次，关于特定的各元素，将稀释了标准液的稀释液作为标准试料，经过1CP发光光谱分析进行定量化。另外，将各元素的价数作为周期表中示出的价数来求出氧量。
在表1中示出配制组成、预烧粉末的平均粒径及烧成温度，在表2中示出烧成后的晶粒的平均粒径和特性(相对介电常数、相对介电常数的温度系数的绝对值、相对介电常数的温度变化的曲线、及极化电荷)的结果。
在此，表1中的Yb2O3的添加量是相对于预烧粉末100质量份的比例。另一方面，表2中的Yb2O3的含量是相对于电介质瓷器(试料)中的钛酸钡100质量份的比例。另外，表2中示出的Mg、稀土类元素(RE)及Mn的量为氧化物换算量。表2中的“晶粒的平均粒径”是指以钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径。表2中的“相对介电常数的温度系数的绝对值”是指在所述中求出的相对介电常数的温度系数中的平均值的绝对值。
还有，在表2中，在相对介电常数的温度变化的曲线的栏中未标注○的是以25℃为中心未显示在-55℃与25℃之间一个及25℃℃与125℃之间一个的共计具有两个峰的试料。在极化电荷的栏中未标注○的是极化电荷不是40nC/cm2以下的试料。
【表1】
*标记表示本发明的范围外的试料。
【表2】
*标记表示本发明的范围外的试料。
从表2的结果明确可知，在作为本发明的电介质瓷器的试料No.1-2～1-8、1-11～1-15、1-18～1-21、1-23～1-27、1-29、1-30、1-32及1-35中，25℃下的相对介电常数为239以上，125℃下的相对介 电常数为217以上，25～125℃下的相对介电常数的温度系数的绝对值为987×10-6/℃以下。
尤其，在试料No.1-4～1-6、1-12～1-14、1-19、1-20、1-25及1-29中，25℃下的相对介电常数为558以上，125℃下的相对介电常数为468以上，相对介电常数的温度系数的绝对值为499×10-6/℃以下，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内具有两个峰值，且在电场-电介质极化特性的测定中未观察到大的滞后。在这些试料中，相对于钡(Ba)1摩尔，MgO的含量为0.017～0.023摩尔，将Gd设为GdO3/2的含量为0.0015～0.01摩尔，MnO的含量为0.01～0.013摩尔，相对于作为主成分的钛酸钡100质量份的Yb2O3的含量为6.3～15.6质量份，相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
基本上未观察到滞后的试料的极化电荷在0V为40nC/cm2以下。图2是表示在实施例1中得到的电介质瓷器(试料No.1-4)的X射线衍射图。从图2明确可知，试料No.1-4的电介质瓷器为晶体结构是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。另外，关于本发明的范围内的其他试料，晶体结构也是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。
相对于此，本发明的范围外的试料(试料No.1-1、1-9、1-10、1-16、1-17、1-22、1-28、1-31、1-33及1-34)均为相对介电常数的温度系数的绝对值大于1000×10-6/℃的电介质瓷器。
<实施例2>
实施例1所示的各组成中，除了将作为添加成分的Gd2O3改为Tb2O3以外，用与实施例1相同的方法制作试料且进行评价(试料No.2-1～2-34)。
在表3中示出配制组成、预烧粉末的平均粒径及烧成温度，在表4中示出烧成后的晶粒的平均粒径和特性(相对介电常数、相对介电常数的温度系数的绝对值、相对介电常数的温度变化的曲线、及极化电荷)的结果。
在此，表3中的Yb2O3的添加量及表4中的Yb2O3的含量的比例为分别与实施例1中所示的比例相同的比例。另外，表4中示出的Mg、稀土类元素(RE)及Mn的量为与实施例1相同的氧化物换算量。另外，表4中的“晶粒的平均粒径”及“相对介电常数的温度系数的绝对值”为与实施例 1的情况相同的意思。进而，表4中记录的相对介电常数的温度系数的曲线及极化电荷的栏中○的有无也为与表示与实施例1相同的效果的意思。
【表3】
*标记表示本发明的范围外的试料。
【表4】
*标记表示本发明的范围外的试料。
从表4的结果明确可知，在作为本发明的电介质瓷器的试料No.2-2～2-8、2-11～2-15、2-18～2-21、2-23～2-27、2-29、2-30、2 -32及2-35中，25℃下的相对介电常数为244以上，125℃下的相对介电常数为222以上，25～125℃下的相对介电常数的温度系数的绝对值为994×10-6/℃以下。
尤其，在试料No.2-4～2-6、2-12～2-14、2-19、2-20、2-25及2-29中，25℃下的相对介电常数为569以上，125℃下的相对介电常数为479以上，相对介电常数的温度系数的绝对值为491×10-6/℃以下，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内具有两个峰值，且在电场-电介质极化特性的测定中未观察到大的滞后。在这些试料中，相对于钡(Ba)1摩尔，MgO的含量为0.017～0.023摩尔，将Tb2O3设为TbO3/2的含量为0.0015～0.01摩尔，MnO的含量为0.01～0.013摩尔，相对于作为主成分的钛酸钡100质量份的Yb2O3的含量为6.3～15.6质量份，相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
基本上未观察到滞后的试料的极化电荷在0V为40nC/cm2以下。在该实施例2得到的电介质瓷器(试料No.2-2～2-8、2-11～2-15、2-18～2-21、2-23～2-27、2-29、2-30、2-32及2-35)与图2所示的X射线衍射图相同，均为晶体结构是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。
相对于此，本发明的范围外的试料(试料No.2-1、2-9、2-10、2-16、2-17、2-22、2-28、2-31、2-33及2-34)为相对介电常数的温度系数的绝对值大于1000×10-6/℃的电介质瓷器。
<实施例3>
实施例1所示的各组成中，除了将作为添加成分的Gd2O3改为Dy2O3以外，用与实施例1相同的方法制作试料且进行评价(试料No.3-1～3-35)。
在表5中示出配制组成、预烧粉末的平均粒径及烧成温度，在表6中示出烧成后的晶粒的平均粒径和特性(相对介电常数、相对介电常数的温度系数的绝对值、相对介电常数的温度变化的曲线、及极化电荷)的结果。
在此，表5中的Yb2O3的添加量及表4中的Yb2O3的含量的比例为分别与实施例1中所示的比例相同的比例。另外，表6中示出的Mg、稀土类元素(RE)及Mn的量为与实施例1相同的氧化物换算量。另外，表6 中的“晶粒的平均粒径”及“相对介电常数的温度系数的绝对值”为与实施例1的情况相同的意思。进而，表6中记录的相对介电常数的温度系数的曲线及极化电荷的栏中○的有无也为与表示与实施例1相同的效果的意思。
【表5】
*标记表示本发明的范围外的试料。
【表6】
*标记表示本发明的范围外的试料。
从表6的结果明确可知，在作为本发明的电介质瓷器的试料No.3-2～3-8、3-11～3-15、3-18～3-21、3-23～3-27、3-29、3-30、3 -32及3-35中，25℃下的相对介电常数为181以上，125℃下的相对介电常数为163以上，25～125℃下的相对介电常数的温度系数的绝对值为999×10-6/℃以下。
尤其，在试料No.3-4～3-6、3-12～3-14、3-19、3-20、3-25及3-29中，25℃下的相对介电常数为423以上，125℃下的相对介电常数为403以上，相对介电常数的温度系数的绝对值为570×10-6/℃以下，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内具有两个峰值，且在电场-电介质极化特性的测定中未观察到大的滞后。在这些试料中，相对于钡(Ba)1摩尔，MgO的含量为0.017～0.023摩尔，将Dy2O3设为DyO3/2的含量为0.0015～0.01摩尔，MnO的含量为0.01～0.013摩尔，相对于作为主成分的钛酸钡100质量份的Yb2O3的含量为6.3～15.6质量份，相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
基本上未观察到滞后的试料的极化电荷在0V为40nC/cm2以下。在该实施例3得到的电介质瓷器(试料No.3-2～3-8、3-11～3-15、3-18～3-21、3-23～3-27、3-29、3-30、3-32及3-35)与图2所示的X射线衍射图相同，均为晶体结构是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。
相对于此，本发明的范围外的试料(试料No.3-1、3-9、3-10、3-16、3-17、3-22、3-28、3-31、3-33及3-34)为相对介电常数的温度系数的绝对值大于1000×10-6/℃的电介质瓷器。
<实施例4>
实施例1所示的各组成中，除了将作为添加成分的Gd2O3改为Ho2O3以外，用与实施例1相同的方法制作试料且进行评价(试料No.4-1～4-35)。
在表7中示出配制组成、预烧粉末的平均粒径及烧成温度，在表8中示出烧成后的晶粒的平均粒径和特性(相对介电常数、相对介电常数的温度系数的绝对值、相对介电常数的温度变化的曲线、及极化电荷)的结果。
在此，表7中的Yb2O3的添加量及表8中的Yb2O3的含量的比例为分别与实施例1中所示的比例相同的比例。另外，表8中示出的Mg、稀土类元素(RE)及Mn的量为与实施例1相同的氧化物换算量。另外，表8 中的“晶粒的平均粒径”及“相对介电常数的温度系数的绝对值”为与实施例1的情况相同的意思。进而，表8中记录的相对介电常数的温度系数的曲线及极化电荷的栏中○的有无也为与表示与实施例1相同的效果的意思。
【表7】
*标记表示本发明的范围外的试料。
【表8】
*标记表示本发明的范围外的试料。
从表6的结果明确可知，在作为本发明的电介质瓷器的试料No.4-2～ 4-8、4-11～4-15、4-18～4-21、4-23～4-27、4-29、4-30、4-32及4-35中，25℃下的相对介电常数为257以上，125℃下的相对介电常数为234以上，25～125℃下的相对介电常数的温度系数的绝对值为978×10-6/℃以下。
尤其，在试料No.4-4～4-6、4-12～4-14、4-19、4-20、4-25及4-29中，25℃下的相对介电常数为599以上，125℃下的相对介电常数为572以上，相对介电常数的温度系数的绝对值为476×10-6/℃以下，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内具有两个峰值，且在电场-电介质极化特性的测定中未观察到大的滞后。在这些试料中，相对于钡(Ba)1摩尔，MgO的含量为0.017～0.023摩尔，将Ho2O3设为HoO3/2的含量为0.0015～0.01摩尔，MnO的含量为0.01～0.013摩尔，相对于作为主成分的钛酸钡100质量份的Yb2O3的含量为6.3～15.6质量份，相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
基本上未观察到滞后的试料的极化电荷在0V为40nC/cm2以下。在该实施例4得到的电介质瓷器(试料No.4-2～4-8、4-11～4-15、4-18～4-21、4-23～4-27、4-29、4-30、4-32及4-35)与图2所示的X射线衍射图相同，均为晶体结构是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。
相对于此，本发明的范围外的试料(试料No.4-1、4-9、4-10、4-16、4-17、4-22、4-28、4-31、4-33及4-34)为相对介电常数的温度系数的绝对值大于1000×10-6/℃的电介质瓷器。
<实施例5>
实施例1所示的各组成中，除了将作为添加成分的Gd2O3改为Er2O3以外，用与实施例1相同的方法制作试料且进行评价(试料No.5-1～5-35)。
在表9中示出配制组成、预烧粉末的平均粒径及烧成温度，在表10中示出烧成后的晶粒的平均粒径和特性(相对介电常数、相对介电常数的温度系数的绝对值、相对介电常数的温度变化的曲线、及极化电荷)的结果。
在此，表9中的Yb2O3的添加量及表8中的Yb2O3的含量的比例为分 别与实施例1中所示的比例相同的比例。另外，表10中示出的Mg、稀土类元素(RE)及Mn的量为与实施例1相同的氧化物换算量。另外，表10中的“晶粒的平均粒径”及“相对介电常数的温度系数的绝对值”为与实施例1的情况相同的意思。进而，表10中记录的相对介电常数的温度系数的曲线及极化电荷的栏中○的有无也为与表示与实施例1相同的效果的意思。
【表9】
*标志表示本发明的范围外的试料。
【表10】
*标记表示本发明的范围外的试料。
从表10的结果明确可知，在作为本发明的电介质瓷器的试料No.5-2～5-8、5-11～5-15、5-18～5-21、5-23～5-27、5-29、5-30、5-32及5-35中，25℃下的相对介电常数为260以上，125℃下的相对介 电常数为237以上，25～125℃下的相对介电常数的温度系数的绝对值为973×10-6/℃以下。
尤其，在试料No.5-4～5-6、5-12～5-14、5-19、5-20、5-25及5-29中，25℃下的相对介电常数为605以上，125℃下的相对介电常数为578以上，相对介电常数的温度系数的绝对值为470×10-6/℃以下，表示相对介电常数的变化率的曲线在-55℃～125℃温度范围内具有两个峰值，且在电场-电介质极化特性的测定中未观察到大的滞后。在这些试料中，相对于钡(Ba)1摩尔，MgO的含量为0.017～0.023摩尔，将Er2O3设为ErO3/2的含量为0.0015～0.01摩尔，MnO的含量为0.01～0.013摩尔，相对于作为主成分的钛酸钡100质量份的Yb2O3的含量为6.3～15.6质量份，相对于钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
基本上未观察到滞后的试料的极化电荷在0V为40nC/cm2以下。在该实施例5得到的电介质瓷器(试料No.5-2～5-8、5-11～5-15、5-18～5-21、5-23～5-27、5-29、5-30、5-32及5-35)与图2所示的X射线衍射图相同，均为晶体结构是将立方晶系设为主体的电介质瓷器。
另外，在试料No.5-4的组成中，关于将Er2O3的一半换成Ho2O3进行配制，用相同的温度进行烧成而制作的电介质瓷器，晶粒的平均粒径、25℃下及125℃下的相对介电常数与试料No.5-4的结果具有相同的晶体构造及特性，另外，相对介电常数的温度变化的曲线有两个峰值，极化电荷为40nC/cm2以下。
相对于此，本发明的范围外的试料(试料No.5-1、5-9、5-10、5-16、5-17、5-22、5-28、5-31、5-33及5-34)为相对介电常数的温度系数的绝对值大于1000×10-6/℃的电介质瓷器。
Claims (3)
1.一种电介质瓷器，其特征在于，
包括以钛酸钡为主成分且以立方晶系为主体的晶粒、和形成在该晶粒间的晶界相，
相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.01～0.06摩尔的镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0007～0.03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素RE，以MnO换算的情况下含有0.0002～0.03摩尔的锰，并且进而相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有3.6～52.1质量份的镱，
且所述晶粒的平均粒径为0.05～0.2μm。
2.根据权利要求1所述的电介质瓷器，其特征在于，
相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔，以MgO换算的情况下含有0.017～0.023摩尔的所述镁，以REO3/2换算的情况下含有0.0015～0.01摩尔的所述稀土类元素RE，以MnO换算的情况下含有0.01～0.013摩尔的所述锰，并且相对于钛酸钡100质量份，以Yb2O3换算的情况下含有6.3～15.6质量份的所述镱，且相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔的钛比例为0.97～0.98。
3.一种电容器，其特征在于，包括含有权利要求1或2中所述的电介质瓷器的电介质层和导体层的层叠体。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008146533A JP5317538B2 (ja) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | 誘電体磁器およびコンデンサ |
| JP2008-146533 | 2008-06-04 | ||
| PCT/JP2009/056297 WO2009147893A1 (ja) | 2008-06-04 | 2009-03-27 | 誘電体磁器およびコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102066286A CN102066286A (zh) | 2011-05-18 |
| CN102066286B true CN102066286B (zh) | 2013-06-12 |
Family
ID=41397972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200980120793.8A Expired - Fee Related CN102066286B (zh) | 2008-06-04 | 2009-03-27 | 电介质瓷器及电容器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8305732B2 (zh) |
| JP (1) | JP5317538B2 (zh) |
| CN (1) | CN102066286B (zh) |
| TW (1) | TWI406311B (zh) |
| WO (1) | WO2009147893A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9396880B2 (en) | 2011-11-16 | 2016-07-19 | Martin A. Stuart | High energy density storage device |
| WO2013074577A1 (en) | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Stuart Martin A | High energy density storage device |
| US9287046B2 (en) * | 2012-03-30 | 2016-03-15 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Multi-layer ceramic capacitor |
| JP7005852B2 (ja) * | 2017-11-01 | 2022-01-24 | サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド． | 誘電体磁器組成物、キャパシタ、及び、多層積層セラミックキャパシタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1070685A1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-01-24 | TDK Corporation | Dielectric ceramic composition and electronic device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612917A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-21 | Teika Corp | 誘電体磁器およびその製造方法 |
| JP3878778B2 (ja) | 1999-07-21 | 2007-02-07 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| JP3642282B2 (ja) | 2000-02-09 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物とこれを用いた積層セラミックコンデンサ |
| JP2003192432A (ja) * | 2002-09-27 | 2003-07-09 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| JP2006137633A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物の製造方法、電子部品及び積層セラミックコンデンサ |
-
2008
- 2008-06-04 JP JP2008146533A patent/JP5317538B2/ja active Active
-
2009
- 2009-03-27 US US12/996,379 patent/US8305732B2/en active Active
- 2009-03-27 TW TW098110156A patent/TWI406311B/zh not_active IP Right Cessation
- 2009-03-27 CN CN200980120793.8A patent/CN102066286B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-03-27 WO PCT/JP2009/056297 patent/WO2009147893A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1070685A1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-01-24 | TDK Corporation | Dielectric ceramic composition and electronic device |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JP特开2006-137633A 2006.06.01 |
| JP特开平6-12917A 1994.01.21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102066286A (zh) | 2011-05-18 |
| TWI406311B (zh) | 2013-08-21 |
| US20110085281A1 (en) | 2011-04-14 |
| US8305732B2 (en) | 2012-11-06 |
| TW200952010A (en) | 2009-12-16 |
| JP2009292671A (ja) | 2009-12-17 |
| JP5317538B2 (ja) | 2013-10-16 |
| WO2009147893A1 (ja) | 2009-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101595074B (zh) | 电介体瓷器及电容器 | |
| CN101517672B (zh) | 叠层陶瓷电容器及其制造方法 | |
| CN101541709B (zh) | 电介体瓷器及电容器 | |
| US9305708B2 (en) | Multilayer ceramic electronic device | |
| JP4809152B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| US8526165B2 (en) | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor | |
| CN102007557B (zh) | 层叠陶瓷电容器 | |
| JP4937068B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製法 | |
| WO2006018928A1 (ja) | 誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサ | |
| CN101663252B (zh) | 电介体瓷器及层叠陶瓷电容器 | |
| CN101641305A (zh) | 电介体瓷器及层叠陶瓷电容器 | |
| WO2012124736A1 (ja) | 誘電体セラミック及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP2002274936A (ja) | 誘電体セラミック、その製造方法およびその評価方法ならびに積層セラミック電子部品 | |
| CN103262190B (zh) | 电容器 | |
| JP2001351828A (ja) | 非還元性誘電体セラミック及びそれを用いた積層セラミックコンデンサ | |
| CN101522588A (zh) | 电介质瓷器和电容器 | |
| CN104246929A (zh) | 层叠陶瓷电容器 | |
| CN102066286B (zh) | 电介质瓷器及电容器 | |
| JP2007197233A (ja) | 誘電体セラミック及び該誘電体セラミックの製造方法、並びに積層セラミックコンデンサ | |
| JP5295082B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2009051717A (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP2010208905A (ja) | 誘電体セラミックの製造方法と誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサの製造方法と積層セラミックコンデンサ | |
| JP4960203B2 (ja) | 誘電体磁器およびコンデンサ | |
| JP2009292679A (ja) | 誘電体磁器およびコンデンサ | |
| JP2009292672A (ja) | 誘電体磁器およびコンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130612 |