DD301289A7 - Keramische Dielektrika der Klasse 2 nach Iec (Lösung 2) - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Dielektrika für Kondensatoren, insbesondere für Vielschicht- und Scheibenkondensatoren, und Wirksubstanzen für gedruckte Kondensatoren. Erfindungsgemäß ergeben keramische Werkstoffe aus technisch reinen Rohstoffen auf der Basis von den getrennt vorgebildeten Komponenten Ba ind m TiO ind 3 (Pb ind x Sr ind 1-x ) ind n ( (Mg ind 1/3 Nb ind 2/3) ind y Ti ind 1-y )O ind 3 (Pb ind z A ind 1-z) ind l (v ind 1 B ind 1 . . . v ind i B ind i ) Oind 3 und (Pb ind t D ind 1-t) ind p (Ti ind q Zr ind s (u ind 1 C ind 1 . . . u ind j C ind j) ind 1-q-s)O ind 3 und Glaszusätzen aus den Oxiden PbO, ZnO, B ind 2 O ind 3, SiO ind 2, Al ind 2 O ind 3 und Bi ind 2 O ind 3, die mindestens zum Teil gefrittet zugegeben werden, bei unterschiedlichen Sintertemperaturen und Curiepunkten der vorgebildeten Komponenten, unter Beachtung der für A, B, C und D einsetzbaren Elemente und der in der Erfindungsbeschreibung durch l, m, n, p, q, s, t, u, v, x, y und z angegebenen Stoffmengenanteile und bei Einhaltung der angegebenen Masseanteile dieser 5 Komponenten und Bewahrung der Mehrphasigkeit im gesinterten Werkstoff geeignete Dielektrika der Klasse 2 R 1 nach IEC mit Dielektrizitätskonstanten epsilon ind r >= 3 000.

Description

0,85 Masseanteilen PbO 0,07 bis 0,06 Masseanteilen B₂O₃ 0,04 bis 0,06 Masseanteilen ZnO 0,01 Masseanteilen AI₂O₃ 0,01 Masseanteilen SiO₂

und einem Rest von max. 0,03 Masseanteilen an Verunreinigungen und Fluoriden ist.

6. Keramische Dielektrika nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaszusatz vorzugsweise aus einem gefritteten Lotglas und weiteren der unter Anspruch 1 genannten Oxide, insbesondere aus Bi₂O₃, besteht.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elek rotechnik/Elektronik und betrifft keramische Dielektrika für Kondensatoren, insbesondere für Vielschicht- und Scheibenkondansatoren, und Wirksubstanzen für gedruckte Kondensatoren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Miniaturisierung der Kondensatoren und Verbesserung der Materialökonomie und der Arbeitsproduktivität bei der Herstellung

dieser Kondensatoren erfi ' rn eine Erhöhung der Dielektrizitätskonstante ε, des wirksamen Dielektrikums bei Beibehaltungeiner möglichst geringen Temperaturabhängigkeit derselben, z. B. von max. ±15% im Temperaturbereich von -55⁰C bis

+ 125⁰C für die Klasse 2R1 nach IEC- und X7R nach EIA-Norm. ,

Dabei gilt als allgemein bekannt, daß die Erhöhung des ε, durch die Verwendung ferroelektrisch^ Werkstoffe, wie z. B. LaTiO₃

oder Mischkristalle, erreicht wird, wobei mit steigendem ε, zunehmende Abhängigkeiten desselben von der Temperaturhingenommen werden müssen, und daß Zuschläge zur Erniedrigung der Sintertemperatur T₁, die bei den üblichen keramischen

Vielschichtkondensatoren vor allem zur Senkung der Anteile der hochschmelzenden teuren Edelmetalle Pd, Pt oder Au in den

zwischen den dielektrisch wirksamen Schichten liegenden Elektrodenschichten führen können, das ε, senken.

Bei Einhaltung der Temperaturcharakteristik der Klasse 2R1 und einer Sintertemperatur T, unter 1140⁰C stellt die Lösung nach DD-PS 258915 eine technologisch beherrschbare und reproduzierbare Lösung dar. Mit ihren Zusammensetzungen auf der Basis

von BaTiO₃ und Gemengen von Wismutschichtverbindungen sowie weiteren Zuschlägen werden jedoch nur ε,-Werte um 2000erreicht.

Andere bekannte Lösungen, wie die nach DD-PS 140871, DE-OS 2923981, US-PS 3619220, DE-AS 1640168 und US-PS 3619744

erreichen den Stand der Lösung nach DD-PS 258915 nicht, indem sie entweder niedrigere ε,-Werte ergeben und/oder der

Klasse 2R1 nicht genügen. Bekannt ist auch eine aus 2 Komponenten bestehende Lösung aus BaTiO₃, von dem mindestens 50% des eingesetzten Masseanteiles im Korngrößenbereich von 0,7 bis 3,0Mm liegen muß, und einem komplexen Bleiperowskit nach EP 257653. Die dieser Lösung entsprechenden Dielektrika, die der Klasse 2R1 genügen, erreichen jedoch nur ε,-Werte von max. 2920 bei Sintertemperaturen T₁, die nicht unter 1200⁰C liegen. Eine andere Lösung, die nach EP 205137, ergibt bei Einhaltung der Temperaturcharakteristik der Klasse 2R1 im günstigsten Falle

ε,-Werte von 3 205. Dabei wird ein mit Nb]Oj oder Ta₂O₆ und Sm₂O₃ oder anderen Oxiden der SE-Elemente der

Ordnungszahlen 57 bis 62 versetztes BaTiO₃ und weiteren getrennt zugeführten Dotanten einer Mischung von MnO₂ und NiO

eingesetzt. Weserjtlicher Nachteil dieser Lösung, die eine Sintertemperatur T, von 1230°C erfordert, und aller Lösungen nach

EP 205137 A2 sind die hohen Forderungen an den Hauptbestandteil BaTiO₃. Die hohen ε,-Werts werden nur bei Verwendung eines hochreinen, sehr feinen BaTiO₃ erzielt: Die Lösung verlangt Korngrößen

von S1 pm und Gesamtverunreinigungen an SiO₂, AI₂O₃ und Fe₂O₃ von weniger als 0,2 Masseanteilen in %. Bei der üblichen

großtechnischen BaTiO₃-Herste!!'ing kann dies nur bei Verwendung analysenreiner, teurer Rohstoffe und spezieller, teurer Mahlkörper erreicht werden. Weiterhin sind diese Werkstoffe sehr sinterempfindlich. Schon bei geringen Abweichungen von der optimalen Sintertemperatur wird die Temperaturcharakteristik der Klasse X7R nicht mehr eingehalten. Außerdem tritt dabei Riesonkornwachstum auf, das den Einsatz in keramischen Vielschlchtkondensatoren, in denen heute bereits gesinterte wirksame dielektrische Schichten mit Dicken ab 25μιη realisiert werden, ausschließt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Werkstoffzusammensetzungen zu finden, die bei Verwendung von großtechnisch hergestelltem BaTiOj eine reproduzierbare Fertigung und vorteilhafte technische Daten bei keramischen Dielektrika der Klasse nach IEC gegenüber dem Stand der Technik ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zusammensetzungen zu finden, die bei Verwendung von BaTiO₃ mit einer Korngröße d_M 23,5μηι und einer Reinheit von £0,98 Masseanteilen sowie weiteren mindestens technisch reinen Rohstoffen, einschließlich Seltenerden oder deron Gemischen, bei Sintertemperaturen T₁ S 1200⁰C und einem möglichen Sinterintervall von mindestens 3OK keramische Dielektrika mit Dielektrizitätskonstanten ε, ä 3000 der Klasse 2R1 nach IEC ergeben, die auch zum Einsatz in keramischen Vielschichtkondensatoren mit Dicken der gesinterten, dielektrisch wirksamen Schichten > 25pm geeignet sind. ·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Zusammensetzungen aus vier vorgebildeten Komoponenten K1 bis K4 und einem Zusatz eines niedrigschmelzendei Glases G gelöst:

K 1 = Ba_nJiO₃

oder Ba_1nTiO₃ mit Dotierungen, wobei m = 0,97... 1,00 ist, K 2 = (Pb_xSr, _ ,U(MgU₃Nb₂Z₃)Ji₁ _ _V]O₃

mit χ = 0,75...0,98 y = 0,70...0,9B

und η = 0,98...1,06, die bei einer Sintertemperatur zwischen 1150°C und 1250⁰C dichtsintert und bei 25°C eine Dielektrizitätskonstante ε, > 4000 hat,

K3= (Pb₁A₁-.Wv₁B₁...ViBi]O₃,

davon mindestens 0,6, jedoch maximal 0,95 Stoffmengenanteile Pb^FeIz₂NbIz₂IO₃ mit A^ Sr, Ba, Ca

B,... B, & Mg²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Mn³⁺, Sc³⁺. Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Hf⁴⁺, Nb⁶⁺, Ta⁶⁺, Sb⁵⁺, W⁸⁺, wobei Vi...V| dia entsprechenden Stoffmengenanteile von B|...B| und W₁...W| die Wertigkeiten von B₁...Bi bedeuten, die

i i

dieSmolensky-BedingungenfürPerowskite £vi = 1 und £w,V| = 4 erfüllen müssen,

1

ζ = 0,80... 1,0 und i = 0,98... 1,06, die bei einer Sintertemperatur zwischen 93O⁰C und 1060⁰C dichtsintert und dabei im Temperaturbereich von -2O⁰C bis +6O⁰C in einem Maximum eine Dielektrizitätskonstante ε, > 8000 hat, und

K 4 = (Pb₁D₁ - ,)_p|Ti_qZr,(u,C,... UjCj)₁ _„ _ ,]O₃

mit D A Sr, Ba, Ca, SE oder Didym, C₁ ...CjS Auswahl wieunter B₁... B/, wobei U₁...Uj die entsprechenden Stoffmengenanteile von C|... Cj und W₁...Wj die Wertigkeiten von C₁...Cj bedeuten, die

j i

dieSmolensky-BedingungenfürPerowskiteq + s + £u_f = 1 und4(q + s) + EwjUj = 4 erfüllen müssen,

1

mit q = 0,40...0,60, s =0,30.

und q + s > 0,80,

t =0,80. t =0,93. und ρ = 0,98.

.0,55

. 1,00 für D = Sr, Ba, Ca oder .1,0OfUrDASE oder Didym .1,06,

die bei einer Sintertemperatur 115O⁰C dichtsintert, deren Dielektrizitätskonstante ε, bei 25⁰C > 2300 ist, ein Maximum bei > 15O⁰C aufweir; und nach negativen Temperaturen langsam abfällt, 'jnd G ist niedrigschmelzendes Glas mit einem Halbkugelpunkt bis max. 700°C, das aus mindestens drei der sechs Oxide PbO, ZnO, B₂O₃, SiO₂, AI₂O₃ und Bi₂O₃ besteht. Als Glaszusatz G gelten dabei sowohl gefrittete Gläser als auch Mischungen aus diesen mit weiteren der genannten Oxide.

Die Masseanteile der 4 auf bekannte Weise vorgebildeten und feinzerkleinerten Komponenten K1 bis K4 und des Glaszusatzes G in der angestreben Werkstoffzusammensetzung sind:

K1 =0,30...0,67 Masse&nteile K2 = 0,10... 0,55 Masseanteilo K3 = 0,005... 0,10 Masseanteile

K4 = 0,05... 0,25 Masseanteile und G = 0,01 ...0,03 Masseanteile,

4 4

wobei Σ Κ = 1,0 ist und die Angabe von G als Zuschlag auf £ K bezogen ist und wobei im Falle einer Mischung aus 1 1

gefritteten Glas mit Oxid der Oxidanteil max. 50% betragen soll.

Je nach Zusammensetzung kann das Dichtsintern der aus dieser Mischung auf bekannte Weise geformten Körper bei einer Sintertemperatur T₁ im Bereich von 1100°C und 1200⁰C erfolgen.

Bei Einhaltung aller sonstigen Anforderungen an einen Kondensatorwerkstoff der Klasse 2R1 nach IEC erreicht die Dielektrizitätskonstante ε, bei 25°C Werte von 3000 bis 4000, wobei ihre Änderung im Betriebstemperaturbereich von -55⁰C bis + 125⁰C ±15% nicht übersteigt und somit der Klasse entspricht.

Über- oder Unterschreitung der genannten Grenzen für die Masseanteile der vier Komponenten und des Glaszusatzes im Gesamtversatz des Werkstoffes wirken sich wie folgt aus:

Im Falle der Komponente K1 führen sie zu nicht mehr flachem Temperaturverlauf des E₁, bei Überschreitung steigt die erforderliche Sintertemperatur bis weit über 1200⁰C.

Bei Überschreitung des Anteiles der Komponente K2 fällt das bei niedrigen Temperaturen noch hohe ε, nach höheren Temperaturen zu steil ab, Unterschreitungen des Anteiles führen bei negativen Temperaturen zu einem ε,-Abfall von mehr als 15%. Wird der beanspruchte Anteil der Komponente K3 überschritten, so steigen die dielektrischen Verluste nach höheren Temperaturen, der Isolationswiderstand sinkt unter Werte von 10¹⁰O. Unterschreitungen erschweren das Dichtsintern. Erhöht man den Anteil der Komponente K4, so kann der für die Klasse 2R1 zulässige maximale ε,-Abfall von 15% bei -55°C nicht mehr eingehalten werden, an der Obergrenze des Temperaturbereiches, bei +125⁰C, wird der erlaubte ε,-Abfall dafür nicht ausgeschöpft. Dementsprechend kann es bei Unterschreitungen des Anteiles für K4 bei +125⁰C zu einem starken ε,-Abfall kommen.

Bei Unterschreitung der Grenzen für den Glasanteil erhöhen sich die erforderlichen Sintertemperaturen T₁, und/oder es werden niedrigere Dichten der Keramik erreicht. Wird der Anteil des Glases überschritten, sinkt das ε,, und die gewünschte Temperaturabhängigkeit wird nicht eingehalten. Insbesondere für die Herstellung dünner Folien, wie z. B. für Vielschichtkondensatoren, ermöglicht der beanspruchte Glasanteil schon bei niedrigen Sintertemperaturen das Erreichen einer hohen Dichte, schnelleres Schwinden, geringen Porenraum und damit Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit und geringste Feuchteempfindlichkeit der Kondensatoren. Die möglichen niedrigeren Sintertemperaturen kommen der Erhaltung der Mehrphasigkeit des Gesamtwerkstoffes und damit der geringen Temperaturabhängigkeit des ε, ebenso entgegen wie sie Sondermaßnahmen zur Regulierung des PbO-Haushaltes beim Sintern erübrigen.

Ausführungsbelsplele Die Erfindung wird nachstehend anhand von fünf Ausführungsbeispielen in Form zweier Tabellen und der Darlegung der an sich

bekannten, prinzipiell bei allen Ausführungsbeispielen gleichen Prozeßschritte zur Herstellung der einzelnen Komponenten K1bis K4, des Glaszusatzes G und des Gesamtwerkstoffes anhand der Zusammensetzung gemäß Ausführungsbeispiel 1 nähererläutert.

Tabelle 1 gibt die Zusammensetzung und das angewendete Sinterregime, gekennzeichnet durch Sintertemperatur T, und Haltezeit, an. Tabelle 2 zeigt die erhaltenen technischen Kenndaten von den gewählten Bauformen der Probekörper. Ausgangspunkt der Synthese ist die Herstellung der vier Komponenten und des Glaszusatzes. Komponente K1: BaTiOj Die Komponente K1 wird auf bekannte Weise aus gleichen Stoffmengenanteilen BaCO₃ und TiO₂ in einer zweistündigen Festkörperreaktion bei 1200⁰C gebildet. Anschließend erfolgt Feinmahlung in Trommel- oder Schwingmühlen. Ein TiO₂-Überschuß von bis zu 0,03 Stoffmengenanteilen ist unkritisch. Komponente K2: Zunächst wird aus MgCO₃ und Nb₂O₆ durch eine Festkörperreaktion bei 1100⁰C MgNb₂O₆ vorgebildet. Dabei ist ein Überschuß von 0,04 Stoffmengenanteilen Mg im Versatz nicht nur unkritisch, sondern sogar günstig. Das vorgebildete MgNb₂Oe wird entsprechend den durch die Formel gegebenen Stoffmengenanteilen mit PbO oder Pb₃O₄, SrCO₃ und TiO₂ versetzt und diese Mischung bei 1100°C/2h verglüht. Dieses Produkt wird anschließend auf eine Korngröße d₆₀ S 5 pm feingemahlen. Dabei ist ein Überschuß von bis zu 0,06 Stoffmengenanteilen PbO bzw. Pb₃O₄ zulässig. Die bei 1175°C/2h gesinterte Komponente K2 besitzt als Einzelkomponente ein ε, > 5000 bei 25⁰C. Das ε,-Maximum, das bei

etwa 50°C liegt, weist Werte von >8000 auf. Die Struktur ist perowskitisch mit geringen Anteilen einer Pyrochlorrestphase.

Höheres Verglühen der Komponente K2 ist möglich, aber nicht vorteilhaft, da die nachfolgende Zerkleinerung dadurch

schwieriger wird und die erforderliche Sintertemperatur T₂ des Gesamtwerkstoffes steigt.

Komponente K3: Pbo.oaSro.oaKFevjNbwjlo.eefFeMWt/slo.oelNimNbvaio.osSno.oalOa Die Herstellung erfolgt durch Direktsynthese aus der Rohstoffen Pb₃O₄ oder PbO, SrCO₃, Fe₂O₃, Nb₂O₆, WO₃, NiO und SnO₂, die entsprechend den durch die Formel gegebenen Stoffmengenanteilen gemischt und bei 800"C/2 h verglüht werden.

Die anschließende Feinmahlung erfolgte 6h in einer Achatpulverisette. Eine Verkürzung der Mahldauer ist möglich

(dg, mindestens 5 5μηι). Ein Überschuß von bis zu 0,06 Stoffmengenanteilen PbO bzw. Pb₃O₄ ist unkritisch.

Dieser Werkstoff, der hier als Komponente K3 eingesetzt wird, weist an scheibenförmigen Probokörpern, die bei 1020"C/2 h dichtsintern, folgende Werte auf:

E, bei 25⁰C «17000 E,-Maximumbei29°C.

Ähnliche Werte werden auch erreicht, wenn zwei Teilkomponenten, eine aus den Rohstoffen Pb₃O₄ oder PbO, Nb₂O₆ und WO₃ bei 700°C/2 h und die zweite aus den restlichen Rohstoffen bei 1000°C/2 h, getrennt vorgebildet werden und die weitere Aufbereitung der Komponente K3 mit den durch die Formel gegebenen Anteilen erfolgt.

Komponente K<: Pb[Zro,4eTio,₄e(Nii/₃Sb₂,₃)_0i08l0₃

Die Herstellung erfolgt durch Direktsynthese aus den Rohstoffen Pb₃O₄ oder PbO, ZrO₂, TiO₂, NiO und Sb₂O₃, indem diese entsprechend den durch die Formel gegebenen Stoffmengenanteilen gemischt werden und das Gemenge einer Fostkörperreaktion bei 850°C bh 900°C mit 2 h Haltezeit unterzogen wird. Es folgt eine Feinzerkleinerung auf eine Korngröße von dge s 5μπΊ, die in diesem Falle in einer 3stündigen Behandlung in einer Achatpulverisette geschah.

Die bei 1280°C/2 h dichtgesinterte Komponente K4 besitzt als Einzelkomponente bei 25⁰C ein ε, von 2 500. Das ε,-Maximum liegt bei etwa 28O⁰C.

Glaszusatz G:

0,85 Masseanteile PbO 0,07 Masseanteile B₂O₃ 0,06 Masseanteile ZnO 0,01 Masseanteile AI₂O₃ und 0,01 Masseanteile SiO₂

werden gemischt, die Mischung in einem Korundtiegel bei 1000°C zur Schmelze gebracht, mehrmals umgerührt und eine Stunde lang flüssig gehalten. Danach wird die Schmelze durch Eingießen in kaltes Wasser abgeschreckt, die Glasphase vom Wasser getrennt, getrocknet, vorzerkleinert und in einer Achatpulverisette so gemahlen, daß das Pulver eine spezifische Oberfläche von mindestens 2,5 mVg nach BET aufweist.

Gehört, wie im Ausführungsbeispiel 5 mit Bi₂O₃, noch ein ungefrittetes Oxid zum Glaszusatz, wobei das gleiche Oxid bereits Bestandteil de: Fritte gewesen sein könnte, dann kann dieses Oxid entweder noch in den gefritteten Teil des Zusatzes G eingemischt werden oder auch getrennt dem Versatz des Gesamtwerkstoffes zugefügt werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele des Gesamtwerkstoffes werden die so oder auf prinzipiell gleiche Weise hergestellten Komponenten K1 bis K4 mit dem Glaszusatz G in den in Tabelle 1 angegebenen Masseanteilen gemischt und vorteilhafterweise bei 1000 bis 1050°C/1 h nochmals verglüht und feingemahlen. Dieses einer verbesserten Homogenisierung dienende nochmalige Verglühen und Feinmahlen kann auch unterbleiben.

In jedem Falle wird der pulverförmige, erfindungsgemäße Werkstoff der erzeugnisspezifischen bekannten Formgebung sowie evtl. weiteren erforderlichen Prozeßschritten, wie für Vielschichtkondensatoren z.B. einer Metallisierung u.a., unterzogen und dann gesintert.

Tabelle 1 Zusammensetzung und Masseanteile de. Komponenten

Aus-	Komponente 1	Komponente 2	Komponente 3	Stoff-	Komponente4	G	τ. ro
füh-				men-jen-			Haltezeit (h)
rungs-				anteiie
beisp.				in%

BaTiO₃

Pb[Fe_1/2Nb_1/2]O₃

Pb[F_e2/3W_1/3]O₃

Pb[Ni₁Z₃Nb_2n]O₃

SrSnO₃

+ 1Ma.-%PbO

86 6 5 3

Pb[Zr_0-48Ti_0-4

BaTiO₃ 45%

(Pb_0-88Sr_0-12)I(Mg₁Z₃Nb₂Z₃)O_-8Ti_0-2]O₃

45%

Pb[Fe1Z2Nb1Z2]O3	86	Pb[Zr0-46Ti0-46
Pb[Fe2Z3W1n]O3	6	(Ni1nSb2nI0-O
Pb[Ni1nNb2Z3]O3	5
SrSnO3	3
+ 1Ma.-%Pb0
3%		7%

Lotglas System

- PbO

- ZnO

- SiO₂ -B₂O₃

- AI₂O₃

Lotglas

+1,5%

Alb	40% 40%	40% 40%	1% 1%	60 30 10	19% 19%	+1,5% + 1,5%	1200/1
A2	BaTiO3 55%	(Pb0-90Sr0-10)I(Mg1Z3Nb2n)O-9Ti(J11]O3 25%	Pb[Fe1Z2Nb172]O3 Pb[Fe2nW1Z3]O3 Pb[Zn1nNb2Z3]O3 10%	wieA2	Pb[Zr0-40Ti0-50 (Mg1Z3Nb2nJ0-10]O3 10%	Lotglas + 1,5%	1160/2
A3	wie A 2	wie A 2	wie A 2	wie A 2	wieA2	1180/2

wie A 2

wie A

wie A 2

wieA2

wie A 2

+1,0% Lotglas + 2,0% Bi₂O₃, ungefrittet

Tabelle 2

Ausführungsbeisp.

Bauform

1 Meßfrequenz: 1 kHz.

2 gemessen bei 25°C.

3 bezogen auf 25⁰C.

ε,

tanö"·" HO"³)

lsolationsvviderstand R,.²¹ (Ω)

Δε max. Abweichung in%³¹ im Bereich von

-65°Cbi8 +25⁰CbIe

+25⁰C · +125⁰C

A1a	Scheibe	3200	16 >10	11 + 2 - 9	+ 3 - 6
A1b	Scheibe	3300	16 >10	11 -11	+ 2 - 7
A2	Scheibe	3200	16 >10	11 +8	+ 2 -12
A3	Scheibe	3 500	18 >10	11 _12	+ 5 - 8
A4	Scheibe	3300	16 >10	11 +8	+ 2 -12
A5	Scheibe	3100	16 >5·	10" + 2 - 8	+ 5 -10

Claims (5)

1. Keramische Dielektrika der Klasse 2 nach IEC auf der Basis von fünf verschiedenen, im wesentlichen in ihrer Grundzusammensetzung bekannten Komponenten, Bariumtitanat, drei komplexen Bleiperowskiten und Glaszusatz, gekennzeichnet dadurch, daß von den getrennt vorgebildeten Komponenten K1 bis K4 mindestens zwei unterschiedliche Sintertemperaturen aufweisen, mindestens zwei unterschiedliche Curietemperaturen besitzen unci daß die Komponenten im Bereich folgender Zusammensetzung liegen:

K 1 = Ba_mTiO₃

mit m = 0,97...1,00, wobei das Bariu.ntitanat auch bis zu 3 Masseanteilen i:i% der üblichen Dotierungen enthalten kann,

K 2 = (Pb_xSr₁ .,,U(Mg₁Z₃Nb₂Z₃)VTi₁ -_V]O₃

mit χ = 0,75...0,98 y = 0,70... 0,95

und η = 0,98... 1,06,

davon mindestens 0,60, jedoch max. 0,95 Stoffmengenanteile PbZ[Fe₁ZaNb₁Z₂)O₃, mit A= Sr, Ca, Ba,

B₁... B₁ δ Mg²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Mn³⁺, Sc³⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Hf⁴⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺, i i

wobei Y₁^i = 1 und Hw₁Vj = 4sein müssen, wenn V₁ ...V₁ die entsprechenden

1 1

Stoffmengenanteile von B₁ ...Bj und W₁ ...Wj die jeweiligen Wertigkeiten dieser B₁... Bj bedeuten,

ζ = 0,80... 1,0 und/ = 0,98... 1,06,

K 4 = (Pb₁D₁ _ ,Jp[TiCZr₅(U₁C₁... UjCj)₁ _ _q _ _S]O₃

mit D £ Sr, Ba, Ca, SE oder Didym, C₁... Cj a Mg²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Mn³⁺, Sc³⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Hf⁴⁺,

Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺,

]Tv

wobeiq fs + £uj = 1 und4(q + s) + £^wj^ui = 4seinmüssen,wennU₁ ...Ujdie

1

entsprechenden Stoffmengenanteile von C₁ ...Cj und W₁ ...Wj die jeweiligen Wertigkeiten dieser C₁ ...Cj bedeuten, q = 0,40... 0,60 S = 0,30...0,55,wobeiq + s > 0,80, t = 0,80... 1,00 für D £Sr, Ca, Ba bzw.

t = 0,93...1,0OfUrD^SEOdOrDIdVm und ρ = 0,98... 1,06, G ist ein niedrigschmelzendor, zumeist teilweise gefritteter Glaszusatz aus mindestens drei der sechs Oxide PbO oder Pb₃O₄, ZnO, B₂O₃, SiO₂, AUO₃ und Bi₂O₃ mit einem Halbkugelpunkt unterhalb von 700⁰C, daß sie in den Masseanteilen

K1 =0,30...0,67 K2 = 0,10...0,55 K3 = 0,005. ..0,10 K4 = 0,05...0,25 und G =0,01 ...0,03

4 in-dem Versatz des jeweiligen keramischen Dielektrikums enthalten sind, wobei £K = 1,0 ist

und die Anteile von G auf diese Summe bezogen sind, und daß der gesinterte Werkstoff entsprechend der Komponenten mehrphasig ist.

2. Keramische Dielektrika nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente K2 vorzugsweise bei 25°C eine Dielektrizitätskonstante ε_Γ > 4000 hat und zwischen 115O⁰C und 1250⁰C dichtsintert.

3. Keramische Dielektrika nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente K3 vorzugsweise zwischen 930⁰C und 1060⁰C dichtsintert und zwischen -2O⁰C und +6O⁰C ein ε,-Maximum > 8000 hat.

4. Keramische Dielektrika nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente K4 vorzugsweise bei einer Sintertemperatur > 115O⁰C dichtsintert, bei 25⁰C ein ε_Γ > 2300 hat und bei > 150⁰C ein ε,-Maximum aufweist.

5. Keramische Dielektrika nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaszusatz vorzugsweise gefrittetes Lotglas aus einem Oxidansatz von