DE102014217742A1 - DIELECTRIC MATERIAL FOR TEMPERATURE COMPENSATION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

DIELECTRIC MATERIAL FOR TEMPERATURE COMPENSATION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein dielektrisches Material zur Temperaturkompensation der Chemischen Formel 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereit. Chemische Formel 1(Ba1-a-b-3c/2SraMgbLac)(Ti1-xSnx)O3 In der obigen Chemischen Formel 1 ist a gleich 0 ≤ a < 0.20; ist b gleich 0 < b < 0.05; ist c gleich 0 < c < 0.01; und ist x gleich 0 < x < 0.20, wie in der detaillierten Beschreibung definiert.The present invention provides a dielectric material for temperature compensation of Chemical Formula 1 and a process for its production. Chemical Formula 1 (Ba1-a-b-3c / 2SraMgbLac) (Ti1-x Snx) O3 In the above Chemical Formula 1, a is 0 ≦ a <0.20; b is 0 <b <0.05; c is 0 <c <0.01; and x is 0 <x <0.20 as defined in the detailed description.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGENRELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0152539, eingereicht beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum am 09. Dezember 2013, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.This application claims priority to and the benefit of Korean Patent Application No. 10-2013-0152539 filed in the Korean Intellectual Property Office on Dec. 9, 2013, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Material mit einem vergleichsweise hohen Temperaturkoeffizienten und einer vergleichsweise hohen relativen Permittivität zur Temperaturkompensation, ohne Blei zu enthalten, und ein Verfahren zur seiner Herstellung.The present invention relates to a dielectric material having a comparatively high temperature coefficient and a relatively high relative permittivity for temperature compensation without containing lead, and a method for producing the same.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Ein eingestellter LC-Schaltkreis, der eine Induktivität beinhaltet, wird hauptsächlich als Treiberschaltkreis in einem piezoelektrischen Ultraschallwellensensor verwendet. Eine Änderung der elektrostatischen Kapazität des piezoelektrischen Sensors basierend auf einer Temperatur muss jedoch kompensiert werden, um eine Treiberwellenform und einen Treiberwirkungsgrad in dem eingestellten LC-Treiberschaltkreis aufrechtzuerhalten, wenn der eingestellte LC-Treiberschaltkreis in einem weiten Temperaturbereich von ungefähr –40°C bis ungefähr 80°C verwendet wird, zum Beispiel in einem Ultraschallwellensensor für eine Einparkhilfe für Fahrzeuge.A set LC circuit including an inductance is mainly used as a drive circuit in a piezoelectric ultrasonic wave sensor. However, a change in the electrostatic capacitance of the piezoelectric sensor based on a temperature must be compensated to maintain a drive waveform and drive efficiency in the adjusted LC driver circuit when the adjusted LC drive circuit is in a wide temperature range of about -40 ° C to about 80 ° ° C is used, for example in an ultrasonic wave sensor for a parking aid for vehicles.

Ein Temperaturkoeffizient der Kapazität (TCC) bezeichnet eine Temperaturkompensationsrate eines Temperaturkompensationsmaterials mit elektrostatischer Kapazität bis zu einer Referenztemperatur von 25°C und wird wie folgt bereitgestellt: TCC (ppm/°C) = 106 × (CT – C25/C25)/(T – 25) wobei T eine Temperatur in Celsius (°C) bezeichnet und CT und C25 jeweils die elektrostatische Kapazität bei jeweils Temperatur T und ungefähr 25°C bezeichnen.A temperature coefficient of capacitance (TCC) denotes a temperature compensation rate of a temperature compensation material having electrostatic capacity up to a reference temperature of 25 ° C and is provided as follows: TCC (ppm / ° C) = 10 6 × (C T - C 25 / C 25 ) / (T - 25) where T denotes a temperature in Celsius (° C) and C T and C 25 respectively denote the electrostatic capacity at each temperature T and about 25 ° C.

Ein piezoelektrisches Material, das für den piezoelektrischen Ultraschallwellensensor verwendet wird, beinhaltet typischerweise ein Blei-Zirkonium-Titanat-(oder PZT-)5-basiertes weiches piezoelektrisches Material mit einer hohen piezoelektrischen Konstante und einer geringen Alterung der Frequenz. Jedoch kann das PZT-5-basierte weiche piezoelektrische Material einen verhältnismäßig hohen TCC im Bereich von ungefähr 2.500 bis ungefähr 4.000 ppm/°C bei einer Temperatur von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C und ebenso eine verhältnismäßig hohe relative Permittivität von ungefähr 2.000 oder mehr aufweisen.A piezoelectric material used for the piezoelectric ultrasonic wave sensor typically includes a lead zirconium titanate (or PZT) 5-based soft piezoelectric material having a high piezoelectric constant and a low frequency of aging. However, the PZT-5-based soft piezoelectric material may have a relatively high TCC in the range of about 2,500 to about 4,000 ppm / ° C at a temperature of about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C and also a have relatively high relative permittivity of about 2,000 or more.

Eine piezoelektrische Vorrichtung für den Ultraschallwellensensor kann zumeist an ein Material wie Aluminium, einen Polymer-Kunststoff und dergleichen unter Verwendung eines Haftmittels, wie etwa Epoxid und dergleichen, angehaftet werden. Somit kann eine derartige piezoelektrische Vorrichtung aufgrund einer Änderung der Harte in Abhängigkeit von einer Temperatur des Haftmittels einen wesentlich höheren TCC aufweisen. Beispielsweise kann der TCC, der von den Temperatureigenschaften eines Haftmittels abhängt, in einem Bereich von ungefähr 6.000 bis ungefähr 10.000 ppm/°C liegen. Die piezoelektrische Vorrichtung kann parallel mit einer Temperaturkompensationsvorrichtung in dem Ultraschallwellensensor verbunden sein. Dementsprechend kann eine Kompensationsvorrichtung mit einer elektrostatischen Kapazität einen Bereich einer elektrostatischen Kapazität aufweisen, der im Hinblick auf eine Kompensationsrate geeignet ausgewählt ist, um eine Verringerungseigenschaft einer Schwingung vom Übermittlungswellentyp zu minimieren und die Empfangsempfindlichkeit des Ultraschallwellensensors aufrechtzuerhalten. Daher kann die Kompensationsvorrichtung eine elektrostatische Kapazität in einem Bereich von ungefähr 30% bis ungefähr 70% der elektrostatischen Kapazität der piezoelektrischen Vorrichtung aufweisen.A piezoelectric device for the ultrasonic wave sensor can be usually adhered to a material such as aluminum, a polymer plastic and the like using an adhesive such as epoxy and the like. Thus, such a piezoelectric device may have a significantly higher TCC due to a change in hardness depending on a temperature of the adhesive. For example, the TCC, which depends on the temperature characteristics of an adhesive, can range from about 6,000 to about 10,000 ppm / ° C. The piezoelectric device may be connected in parallel with a temperature compensation device in the ultrasonic wave sensor. Accordingly, a compensation device having an electrostatic capacitance may have a range of electrostatic capacitance appropriately selected in view of a compensation rate so as to minimize a transmission-type oscillation reduction characteristic and to maintain the reception sensitivity of the ultrasonic wave sensor. Therefore, the compensation device may have an electrostatic capacity in a range of about 30% to about 70% of the electrostatic capacity of the piezoelectric device.

Die Temperaturkompensationsvorrichtung in einem Ultraschallwellensensor für ein Fahrzeug wurde ständig weiterentwickelt. In einem Beispiel kann eine derartige Temperaturkompensationsvorrichtung intern in eine Sensorstruktur eingebaut sein, und ein Draht kann direkt daran angelötet werden. Da der Ultraschallwellensensor eine Treiberspannung von ungefähr 400 bis ungefähr 600 V/mm benötigt, kann das Erhöhen der elektrostatischen Kapazität durch das Verringern einer Dicke begrenzt werden, wenn die relative Permittivität im Hinblick auf einen internen Isolationsdruck, einen Trennungsabstand von aufeinanderfolgenden Flächen zur Isolation und dergleichen gering ist. Wenn die elektrostatische Kapazität durch das Verringern der Dicke erhöht wird, kann die Temperaturkompensationsvorrichtung zudem eine im Wesentlichen geringe Stärke aufweisen, und ihre Handhabung und weiter die Ausbildung eines integrierten Körpers mit dem Ultraschallwellensensor können schwierig werden.The temperature compensation device in an ultrasonic wave sensor for a vehicle has been constantly developed. In one example, such a temperature compensation device may be internally incorporated into a sensor structure, and a wire may be directly soldered thereto. Since the ultrasonic wave sensor requires a driving voltage of about 400 to about 600 V / mm, increasing the electrostatic capacitance can be limited by reducing a thickness when the relative permittivity in view of an internal insulation pressure, a separation distance of successive surfaces for insulation and the like is small. In addition, when the electrostatic capacitance is increased by reducing the thickness, the temperature compensating device may have a substantially small thickness, and its handling and further the formation of an integrated body with the ultrasonic wave sensor may become difficult.

Um die Temperaturkompensationsvorrichtung zu verkleinern und sie leicht handzuhaben oder herzustellen oder um eine effektive Temperaturkompensation des piezoelektrischen Ultraschallwellensensors in einem weiten Temperaturbereich zu erhalten, kann dementsprechend dielektrisches Material mit einer Temperaturkompensationsrate von ungefähr –5.000 bis ungefähr –30.000 ppm/°C und einer relativen Permittivität von mehr als oder gleich ungefähr 1000 erforderlich sein.Accordingly, in order to downsize and easily handle or fabricate the temperature compensation device or to obtain effective temperature compensation of the ultrasonic piezoelectric wave sensor in a wide temperature range, dielectric material having a temperature compensation rate of about -5,000 to about -30,000 ppm / ° C and a relative permittivity of more than or equal to about 1000 may be required.

Die derzeit verwendeten dielektrischen Materialien für die Temperaturkompensation für einen herkömmlichen Schaltkreis können ein Calciumtitanat-(CaTiO3-)Zirkoniumtitanat-(ZrTiO3-)Strontiumtitanat-(SrTiO3-)basiertes Material beinhalten, weisen jedoch eine Temperaturkompensationsrate von ungefähr –5.000 bis höchstens ungefähr –6.000 ppm/°C und eine relative Permittivität von ungefähr 200 bis ungefähr 800 auf. In einigen Beispielen wurde ein Bariumtitanat-(BaTiO3-)Calciumzirkonat-(CaZrO3-)Zinkoxid-(ZnO-)Silicat(SiO3-)basiertes Material mit einem Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) von ungefähr –5.000 bis ungefähr –15.000 ppm/°C entwickelt, dessen relative Permittivität jedoch ungefähr 700 bis ungefähr 1.100 betragen kann. In einem weiteren Beispiel wurde ein Bleioxid-(Pb3O4-)Strontiumoxid-(SrO-)Calciumoxid-(CaO-)Titanoxid-(TiO2-)Wismutoxid(Bi2O3-)Magnesiumoxid-(MgO-)basiertes Material mit einem Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) von ungefähr –2.500 ppm/°C und einer relativen Permittivität von weniger als oder gleich ungefähr 500 entwickelt. Derartige Materialien können jedoch giftiges Blei (Pb) beinhalten. In einem weiteren Beispiel wurde ein Calciumtitanat-(CaTiO3-)Bleititanat(PbTiO3-)Lanthanoxid-(La2O3-)Titanoxid-(TiO2-) basiertes Material mit einem Temperaturkoeffizienten der Kapazität von ungefähr –8.700 ppm/°C erwähnt. Dessen relative Permittivität kann jedoch weniger als oder gleich ungefähr 1.000 betragen, und Pb kann ebenfalls enthalten sein.The currently used dielectric materials for temperature compensation for a conventional circuit may include a calcium titanate (CaTiO 3 ) zirconium titanate (ZrTiO 3 ) strontium titanate (SrTiO 3 ) based material, but have a temperature compensation rate of about -5,000 to at most about -6,000 ppm / ° C and a relative permittivity of about 200 to about 800. In some examples, a barium titanate (BaTiO 3 ) calcium zirconate (CaZrO 3 ) zinc oxide (ZnO) silicate (SiO 3 ) -based material having a temperature coefficient of capacitance (TCC) of about -5,000 to about -15,000 ppm / ° C, however, whose relative permittivity may be about 700 to about 1,100. In another example, a lead oxide (Pb 3 O 4 ) -strontium oxide (SrO) -calcium oxide (CaO) -titanium oxide (TiO 2 -) bismuth oxide (Bi 2 O 3 -) magnesia (MgO) -based material was used with a temperature coefficient of capacitance (TCC) of about -2,500 ppm / ° C and a relative permittivity of less than or equal to about 500. However, such materials may include toxic lead (Pb). In another example, a calcium titanate (CaTiO 3 ) lead titanate (PbTiO 3 ) lanthanum oxide (La 2 O 3 ) titanium oxide (TiO 2 ) -based material having a temperature coefficient of capacitance of about -8,700 ppm / ° C mentioned. However, its relative permittivity may be less than or equal to about 1,000, and Pb may also be included.

Die obige Information, die in diesem Abschnitt offenbart wurde, dient lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrundes der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der hierzulande einem Fachmann bereits bekannt ist.The above information disclosed in this section is only for the better understanding of the background of the invention and therefore may contain information that does not form the prior art, which is already known in this country to a person skilled in the art.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein dielektrisches Material zur Temperaturkompensation mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten und einer hohen Temperaturkompensationsrate bereit, ohne Blei zu enthalten; und ferner kann das dielektrische Material die Temperaturkompensation eines piezoelektrischen Ultraschallwellensensors in einem weiten Temperaturbereich optimieren, wodurch es eine Temperaturkompensationsvorrichtung verkleinern kann.An exemplary embodiment of the present invention provides a dielectric material for temperature compensation with a high dielectric constant and a high temperature compensation rate without containing lead; and further, the dielectric material can optimize the temperature compensation of a piezoelectric ultrasonic wave sensor in a wide temperature range, whereby it can downsize a temperature compensation device.

Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein dielektrisches Material zur Temperaturkompensation mit der Chemischen Formel 1 bereit.An exemplary embodiment of the present invention provides a dielectric material for temperature compensation with Chemical Formula 1.

Chemische Formel 1Chemical formula 1

  • (Bal-a-b-3c/2SraMgbLac)(Ti1-xSnx)O3 (Ba lab-3c / 2 Sr a Mg b La c ) (Ti 1-x Sn x ) O 3

In der obigen chemischen Formel 1 ist a gleich 0 ≤ a < 0,20; ist b gleich 0 < b < 0,05; ist c gleich 0 < c < 0,01; und ist x gleich 0 < x < 0,20.In the above chemical formula 1, a is 0 ≦ a <0.20; b is 0 <b <0.05; c is 0 <c <0.01; and x is 0 <x <0.20.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das dielektrische Material zur Temperaturkompensation einen negativen (–)-Wert eines Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) aufweisen, der aus der Gleichung 1 in den beiden Temperaturbereichen von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C erhalten wurde. Zudem kann der Temperaturkoeffizient der Kapazität ungefähr –5.000 bis ungefähr –30.000 ppm/°C betragen.In another exemplary embodiment, the dielectric material for temperature compensation may have a negative (-) value of a temperature coefficient of capacitance (TCC), which is from Equation 1 in the two temperature ranges from about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C was obtained. In addition, the temperature coefficient of the capacitance may be about -5,000 to about -30,000 ppm / ° C.

Gleichung 1Equation 1

  • Temperaturkoeffizient der Kapazität (TCC) (ppm/°C) = 106 × (CT – C25/C25)/(T – 25)Temperature coefficient of capacitance (TCC) (ppm / ° C) = 10 6 × (C T - C 25 / C 25 ) / (T - 25)

In Gleichung 1 bezeichnet T eine Temperatur in Celsius (°C), und CT und C25 bezeichnen jeweils die elektrostatische Kapazität bei jeweils Temperatur T und ungefähr 25°C. In Equation 1, T denotes a temperature in Celsius (° C), and C T and C 25 respectively denote the electrostatic capacity at each temperature T and approximately 25 ° C.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das dielektrische Material zur Temperaturkompensation eine relative Permittivität im Bereich von ungefähr 1.000 bis ungefähr 3.000 gemäß [Gleichung 2 (bei einer Referenztemperatur von 25°C) aufweisen.In another exemplary embodiment, the temperature compensation dielectric material may have a relative permittivity in the range of about 1,000 to about 3,000 according to [Equation 2 (at a reference temperature of 25 ° C).

Gleichung 2Equation 2

  • Relative Permittivität (K) = ε/ε0 Relative permittivity (K) = ε / ε 0

In Gleichung 2 bezeichnet ε eine Dielektrizitätskonstante eines dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation, und ε0 bezeichnet eine Dielektrizitätskonstante des Vakuums.In Equation 2, ε denotes a dielectric constant of a dielectric material for temperature compensation, and ε 0 denotes a dielectric constant of the vacuum.

Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation bereit, das das Herstellen eines Gemisches einschließlich Bariumcarbonat (BaCO3), Titandioxid (TiO2), Zinndioxid (SnO2), Lanthanoxid (La2O3) und Magnesiumoxid (MgO) und wahlweise Strontiumcarbonat (SrCO3) entsprechend einem Zusammensetzungsverhältnis, das in der chemischen Formel 1 bereitgestellt ist; und Sintern des Gemisches bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 1280 bis ungefähr 1360°C für ungefähr 1 bis ungefähr 3 Stunden umfasst.Another exemplary embodiment of the present invention provides a method of making a dielectric material for temperature compensation which comprises preparing a mixture including barium carbonate (BaCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), tin dioxide (SnO 2 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ). and magnesium oxide (MgO) and optionally strontium carbonate (SrCO 3 ) corresponding to a composition ratio provided in Chemical Formula 1; and sintering the mixture at a temperature in the range of about 1280 to about 1360 ° C for about 1 to about 3 hours.

Die vorliegende Erfindung stellt das dielektrische Material zur Temperaturkompensation bereit, das kein Blei enthält, jedoch eine hohe Dielektrizitätskonstante und eine hohe Temperaturkompensationsrate aufweist. Somit kann das dielektrische Material der vorliegenden Erfindung die Temperaturkompensation des piezoelektrischen Ultraschallwellensensors in einem weiten Temperaturbereich ohne Verwendung eines beschränkten Materials, d. h. Blei, optimieren und ferner die Temperaturkompensationsvorrichtung verkleinern.The present invention provides the dielectric material for temperature compensation which contains no lead but has a high dielectric constant and a high temperature compensation rate. Thus, the dielectric material of the present invention can control the temperature compensation of the piezoelectric ultrasonic wave sensor in a wide temperature range without using a limited material, i. H. Lead, optimize and further reduce the temperature compensation device.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugmäßig” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, wie er hierin benutzt wird, Motorfahrzeuge im Allgemeinen beinhaltet, wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich geländegängiger Sportwagen (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und andere mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge (z. B. Kraftstoffen, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst.It should be understood that the term "vehicle" or "vehicle-related" or other similar term as used herein includes motor vehicles in general, such as, for example, motor vehicles. Passenger cars including all-terrain sports cars (SUV), buses, trucks, various commercial vehicles, watercraft including a variety of boats and ships, aircraft and the like, and hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen powered vehicles, and others vehicles fueled by alternative fuels (eg fuels derived from resources other than oil).

Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von speziellen Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht begrenzen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen ”ein, eine” und ”der, die, das” ebenso die Pluralformen umfassen, wenn es der Zusammenhang nicht deutlich anders aufzeigt. Es ist ferner offensichtlich, dass die Ausdrücke ”umfasst” und/oder ”umfassend”, wenn sie in dieser Patentschrift verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder deren Gruppen ausschließen. Der Ausdruck ”und/oder”, wie er hierin verwendet wird, beinhaltet sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Begriffe.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms "a, a" and "the" are also meant to include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. It will further be understood that the terms "comprises" and / or "comprising" when used in this specification specify the presence of the specified features, integers, steps, operations, elements and / or components, but not the presence or absence thereof Add one or more features, integers, steps, operations, elements, components, and / or their groups. The term "and / or" as used herein includes all combinations of one or more of the associated listed terms.

Wenn nicht spezifisch aufgeführt oder aus dem Kontext offensichtlich, ist der Ausdruck ”ungefähr”, wie er hierin benutzt wird, als innerhalb eines Bereiches normaler Toleranz im Stand der Technik zu verstehen, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittels. ”Ungefähr” kann als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des aufgeführten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext ersichtlich, sind alle numerischen Werte, die hierin bereitgestellt werden, durch den Ausdruck ”ungefähr” modifiziert.Unless specifically stated or obvious from context, the term "about" as used herein is to be understood as within a range of normal tolerance in the art, for example, within 2 standard deviations of the mean. "About" can be considered within 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% or 0.01% of the listed value. Unless otherwise apparent from the context, all numerical values provided herein are modified by the term "about".

Hier nachfolgend werden Ausführungsformen detailliert beschrieben. Diese Ausführungsformen sind jedoch beispielhaft, und die Offenbarung ist nicht darauf begrenzt.Hereinafter, embodiments will be described in detail. However, these embodiments are exemplary, and the disclosure is not limited thereto.

In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein dielektrisches Material zur Temperaturkompensation ein Material sein, das durch die Chemische Formel l dargestellt wird.In an exemplary embodiment of the present invention, a temperature compensation dielectric material may be a material represented by Chemical Formula I.

Chemische Formel 1 Chemical formula 1

  • (Ba1-a-b-3c/2SraMgbLac)(Ti1-xSnx)O3 (Ba 1-ab-3c / 2 Sr a Mg b La c ) (Ti 1 -x Sn x ) O 3

In der Chemischen Formel 1 ist a gleich 0 ≤ a < 0.20, ist b gleich 0 < b < 0.05; ist c gleich 0 < c < 0.01; und ist x gleich 0 < x < 0.20. Ein Ultraschallwellensensor für ein Fahrzeug wird in einem Temperaturbereich von ungefähr –40 bis ungefähr 80°C betrieben. Um eine Temperaturverringerung auf die im Wesentlichen niedrige Temperatur unter Verwendung von BaTiO3-basiertem Material zu kompensieren, kann eine Curie-Temperatur (Tc) des BaTiO3 auf weniger als oder gleich ungefähr –40°C verringert werden. Wenn die Tc unter Verwendung von Strontium (Sr) verringert wird, kann sich eine Dielektrizitätskonstante bei Raumtemperatur verringern. Daher kann in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das BaTiO3-basierte Material zusammen mit Zinn (Sn) und Lanthan (La) verwendet werden. Somit kann die Tc verringert werden, und ein Verringerungseffekt einer Dielektrizitätskonstante kann reduziert werden. Ferner darf toxisches Material, wie etwa Blei (Pb), nicht verwendet werden, wodurch umweltfreundliche dielektrische Materialien zur Temperaturkompensation bereitgestellt werden.In Chemical Formula 1, a is 0 ≤ a <0.20, b is 0 <b <0.05; c is 0 <c <0.01; and x is 0 <x <0.20. An ultrasonic wave sensor for a vehicle is operated in a temperature range of about -40 to about 80 ° C. To compensate for a substantially lower temperature reduction in temperature using BaTiO 3 -based material, a Curie temperature (Tc) of the BaTiO 3 can be reduced to less than or equal to about -40 ° C. When the Tc is reduced by using strontium (Sr), a dielectric constant at room temperature may decrease. Therefore, in an exemplary embodiment of the present invention, the BaTiO 3 -based material may be used together with tin (Sn) and lanthanum (La). Thus, the Tc can be reduced, and a reduction effect of a dielectric constant can be reduced. Furthermore, toxic material such as lead (Pb) must not be used, thereby providing environmentally friendly dielectric materials for temperature compensation.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das dielektrische Material zur Temperaturkompensation mit der Zusammensetzung der Chemischen Formel I einen negativen (–)-Wert des Temperaturkoeffizienten der Kapazität in einem Temperaturbereich von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C aufweisen. Insbesondere kann der Temperaturkoeffizient der Kapazität ungefähr –5.000 bis ungefähr –30.000 ppm/°C betragen. Wenn das dielektrische Material zur Temperaturkompensation einen Temperaturkoeffizienten innerhalb des Bereiches aufweist, kann es ausgezeichnete Temperaturkompensationseigenschaften in einem weiten Temperaturbereich zwischen ungefähr –40 bis ungefähr 80°C aufweisen. Dementsprechend kann das dielektrische Material der vorliegenden Erfindung eine Temperaturkompensation eines piezoelektrischen Ultraschallwellensensors optimieren und ferner die Temperaturkompensationsvorrichtung verkleinern.In another exemplary embodiment, the temperature compensation dielectric material having the composition of the Chemical Formula I may have a negative (-) value of the temperature coefficient of capacitance in a temperature range of about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C , In particular, the temperature coefficient of the capacitance may be about -5,000 to about -30,000 ppm / ° C. When the temperature compensation dielectric material has a temperature coefficient within the range, it can have excellent temperature compensation characteristics in a wide temperature range between about -40 to about 80 ° C. Accordingly, the dielectric material of the present invention can optimize temperature compensation of a piezoelectric ultrasonic wave sensor and further reduce the temperature compensation device.

Zudem kann der Temperaturkoeffizient der Kapazität gemäß Gleichung 1 erhalten werden.In addition, the temperature coefficient of the capacitance can be obtained according to Equation 1.

Gleichung 1Equation 1

  • Temperaturkoeffizient der Kapazität (ppm/°C) = 106 × (CT – C25/C25)/(T – 25)Temperature coefficient of capacity (ppm / ° C) = 10 6 × (C T - C 25 / C 25 ) / (T - 25)

In Gleichung 1 bezeichnet T eine Temperatur (°C), und CT und C25 bezeichnen jeweils die elektrostatische Kapazität bei jeweils Temperatur T und ungefähr 25°C.In Equation 1, T denotes a temperature (° C), and C T and C 25 respectively denote the electrostatic capacity at each temperature T and about 25 ° C.

Zudem kann das dielektrische Material zur Temperaturkompensation eine relative Permittivität in einem Bereich von ungefähr 1.000 bis ungefähr 3.000 (bei einer Referenztemperatur von 25°C) aufweisen. Wenn das dielektrische Material zur Temperaturkompensation eine relative Permittivität innerhalb des Bereiches aufweist, kann es verbesserte Temperaturkompensationseigenschaften in einem weiten Temperaturbereich von ungefähr –40 bis ungefähr 80°C aufweisen. Dementsprechend kann das dielektrische Material der vorliegenden Erfindung die Temperaturkompensation eines piezoelektrischen Ultraschallwellensensors optimieren und ferner die Temperaturkompensationsvorrichtung verkleinern.In addition, the temperature compensation dielectric material may have a relative permittivity in a range of about 1,000 to about 3,000 (at a reference temperature of 25 ° C). When the temperature compensation dielectric material has a relative permittivity within the range, it can have improved temperature compensation characteristics in a wide temperature range of about -40 to about 80 ° C. Accordingly, the dielectric material of the present invention can optimize the temperature compensation of a piezoelectric ultrasonic wave sensor and further reduce the temperature compensation device.

Ferner kann die relative Permittivität gemäß Gleichung 2 bei einer Referenztemperatur von 25°C erhalten werden.Further, the relative permittivity according to Equation 2 can be obtained at a reference temperature of 25 ° C.

Gleichung 2Equation 2

  • Relative Permittivität (K) = ε/ε0 Relative permittivity (K) = ε / ε 0

In Gleichung 2 bezeichnet ε eine Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation, und ε0 bezeichnet eine Dielektrizitätskonstante des Vakuums.In Equation 2, ε denotes a dielectric constant of the dielectric material for temperature compensation, and ε 0 denotes a dielectric constant of the vacuum.

In der folgenden Tabelle 1 entsprechen die Zusammensetzungen 7, 8 und 10 bis 12 Beispielen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, während die Zusammensetzungen 1 bis 6 und 9 Vergleichsbeispielen gemäß herkömmlichen Materialien entsprechen. Zudem bezeichnen a, b, c und x in Tabelle 1 jeweils ein Zusammensetzungsverhältnis entsprechend jeweils dem Gehalt an Sr, Mg, La und Sn der Chemischen Formel 1.In the following Table 1, compositions 7, 8 and 10 to 12 correspond to examples according to exemplary embodiments of the present invention, while compositions 1 to 6 and 9 correspond to comparative examples according to conventional materials. In addition, a, b, c and x in Table 1 each denote a composition ratio corresponding respectively to the content of Sr, Mg, La and Sn of Chemical Formula 1.

Wie in der folgenden Tabelle 2 gezeigt ist, kann der jeweilige Gehalt an Sn, Sr, Mg und La innerhalb eines Bereiches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform so eingestellt werden, dass er bei Raumtemperatur eine relative Permittivität von ungefähr 1.500 bis ungefähr 2.500; und einen Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) von ungefähr –9.200 bis ungefähr –30.000 ppm/°C bei einer Temperatur von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C aufweist. Die relative Permittivität bei Raumtemperatur und der Temperaturkoeffizient der Kapazität können durch Erhöhen oder Verringern des Gehalts an Sn oder Sr innerhalb eines Bereiches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, falls notwendig, eingestellt werden. Dementsprechend kann das dielektrische Material zur Temperaturkompensation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kein Pb beinhalten, kann jedoch eine so hohe Dielektrizitätskonstante und einen hohen TCC von ungefähr –40 bis ungefähr 80°C aufweisen, dass die Abnahme der elektrostatischen Kapazität eines piezoelektrischen Sensors in einem weiten Temperaturbereich verglichen mit herkömmlichen dielektrischen Materialien effektiv kompensiert werden kann. As shown in the following Table 2, the respective contents of Sn, Sr, Mg, and La within a range according to an exemplary embodiment may be set to have a relative permittivity of about 1,500 to about 2,500 at room temperature; and a temperature coefficient of capacitance (TCC) of about -9,200 to about -30,000 ppm / ° C at a temperature of about -40 to about 25 ° C. The relative permittivity at room temperature and the temperature coefficient of capacity can be adjusted by increasing or decreasing the content of Sn or Sr within a range according to an exemplary embodiment, if necessary. Accordingly, the temperature compensation dielectric material according to an exemplary embodiment may not include Pb, but may have such a high dielectric constant and a high TCC of about -40 to about 80 ° C that compares the decrease in the electrostatic capacity of a piezoelectric sensor in a wide temperature range can be effectively compensated with conventional dielectric materials.

Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, ist die Tc nicht ausreichend niedrig, wenn lediglich Sr wie in den Zusammensetzungen 1 und 2 verwendet wird; der TCC kann jedoch verhältnismäßig hoch sein (z. B. oberhalb eines Schwellenwertes), selbst wenn a ungefähr 0,5 oder ungefähr 0,6 beträgt. Wenn jedoch der Gehalt an Sr wie in der Zusammensetzung 2 erhöht wird, kann sich die Dielektrizitätskonstante bei Raumtemperatur erheblich verschlechtern und kann für das Kompensationsmaterial der piezoelektrischen Vorrichtung nicht geeignet sein. Wenn lediglich Sn wie in den Zusammensetzungen 3 bis 5 beinhaltet ist, können die Zusammensetzungen, die lediglich Sn beinhalten, einen verhältnismäßig hohen TCC oder eine erheblich verschlechterte Dielektrizitätskonstante, ähnlich wie die Zusammensetzung, die nur Sr beinhaltet, aufweisen.As shown in Tables 1 and 2, Tc is not sufficiently low when only Sr is used as in Compositions 1 and 2; however, the TCC may be relatively high (eg, above a threshold) even when a is about 0.5 or about 0.6. However, when the content of Sr as in the composition 2 is increased, the dielectric constant at room temperature may deteriorate considerably and may not be suitable for the compensation material of the piezoelectric device. When only Sn is included as in compositions 3 to 5, the compositions containing only Sn may have a relatively high TCC or a significantly deteriorated dielectric constant, similar to the composition containing only Sr.

Die Zugabe von La kann das Partikelwachstum während des Sinterns unterdrücken und kann neben der Verringerung der Tc die erhebliche Verschlechterung einer Dielektrizitätskonstante verhindern. Wenn La zugegeben wird, ist der Gehalt an La, c, höher als oder gleich ungefähr 0,01; eine Sintereigenschaft kann sich deutlich verschlechtern, was einen sehr hohen dielektrischen Verlust verursacht. Wenn eine Sintertemperatur erhöht wird, kann sich der größte Teil des La jedoch in ein Partikel verfestigt und eine sehr geringe Wirkung haben. Dementsprechend kann der Gehalt an La gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Bereich von 0 < c < 0,01 liegen.The addition of La can suppress particle growth during sintering and, in addition to reducing Tc, can prevent the substantial deterioration of a dielectric constant. When La is added, the content of La, c, is greater than or equal to about 0.01; a sintering property may deteriorate significantly, causing a very high dielectric loss. However, when a sintering temperature is increased, most of the La may solidify into a particle and have a very small effect. Accordingly, the content of La according to an exemplary embodiment of the present invention may be in a range of 0 <c <0.01.

Die Zugabe von Mg kann die Tc verringern, eine Sintereigenschaft erhöhen und den TCC herabsetzen. Wenn Mg wie in der Zusammensetzung 6 nicht beinhaltet ist, kann eine Sinterdichte abnehmen, und ein dielektrischer Verlust kann sich erhöhen. Dementsprechend kann der Gehalt an Mg in einem Bereich von ungefähr 0 < b < 0,05 liegen, um eine deutliche Abnahme der relativen Permittivität zu verhindern. Das dielektrische Material zur Temperaturkompensation kann gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden.The addition of Mg can lower the Tc, increase a sintering property, and lower the TCC. If Mg is not included as in the composition 6, a sintering density may decrease and a dielectric loss may increase. Accordingly, the content of Mg may be in a range of about 0 <b <0.05 to prevent a marked decrease in relative permittivity. The dielectric material for temperature compensation can be manufactured according to the following method.

Das Gemisch, umfassend BaCO3, TiO2, SnO2, La2O3 und MgO, und wahlweise SrCO3, kann gemäß dem Bereich des Zusammensetzungsverhältnisses, der in der Chemischen Formel 1 bereitgestellt wird, hergestellt werden. Das erhaltene Gemisch kann zur Herstellung von synthetisiertem Pulver getrocknet und kalziniert und anschließend geformt und gesintert werden. Insbesondere kann das Sintern ungefähr 1 bis ungefähr 3 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 1280 bis ungefähr 1360°C durchgeführt werden. Insbesondere kann ein dielektrisches Material zur Temperaturkompensation, wie in Tabelle 1 bereitgestellt, hergestellt werden. Ein Gemisch, das BaCO3, TiO2, SnO2, SrCO3, La2O3 und MgO enthält, kann gemäß dem Zusammensetzungsverhältnis, wie in Tabelle 1 bereitgestellt, in einer Reibungsmühle durch Zugabe von deionisiertem Wasser und einem Dispergiermittel gleichförmig hergestellt werden. Das Gemisch kann vakuumgefiltert und bei ungefähr 80 bis ungefähr 120°C getrocknet werden. Das Dispergiermittel kann ein nicht-ionenbasiertes Dispergiermittel und Ähnliches in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 0,25% enthalten. Der getrocknete Kuchen wird zerbrochen und ungefähr 2 Stunden lang bei ungefähr 1.100°C kalziniert, um die Rohmaterialien zu synthetisieren. Nach dem Zerbrechen des kalzinierten Kuchens werden deionisiertes Wasser und das Dispergiermittel hinzugegeben, und das Gemisch kann in der Reibungsmühle pulverisiert, gefiltert und getrocknet werden, wodurch ein synthetisiertes Pulver hergestellt wird. Eine Polyvinylalkohol-(PVA-)Lösung von ungefähr 10 w/w % kann zu dem synthetisierten Pulver zugegeben werden.The mixture comprising BaCO 3 , TiO 2 , SnO 2 , La 2 O 3 and MgO, and optionally SrCO 3 can be prepared according to the range of the composition ratio provided in Chemical Formula 1. The resulting mixture may be dried and calcined to produce synthesized powder and then molded and sintered. In particular, the sintering may be carried out at a temperature of about 1280 to about 1360 ° C for about 1 to about 3 hours. In particular, a temperature compensation dielectric material as provided in Table 1 can be prepared. A mixture containing BaCO 3 , TiO 2 , SnO 2 , SrCO 3 , La 2 O 3 and MgO can be uniformly prepared according to the composition ratio as provided in Table 1 in a friction mill by adding deionized water and a dispersant. The mixture may be vacuum filtered and dried at about 80 to about 120 ° C. The dispersant may contain a non-ion-based dispersant and the like in a weight ratio of about 0.25%. The dried cake is broken and calcined at about 1100 ° C for about 2 hours to synthesize the raw materials. After the crushing of the calcined cake, deionized water and the dispersing agent are added, and the mixture may be pulverized, filtered and dried in the attrition mill, thereby preparing a synthesized powder. A polyvinyl alcohol (PVA) solution of about 10 w / w% can be added to the synthesized powder.

Das Gemisch kann zum Formen in Granulat sprühgranuliert werden, und das Granulat kann so gepresst und geformt werden, dass es einen Durchmesser von ungefähr 12 mm und eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweist. Dann kann das granulierte Gemisch 2 Stunden lang bei ungefähr 1.300°C bzw. ungefähr 1.340°C gesintert werden, um ein Pellet herzustellen. Beide Seiten des Pellets können mit Silberpaste bedruckt werden; das bedruckte Pellet kann getrocknet und bei ungefähr 820°C ungefähr 15 Minuten lang erhitzt werden, um eine Silberelektrode darauf anzubringen; und die Eigenschaften der Elektrode werden gemessen. Die elektrostatische Kapazität und der dielektrische Verlust der Elektrode werden bei 1 kHz und 1 V unter Verwendung eines LCR-Messgeräts (Agilent, 4263B) gemessen, und die Kompensationsrate des dielektrischen Materials wird bei einer Temperatur in einem Bereich von ungefähr –40 bis ungefähr 80°C in einem thermostatischen Ofen gemessen. Tabelle 1 Zusammensetzung Nr. a b c x Anmerkung 1 0,50 0 0 0 Vergleichsbeispiel 1 2 0,60 0 0 0 Vergleichsbeispiel 2 3 0 0 0 0,20 Vergleichsbeispiel 3 4 0 0 0 0,25 Vergleichsbeispiel 4 5 0 0 0 0,30 Vergleichsbeispiel 5 6 0,08 0 0,006 0,10 Vergleichsbeispiel 6 7 0,08 0,005 0,005 0,10 Beispiel 1 8 0,08 0,005 0,0075 0,10 Beispiel 2 9 0,08 0,005 0,01 0,10 Vergleichsbeispiel 7 10 0,08 0,005 0,0083 0,10 Example3 11 0,08 0,005 0,0065 0,125 Example4 12 0,08 0,005 0,0065 0,15 Example5 Tabelle 2

Figure DE102014217742A1_0001
The mixture may be spray granulated for molding into granules, and the granules may be pressed and shaped to have a diameter of about 12 mm and a thickness of about 1 mm. Then, the granulated mixture may be sintered at about 1300 ° C or about 1340 ° C for 2 hours to prepare a pellet. Both sides of the pellet can be printed with silver paste; the printed pellet can be dried and heated at about 820 ° C for about 15 minutes to place a silver electrode thereon; and the properties of the electrode are measured. The electrostatic capacity and the dielectric loss of the electrode are used at 1 kHz and 1V of an LCR meter (Agilent, 4263B), and the rate of compensation of the dielectric material is measured at a temperature in a range of about -40 to about 80 ° C in a thermostatic oven. Table 1 Composition no. a b c x annotation 1 0.50 0 0 0 Comparative Example 1 2 0.60 0 0 0 Comparative Example 2 3 0 0 0 0.20 Comparative Example 3 4 0 0 0 0.25 Comparative Example 4 5 0 0 0 0.30 Comparative Example 5 6 0.08 0 0,006 0.10 Comparative Example 6 7 0.08 0.005 0.005 0.10 example 1 8th 0.08 0.005 0.0075 0.10 Example 2 9 0.08 0.005 0.01 0.10 Comparative Example 7 10 0.08 0.005 0.0083 0.10 Example3 11 0.08 0.005 0.0065 0,125 Example4 12 0.08 0.005 0.0065 0.15 Example5 Table 2
Figure DE102014217742A1_0001

Da Vergleichsbeispiel 1 eine sehr hohe Tc von ungefähr –27°C aufweist, können die TCCs in Tabelle 1 nicht bereitgestellt werden. Da die Vergleichsbeispiele 6 und 7 unzureichende Sintereigenschaften zeigen, wurde ferner deren TCC nicht gemessen. Zudem können die TCC-Werte in Tabelle 2 gemäß Gleichung 1 berechnet werden, und die K-Werte können gemäß Gleichung 2 berechnet werden.Since Comparative Example 1 has a very high Tc of about -27 ° C, the TCCs in Table 1 can not be provided. Further, since Comparative Examples 6 and 7 show insufficient sintering properties, their TCC was not measured. In addition, the TCC values in Table 2 can be calculated according to Equation 1, and the K values can be calculated according to Equation 2.

Mit Bezug auf Tabellen 1 und 2 zeigt im Gegensatz zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 jedes der Beispiele 1 bis 10 bei Verwendung eines dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Temperaturkoeffizienten der Kapazität im Bereich von ungefähr –5.000 bis ungefähr –30.000 ppm/°C in den beiden Temperaturbereichen von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C und eine relative Permittivität von ungefähr 1.000 bis ungefähr 3.000. Dementsprechend können die Beispiele 1 bis 10 die Temperaturkompensation eines piezoelektrischen Ultraschallwellensensors in einem weiten Temperaturbereich optimieren und ferner die Temperaturkompensationseinrichtung verkleinern.With reference to Tables 1 and 2, in contrast to Comparative Examples 1 to 7, each of Examples 1 to 10 using a temperature compensation dielectric material according to an exemplary embodiment of the present invention exhibits the temperature coefficient of capacitance in the range of approximately -5,000 to approximately -30,000 ppm / ° C in the two temperature ranges from about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C and a relative permittivity of about 1,000 to about 3,000. Accordingly, Examples 1 to 10 can optimize the temperature compensation of a piezoelectric ultrasonic wave sensor in a wide temperature range and further reduce the temperature compensation device.

Wenn die Sintertemperatur mehr als ungefähr 1360°C beträgt, kann zudem eine neue Phase gebildet werden, und der TCC erhöht sich. Wenn die Sintertemperatur weniger als ungefähr 1280°C beträgt, kann das Sintern indessen unzureichend sein und einen unangemessen hohen dielektrischen Verlust verursachen.In addition, if the sintering temperature is more than about 1360 ° C, a new phase can be formed and the TCC increases. However, if the sintering temperature is less than about 1280 ° C, the sintering may be insufficient and cause an unduly high dielectric loss.

Während diese Offenbarung in Verbindung damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche abzudecken.While this disclosure has been described in conjunction with what is presently considered exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements within the spirit and scope of the appended claims ,

Claims (5)

Dielektrisches Material zur Temperaturkompensation der Chemischen Formel 1: (Ba1-a-b-3c/2SraMgbLac)(Ti1-xSnx)O3 wobei in der Chemischen Formel 1 a gleich 0 ≤ a < 0.20 ist; b gleich 0 < b < 0,05 ist; c gleich 0 < c < 0,01 ist; und x gleich 0 < x < 0,20 ist.Dielectric material for temperature compensation of Chemical Formula 1: (Ba 1-ab-3c / 2 Sr a Mg b La c ) (Ti 1 -x Sn x ) O 3 wherein in Chemical Formula 1 a is 0 ≤ a <0.20; b is 0 <b <0.05; c is 0 <c <0.01; and x is 0 <x <0.20. Dielektrisches Material zur Temperaturkompensation nach Anspruch 1, wobei das dielektrische Material einen negativen (–)-Wert eines Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) gemäß Gleichung 1 in den beiden Temperaturbereichen von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C aufweist; Temperaturkoeffizient der Kapazität (TCC) (ppm/°C) = 106 × (CT – C25/C25)/(T – 25); und wobei in Gleichung 1 T eine Temperatur (°C) bezeichnet und CT und C25 jeweils die elektrostatische Kapazität bei jeweils Temperatur T und 25°C bezeichnen.The dielectric material for temperature compensation of claim 1, wherein the dielectric material has a negative (-) value of a temperature coefficient of capacitance (TCC) according to Equation 1 in the two temperature ranges of about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C having; Temperature coefficient of capacitance (TCC) (ppm / ° C) = 10 6 × (C T - C 25 / C 25 ) / (T - 25); and wherein in equation 1 T denotes a temperature (° C) and C T and C 25 respectively denote the electrostatic capacity at each temperature T and 25 ° C. Dielektrisches Material zur Temperaturkompensation nach Anspruch 2, wobei das dielektrische Material den Temperaturkoeffizienten der Kapazität (TCC) von ungefähr –5.000 bis ungefähr –30.000 ppm/°C gemäß Gleichung 1 in den beiden Temperaturbereichen von ungefähr –40 bis ungefähr 25°C und ungefähr 25 bis ungefähr 80°C aufweist.The dielectric material for temperature compensation according to claim 2, wherein the dielectric material has the temperature coefficient of capacitance (TCC) of about -5,000 to about -30,000 ppm / ° C according to equation 1 in the two temperature ranges of about -40 to about 25 ° C and about 25 to about 80 ° C. Dielektrisches Material zur Temperaturkompensation nach Anspruch 1, wobei das dielektrische Material eine relative Permittivität von ungefähr 1.000 bis ungefähr 3.000 gemäß Gleichung 2 bei einer Referenztemperatur von 25°C aufweist: Relative Permittivität (K) = ε/ε0; wobei in Gleichung 2 ε eine Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation bezeichnet und ε0 eine Dielektrizitätskonstante des Vakuums bezeichnet.The dielectric material for temperature compensation of claim 1, wherein the dielectric material has a relative permittivity of about 1,000 to about 3,000 according to equation 2 at a reference temperature of 25 ° C: Relative permittivity (K) = ε / ε 0 ; wherein in equation 2 ε denotes a dielectric constant of the dielectric material for temperature compensation and ε 0 denotes a dielectric constant of the vacuum. Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Materials zur Temperaturkompensation, umfassend: Herstellen eines Gemisches, das Bariumcarbonat (BaCO3), Titandioxid (TiO2), Zinndioxid (SnO2), Lanthanoxid (La2O3) und Magnesiumoxid (MgO) und wahlweise Strontiumcarbonat (SrCO3) in einem Zusammensetzungsverhältnis, das in der Chemischen Formel 1 bereitgestellt ist, enthält; und Sintern des Gemisches bei einer Temperatur von ungefähr 1280 bis ungefähr 1360°C für ungefähr 1 bis 3 Stunden: (Ba1-a-b-3c/2SraMgbLac)(Ti1-xSnx)O3 wobei a gleich 0 ≤ a < 0.20 ist; b gleich 0 < b < 0.05 ist; c gleich 0 < c < 0.01 ist; und x gleich 0 < x < 0.20 ist.A method of making a temperature compensating dielectric material comprising: preparing a mixture comprising barium carbonate (BaCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), tin dioxide (SnO 2 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), and magnesium oxide (MgO) and optionally strontium carbonate ( SrCO 3 ) in a composition ratio provided in Chemical Formula 1; and sintering the mixture at a temperature of about 1280 to about 1360 ° C for about 1 to 3 hours: (Ba 1 -ab-3c / 2 Sr a Mg b La c ) (Ti 1 -x Sn x ) O 3 wherein a is 0 ≤ a <0.20; b is 0 <b <0.05; c is 0 <c <0.01; and x is 0 <x <0.20.
DE102014217742.1A 2013-12-09 2014-09-04 DIELECTRIC MATERIAL FOR TEMPERATURE COMPENSATION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Active DE102014217742B4 (en)

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