DE2053889A1 - Ceramic dielectric - prepd from titanates and/or stannates of barium and bismuth - Google Patents
Ceramic dielectric - prepd from titanates and/or stannates of barium and bismuthInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur HerstellunS eines keramischen Dielektrikums.Process for the production of a ceramic dielectric.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Dieletrikums mit einer Dielektrizitätskonstanten von etwa 700 bis 2000 auf der Basis von Bariuatitanat und Bariumstannat.The present invention relates to a method of manufacture a ceramic dielectric with a dielectric constant of about 700 until 2000 based on barium titanate and barium stannate.
Bei keramischen Dielektrika wird immer mehr die Forderung gestellt, dass sich ihre elektrischen und mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von den einzelnen Betriebszuständen wie Spannung, Frequenz, Temperatur, Betriebszeit nur sehr wenig ändern.In the case of ceramic dielectrics, there is more and more demand that their electrical and mechanical properties depend on the individual operating states such as voltage, frequency, temperature, operating time only change very little.
Ein keramisches Dielektrikum auf der Basis von Bariumtitanat und Bariumstannat ist aus der deutschen Patentschrift 909 819 bekannt. Dieses besitzt jedoch in einem Fall in einem Temperaturbereich von 20 0C bis 130 0C einen £-Wert zwischen 3580 und 8950 und in einem zweiten in einer Tabelle aufgeführten Fall bei den angegebenen Temperaturen einen s-Wert zwischen 7720 und 1940. Ausserdem gibt diese Literaturstelle keine Hinweise auf die sonstigen Eigenschaften, wie insbesondere Langzeitverhalten ohne und mit Betriebsspannung, Gleichspannungsabhängigkeit der Kapazität von der Frequenz und Durchschlagsfestigkeit.A ceramic dielectric based on barium titanate and barium stannate is known from German patent specification 909 819. However, this has in one If in a temperature range from 20 0C to 130 0C a £ value between 3580 and 8950 and in a second case listed in a table with the specified Temperatures have an s value between 7720 and 1940. This reference also gives no references to the other properties, such as long-term behavior in particular with and without operating voltage, DC voltage dependence of the capacitance on the Frequency and dielectric strength.
Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Dielektrikum mit einem g von etwa 700 bis 2000 zu schaffen, das hohe Spannungen aushält, und zwar auch über sehr lange Zeit, wobei gleichzeitig der c-Wert möglichst erhalten bleibt. Ausserdem soll der Isolationswiderstand und der Verlustfaktor auch bei hohen Temperaturen nach Möglichkeit konstant bleiben.The object of the invention is to be achieved, a dielectric with a g of around 700 to 2000 that can withstand high stresses, and over a very long period of time, while maintaining the c-value as much as possible remain. In addition, the insulation resistance and the loss factor should also be high Temperatures remain constant if possible.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Oxide von Barium, Zinn, Titan und Wismut entsprechend einer Endzusammensetzung von 55 - 85 Gew.-% BaTiO3, 5 - 20 Gew.-% BaSn03 und 0,5 - 5 Gew.-% Bi203 und/oder einem Zusatz einer Mischung von Bi203 und DiO2 und/oder 51102 und/oder ZrO2 mit den Anteilen der einzelnen Zusätze von 1,2 - 20 Gew.-,°S Bi203, 0,6 - 10 ' TiO2, o,9 - 15 ' Sn02, 0,8 - 13 ZrO2, wobei der Anteil von Ti02 und/oder SnO2 und/oder ZrO2 höchstens 1 io über der zur Bildung von Bi2(Ti03)3 und/oder Bi2(SnO3)3 und/ oder Bi2(ZrO3)) erforderlichen Menge beträgt oder Bestandteile, die diese Verbindungen zu bilden vermögen, gemischt, anschliessend in die gewünschte Form gepresst, gewalzt oder gegossen und hierauf, falls erforderlich, geschnitten oder gestanzt und dann, gegebenenfalls nach einem Trockenprozess, bei 1150 bis 12500C dichtgesintert werden.According to the invention, this object is achieved in that the oxides of barium, tin, titanium and bismuth corresponding to a final composition of 55 - 85 wt .-% BaTiO3, 5-20 wt .-% BaSn03 and 0.5-5 wt .-% Bi203 and / or one Addition of a mixture of Bi203 and DiO2 and / or 51102 and / or ZrO2 with the proportions of the individual additions of 1.2 - 20 wt .-, ° S Bi203, 0.6 - 10 'TiO2, o, 9-15 'Sn02, 0.8-13 ZrO2, whereby the proportion of Ti02 and / or SnO2 and / or ZrO2 at most 1 io above that for the formation of Bi2 (Ti03) 3 and / or Bi2 (SnO3) 3 and / or Bi2 (ZrO3)) is the required amount or components that these compounds able to form, mixed, then pressed into the desired shape, rolled or cast and then, if necessary, cut or punched and then, if necessary, after a drying process, are densely sintered at 1150 to 12500C.
Als eine besonders günstige Zusammensetzung für ein Dielektrikum mit einem geforderten 6 von ca. 1000 und den gewünschten guten Eigenschaften hat sich folgende Mischung herausgestellt: Es wurden 72,5 Gew.-% BaTiO3, 14,2 Gew.-% BaSnO3 und 13,3 Gew.-,ó Bi2(TiO3)3 unter Zusatz von Methylcellulose und/oder ähnlichen organischen Verbindungen mit Plastifizierungseigenschaften als Plastifiierungsmittel innig gemisßht, anschliessend durch Pressen unter einem Druck von ca. 2 t/cm2 Körper in Plättchen-, Scheiben- oder Röhrchenform oder dergl. hergestellt, die nach einer Trocknung bei etwa 600C innerhalb von ca. 4 Std. auf 12000C erhitzt und 1 Std. auf dieser Temperatur gehalten wurden. Danach wurde in ca. 12 Std. langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die dichtgesinterten Keramikkörper wurden auf den gegenüberliegenden Seiten in herkömmlicher Weise versilbert.As a particularly favorable composition for a dielectric with a required 6 out of approx. 1000 and the desired good properties the following mixture was shown: 72.5% by weight of BaTiO3, 14.2% by weight of BaSnO3 and 13.3 wt .-, ó Bi2 (TiO3) 3 with the addition of methyl cellulose and / or similar organic compounds with plasticizing properties as plasticizers intimately measured, then by pressing under a pressure of approx. 2 t / cm2 body In platelet, disc or tube shape or the like. Manufactured after a Drying at approx. 600C within approx. 4 hours heated to 12000C and 1 hour on this temperature were maintained. It was then slowly brought to room temperature in about 12 hours cooled down. The densely sintered ceramic bodies were placed on the opposite Pages silver-plated in the conventional way.
Die so hergestellten Keramikkörper hatten einen £-Wert von etwa 1000,
eine Gleichspannungsabhängigkeit von kleiner als 2 % bei einer Feldstärke zwischen
Null und 1000 V/mm, eine £-Wert-Abnahme von unter 6 % nach 10.000 Stunden bei einer
Betriebsspannung von
Für die Herstellung des keramischen Dielektrikums können anste]le der oder einiger vorgefertigter Titanate und des Stannats auch die Ausgangsprodukte, also BaO z.B. als BaC03, TiO2, Sn02, Bi203 oder andere Verbindungen, die die gewünschte Zusammensetzung der erfindungagemässen Keramik ergeben, Verwendung finden. Dabei kann es zweckmässig sein, einen Zwischenbrand vorzunehmen, das Produkt fein zu srnalten und aus diesem dann das Endprodukt herzustellen.For the production of the ceramic dielectric, there are options the or some prefabricated titanates and the stannate also the starting products, So BaO e.g. as BaC03, TiO2, Sn02, Bi203 or other compounds that have the desired Composition of the ceramic according to the invention, find use. Included it may be useful to carry out an intermediate firing to finely age the product and then manufacture the end product from this.
Anhand der Zeichnung sind die elektrischen Eigenschaften in den Diagrammen graphisch dargestellt.Based on the drawing, the electrical properties are in the diagrams graphically represented.
Geringe zusätzliche Verbesserungen der erzielten Eigenschaften treten noch auf, wenn der Keramik etwa 0,5 - 3 Gew.-% CeO2 und/ oder 0,5 - 3 Gew.- Nb205, gegebenenfalls als Kaliumniobat, zugesetzt werden.Slight additional improvements in the properties achieved occur still on if the ceramic contains about 0.5-3% by weight CeO2 and / or 0.5-3% by weight Nb205, optionally be added as potassium niobate.
Das entsprechende gilt, wenn Wismutoxid (BioO) auch in nicht gebundener Form im Dielektrikum vorliegt.The same applies if bismuth oxide (BioO) is also in unbound Form is present in the dielectric.
Bei entsprechender änderung der Zusammensetzung der erfindungsgemäss angegebenen Verbindungen in den genannten Grenzen treten änderungen der Dielektrizitätskonstante von höchstens 10 % auf bei Langzeitverhalten, z.B. bei Lagerung und Dauerbelastung.With a corresponding change in the composition of the invention specified compounds within the specified limits, changes in the dielectric constant occur from a maximum of 10% to with long-term behavior, e.g. during storage and permanent load.
Der tg # bleibt dabei in den Grenzen von etwa 1.10-³ bis 15.10 erhalten.The tg # remains within the limits of about 1.10-³ to 15.10.
Aus dem Dielektrikum können in bekannter Weise Scheibchen, Röhrchen, Plättchen oder Blöcke usw. gepresst werden oder es können Folien gewalzt oder gegossen werden, die dann durch Zuschneiden auf die gewünschte Form gebracht werden können.Disks, tubes, Platelets or blocks etc. can be pressed or foils can be rolled or cast which can then be cut to the desired shape.
Aus den Folienabschnitten können auch Stapelkondensatoren, z.B. durch Bestreichen mit die Brenntemperatur aushaltenden Elektrodenpasten hergestellt werden.Stack capacitors, e.g. through Spread with electrode pastes that can withstand the firing temperature.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702053889 DE2053889A1 (en) | 1970-11-03 | 1970-11-03 | Ceramic dielectric - prepd from titanates and/or stannates of barium and bismuth |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19702053889 DE2053889A1 (en) | 1970-11-03 | 1970-11-03 | Ceramic dielectric - prepd from titanates and/or stannates of barium and bismuth |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2053889A1 true DE2053889A1 (en) | 1972-07-20 |
Family
ID=5786958
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DE19702053889 Pending DE2053889A1 (en) | 1970-11-03 | 1970-11-03 | Ceramic dielectric - prepd from titanates and/or stannates of barium and bismuth |
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Country | Link |
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DE (1) | DE2053889A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103693955A (en) * | 2013-07-05 | 2014-04-02 | 宝鸡宇鑫电子有限公司 | Ceramic material of ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
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1970
- 1970-11-03 DE DE19702053889 patent/DE2053889A1/en active Pending
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CN103693955A (en) * | 2013-07-05 | 2014-04-02 | 宝鸡宇鑫电子有限公司 | Ceramic material of ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
CN103693955B (en) * | 2013-07-05 | 2014-11-26 | 宝鸡宇鑫电子有限公司 | Ceramic material of ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
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