DE2361230B2 - Ceramic dielectric - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein keramisches Dielektrikum mit einem überwiegenden Anteil an Barium- und Strontiumtitanaten und einem Zusatz von Wismutoxyd. The invention relates to a ceramic dielectric with a predominant proportion of barium and Strontium titanates and an addition of bismuth oxide.
Keramische Dielektrika finden beispielsweise in Vorrichtungen und/oder Schaltkreisen Verwendung, wo hohe Wechselspannungen auftreten: etwa in Unterbrechern, Halterungen, Durchführungen, zur Absorption der Wanderwellenspannung in Ubertragungssystemen als Spannungsteiler in impulsspannungsmessenden Vorrichtungen. Keramische Dielektrika werden zudem bei hohen Gleichspannungen eingesetzt, beispielsweise bei spannungsvervielfachenden Gleichrichtern von Fernsehempfängern oder Oszilloskopen. Ceramic dielectrics are used, for example, in devices and / or circuits where high alternating voltages occur: for example in breakers, brackets, bushings, for absorption the traveling wave voltage in transmission systems as a voltage divider in pulse voltage measuring Devices. Ceramic dielectrics are also used at high DC voltages, for example, in voltage-multiplying rectifiers for television receivers or oscilloscopes.
Für all diese Anwendungen sollten die keramischen Dielektrika eine hohe Dielektrizitätskonstante, niedrigen dielektrischen Verlust, geringe Variation der dielektrischen Kenndaten mit der angelegten Spannung und eine hohe Durchbruchsfestigkeit aufweisen.For all of these applications, the ceramic dielectrics should have a high, low dielectric constant dielectric loss, little variation in dielectric characteristics with applied voltage and have a high breakdown resistance.
Die bisher bekannten keramischen Dielektrika, die in den obenerwähnten Vorrichtungen oder Schaltkreisen verwendet werden, bestehen in der Hauptsache aus Bariumtitanat und kleinen Mengen anderer Materialien, z. B. aus Titanaten und Stannaten.The previously known ceramic dielectrics used in the above-mentioned devices or circuits are mainly composed of barium titanate and small amounts of others Materials, e.g. B. from titanates and stannates.
So ist aus der deutscher, Auslegeschrift 1124109 ein keramisches Dielektrikum der eingangs genannten Art bekannt, dem verschiedene Metalloxyde bis zu einer Menge von 10% zugemischt sein können. Die so entstandenen Materialien werden aber bereits in dieser Vorveröffentlichung als zu grob kristallin bezeichnet. Eine dichte Sinterung ist nicht möglich. Die sich einstellenden elektrischen Kenndaten sind demzufolge unzureichend.So is from the German, Auslegeschrift 1124109 a ceramic dielectric of the type mentioned is known, the various metal oxides up to can be admixed in an amount of 10%. The materials created in this way are already used in this prior publication referred to as too coarsely crystalline. Dense sintering is not possible. The resulting electrical characteristics are therefore inadequate.
ίο Aus der USA.-Patentschrift 24 69 584 ist ein Dielektrikum mit den Hauptbestandteilen Bariumtitanat, Strontiumtitanat und Kalziumtitanat bekannt. Zur Verbesserung der Dielektrizitätskonstante, des Verlustfaktors und der Sintertemperatur wird Manganoxyd beigegeben. Die Struktur der Masse bleibt jedoch grobkörnig mit den oben beschriebenen nachteiligen Folgen.ίο From the USA patent specification 24 69 584 is a dielectric known with the main components barium titanate, strontium titanate and calcium titanate. To the Improvement of the dielectric constant, the dissipation factor and the sintering temperature becomes manganese oxide added. The structure of the mass, however, remains coarse-grained with the disadvantages described above Follow.
Schließlich ist aus der USA.-Patentschrift 33 52 697 ein Dielektrikum auf der Basis von Strontiumtitanat
bekannt, dem in verhältnismäßig großen Mengen das teure Wismutoxyd zugegeben werden muß. Dabei
wird nur eine verhältnismäßig kleine Dielektrizitätskonstante erzielt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einem keramischen Dielektrikum der eingangs
genannten Art eine Zusammensetzung aufzuzeigen, die — insbesondere durch bewilfHe Steuerung
der Körnigkeit — gleichzeitig hohe Dielektrizitätskonstante, geringen dielektrischen Verlust, hohe
Durchbruchsfestigkeit, günstiges elektrostriktives Verhalten und geringe Variation der dielektrischen Kenndaten
mit der angelegten Spannung gewährleistet.Finally, from US Pat. No. 33 52 697, a dielectric based on strontium titanate is known to which the expensive bismuth oxide must be added in relatively large quantities. Only a relatively small dielectric constant is achieved here.
The object of the present invention is to use a ceramic dielectric of the type mentioned at the outset to show a composition which - in particular by controlling the granularity - at the same time high dielectric constant, low dielectric loss, high breakdown strength, favorable electrostrictive behavior and low variation in the dielectric Characteristic data guaranteed with the applied voltage.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.This object is achieved by the invention described in claim 1. Advantageous further training and exemplary embodiments are shown in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert; es zeigtThe present invention will now be further elucidated with reference to the following description and the drawing explained; it shows
F i g. 1 die Veränderungen des dielektrischen Verlustfaktors tan δ (in Prozent) von keramischen Dielektrika sowohl nach dem Stande der Technik als auch nach der vorliegenden Erfindung bei Veränderung des angelegten Wechselspannungsgradienten (in V'mm),F i g. 1 the changes in the dielectric loss factor tan δ (in percent) of ceramic dielectrics both according to the state of the art and according to the present invention when the applied AC voltage gradient changes (in V'mm),
F i g. 2 die Veränderungen des charakteristischen Verhältnisses .IcZc1 (in Prozent) von keramischen Dielektrika sowohl nach dem Stande der Technik als auch nach der vorliegenden Erfindung bei Variation des angelegten Wechselspannungsgradienten (in V/mm).F i g. 2 shows the changes in the characteristic ratio .IcZc 1 (in percent) of ceramic dielectrics both according to the prior art and according to the present invention with variation of the applied alternating voltage gradient (in V / mm).
Eine vorher bestimmte Menge Strontiumcarbonat 5S (SrCO3) und eine vorher bestimmte Menge Titandioxyd (TiO2) werden gemischt und bei 115O0C 2 Stunden lang vorgesintert. Dann wird die vorgesinterte Mischung in Pulver zermahlen. wobei man Strontiumtitanat (SrTiO3) erhält. SrTiO3. TiO2. Bi2O3 <io und BaO (kann mit BaCO3 ausgetauscht werden) werden dann mit den Gewichtsverhältnissen (Prozent), wie in den Spalten 1 und 2 der Tabelle I bezeichnet, gemischt. Nach Hinzufügen von Bindemitteln wird die erhaltene Mischung gepreßt und in Scheiben von öS 16.5 mm Durchmesser und 1,0 mm Dicke unter einem Druck von 2000 kg/cm2 geformt. Dann werden die geformten Körper 2 Stunden lang zwischen 1100 und 13000C gesintert, wodurch man gesinterte kera-A predetermined amount of strontium carbonate 5S (SrCO 3 ) and a predetermined amount of titanium dioxide (TiO 2 ) are mixed and pre-sintered at 115O 0 C for 2 hours. Then the presintered mixture is ground into powder. whereby strontium titanate (SrTiO 3 ) is obtained. SrTiO 3 . TiO 2 . Bi 2 O 3 <io and BaO (can be exchanged for BaCO 3 ) are then mixed with the weight ratios (percent) as indicated in columns 1 and 2 of Table I. After binding agents have been added, the mixture obtained is pressed and shaped into disks with a diameter of 16.5 mm and a thickness of 1.0 mm under a pressure of 2000 kg / cm 2. Then the shaped bodies are sintered for 2 hours between 1100 and 1300 0 C, whereby sintered ceramic
mische Körper erhält. Dann werden die gegenüberliegenden Seiten des resultierenden Keramikkörpers mit Silber-Elektrodenpaste bemalt. Nach der Bemalung mit Silber-Elektrodenpaste vxd der Keramikkörper in Luft auf ungefähr 800" C erwärmt. Auf diese Weise wird das aufgemalte Silber-Elektrodenmaterial auf die Flächen des Keramikkörpers aufplattier;.get mixed body. Then the opposite Sides of the resulting ceramic body painted with silver electrode paste. After painting with silver electrode paste vxd the ceramic body is heated in air to about 800 "C. On this In this way, the painted silver electrode material is plated onto the surfaces of the ceramic body.
Die Spalte 1 von Tabelle I zeigt in Gewichtsprozent verschiedene Verhältnisse der Materialien SrTiO3, Bi1O3, TiO2 und BaTiO3 bei achtzehn Proben, die nach demselben, obenerwähnten Verfahren hergestellt wurden. Die Spalte 2 von Tabelle I zeigt die Zusammensetzungen (in Gewichtsprozent) der keramischen Dielektrika der entsprechenden Proben in Oxyden ausgedrückt (diese Oxyde sind SrO, Bi2O3, TiO2 und BaO). Die Spalten 3,4,5 und 6 von Tabelle I zeigen die verschiedenen elektrischer. Kennwerte der entsprechenden Proben. Die dielektrische Konstante ε bei einer Wechselspannung von 5 Volt und einem kHz, der dielektrische Verlustfaktor tano in Prozent bei einer Wechselspannung von 5 Volt und einem kHz, die Veränderungsverhältnisse der Kenndaten AcJc1 in Prozent und AcJc2 in Prozent bei einer effektiven Wechselspannung von 0,5 kV/mm und die Veränderungsverhältnisse der Kenndaten AcJc1 in Prozent bei einer Gleichspannung von 1,5 kV/mm der entsprechenden Proben sind in den Spalten 3,4, 5 bzw. 6 gezeigt. Die Veränderungsverhältnisse der Kenndaten Λ eic, und JcC2 in Tabelle I sind folgendermaßen definiert.Column 1 of Table I shows, in percent by weight, various ratios of the materials SrTiO 3 , Bi 1 O 3 , TiO 2 and BaTiO 3 in eighteen samples which were produced by the same method mentioned above. Column 2 of Table I shows the compositions (in percent by weight) of the ceramic dielectrics of the respective samples expressed in oxides (these oxides are SrO, Bi 2 O 3 , TiO 2 and BaO). Columns 3, 4, 5 and 6 of Table I show the various electrical. Characteristic values of the corresponding samples. The dielectric constant ε with an alternating voltage of 5 volts and one kHz, the dielectric loss factor tano in percent with an alternating voltage of 5 volts and one kHz, the change ratios of the characteristics AcJc 1 in percent and AcJc 2 in percent with an effective alternating voltage of 0, 5 kV / mm and the change ratios of the characteristic data AcJc 1 in percent at a direct voltage of 1.5 kV / mm for the corresponding samples are shown in columns 3, 4, 5 and 6, respectively. The change ratios of the characteristics Λ eic, and JcC 2 in Table I are defined as follows.
Ice,Ice,
_ fjbe^ 5 YJLkHzJ - Mbei O.SkVmm. 50Hz oder 1.5 kV mm Gleichspannung) _ fjbe ^ 5 YJLkHzJ - Mbei O.SkVmm. 50Hz or 1.5 kV mm DC voltage)
y (bei 5 V. 1 kHz) 100. y (at 5 V. 1 kHz) 100.
_ tan δ (bei 5 V. ]_k_Hz)_-_tan δ (bei 0.5 kV mm. 50 Hz. oder 1.5 kV mm Gleichspannung) U'Cl-~ " tan δ (beil V. 1 kHz)_ tan δ ( at 5 V.] _k_Hz) _-_ tan δ (at 0.5 kV mm. 50 Hz. or 1.5 kV mm DC voltage) U ' Cl - ~ "tan δ (at V. 1 kHz)
In Tabelle 1 ist festzuhalten, daß die Proben 1 und 15 außerhalb der vorliegenden Erfindung liegen und die Proben 19, 20 und 21 Beispiele für den Stand der Technik sind. Diese Proben wurden in die Tabelle I zum Vergleich eingeführt.It should be noted in Table 1 that Samples 1 and 15 are outside the present invention and samples 19, 20 and 21 are examples of prior art Technology are. These samples were included in Table I for comparison.
ρ i g. 1 zeigt die Veränderung des dielektrischen Verlustfaktors tan δ (in Prozent) des keramischen Dielektrikums der Probe 8 gemäß der vorliegenden Erfindung; die Veränderungen des dielektrischen Verlustfaktors tan <5 (in Prozent) der Proben 1 und 15, die außerhalb der vorliegenden Erfindung liegen, und die Veränderungen des dielektrischen Verlustfaktors tan δ (in Prozent) der Proben 19, 20 und 21, die dem Stande der Technik entsprechen. In Fig. 1 werden die Veränderungen des dielektrischen Verlustfaktors δ als Funktion der angelegten effektiven Wechselspannung pro Millimeter bei 50 Hz darge stellt.ρ i g. 1 shows the change in the dielectric loss factor tan δ (in percent) of the ceramic dielectric of the sample 8 according to the present invention; the changes in the dielectric loss factor tan <5 (in percent) of samples 1 and 15, which are outside the present invention, and the changes in the dielectric loss factor tan δ (in percent) of samples 19, 20 and 21, which are the prior art correspond. In Fig. 1, the changes in the dielectric loss factor δ as a function of the applied effective alternating voltage per millimeter at 50 Hz is Darge.
F i g. 2 zeigt die Veränderung des Änderungsverhältnisses J C1C1 der Kenndaten (in Prozent) aller obenerwähnter keramischer Dielektrika von F i g. 1 auf dieselbe Weise wie in Fig. 1. Das Änderungsverhältnis .IcZc1 der Kenndaten in F i g. 2 ist folgendermaßen definiert:F i g. 2 shows the change in the change ratio J C 1 C 1 of the characteristic data (in percent) of all of the above-mentioned ceramic dielectrics from FIG. 1 in the same way as in FIG. 1. The change ratio .IcZc 1 of the characteristics in FIG. 2 is defined as follows:
_ t (bei 5 V. 1 kHz) -*■ (bei einem angelegten Wechselspannungsgradienten, 50 Hz) Ice·,= rtbeTs" \. 1 kHz)_ t (at 5 V. 1 kHz) - * ■ (with an applied alternating voltage gradient, 5 0 Hz ) Ice ·, = rtbeTs " \. 1 kHz)
Wie aus der Tabelle I und den F i g. 1 und 2 hervorgeht, haben die keramischen Dielektrika nach der vorliegenden Erfindung eine hohe Dielektrizitätskonstante und geringen dielektrischen Verlust und auch nahezu keine Veränderungen der Dielektrizitätskonstante und des dielektrischen Verlusts bei Variation der angelegten Wechsel- oder Gleichspannung. Das heißt, die Dielektrizitätskonstante .< liegt zwischen 1000 und 4700, der dielektrische Verlustfaktor tan-i» liegt zwischen 0,1 und 1.3% und das Änderungsverhältnis der Kenndaten AcZc1, wie oben erklärt, liegt zwischen 0,8 und 19% bei Wechselspannung und zwischen -17 und -1,2% bei Gleichspannung. Bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht die Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums aus: 10 bis 40 Gewichtsprozent SrO; 2,5 bis 18.5 Gewichtsprozent Bi2O3; 35 bis 41 Gewichtsprozent TiO2. und 2.5 bis 53 Gewichtsprozent BaO.As can be seen from Table I and FIGS. 1 and 2, the ceramic dielectrics according to the present invention have a high dielectric constant and low dielectric loss and also have almost no changes in dielectric constant and dielectric loss when the applied AC or DC voltage is varied. That means, the dielectric constant. <Is between 1000 and 4700, the dielectric loss factor tan-i »is between 0.1 and 1.3% and the change ratio of the characteristics AcZc 1 , as explained above, is between 0.8 and 19% for AC voltage and between -17 and -1.2% for DC voltage. In a preferred exemplary embodiment of the present invention, the composition of a ceramic dielectric consists of: 10 to 40 percent by weight SrO; 2.5 to 18.5 percent by weight Bi 2 O 3 ; 35 to 41 weight percent TiO 2 . and 2.5 to 53 weight percent BaO.
Bei der vorliegenden Erfindung erhiilt man ein keramisches Dielektrikum, wenn die Materialien, wie in Spalte 1 von Tabelle I gezeigt, des keramischen Dielektrikums gesintert werden. Es ist wohl bekannt, daß ein dichtes und gleichmäßiges keramisches Dielektrikum erhalten wird, wenn man den Stoffen, aus denen das keramische Dielektrikum zusammengesetzt ist. eine kleine Menge eines Mineralisierers zusetzt und dann die Stoffe und den Mineralisierer sintert. Es ist auch wohlbekannt, daß der Mineralisierer verhütet, daß das keramische Dielektrikum von der Luft während des Sinterprozesses reduziert wird. Die verschiedenen elektrischen Kenndaten des keramischen Dielektrikums, wie sie in den Spalten 3,4 und 5 und 6 von Tabelle I gezeigt werden, sollten jedoch nicht geopfert werden, wenn das keramische Dielektrikum dicht und gleichmäßig gemacht wird. Bei diesem Beispiel 2 wird zu der Probe 2, die in deiIn the present invention, a ceramic dielectric is obtained when the materials as shown in column 1 of Table I, the ceramic dielectric can be sintered. It is well known that a dense and uniform ceramic dielectric is obtained when one of the fabrics which the ceramic dielectric is composed of. add a small amount of a mineralizer and then sinter the fabrics and the mineralizer. It is also well known that the mineralizer prevents that the ceramic dielectric is reduced by the air during the sintering process. the various electrical characteristics of the ceramic dielectric, as shown in columns 3, 4 and 5 and 6 of Table I shown, however, should not be sacrificed when using the ceramic dielectric is made dense and even. In this example 2 is to the sample 2, which in dei
Tabelle I gezeigt ist und aus 39,3 Gewichtsprozenl SrO, 17,4 Gewichtsprozent Bi2O3, 40,5 Gewichtspro zent TiO2 und 2,8 Gewichtsprozent BaO besteht, eir wenig Mineralisierer hinzugefügt. Für den Minerali sierer werden drei Stoffarten ausgewählt. Diese sine Mangancarbonat (MnCO3). Ton und Dilanthan Trioxyd (La2O3). Wie aus Spalte 2 von Tabelle I zu ersehen ist. werden als Beispiele die sechs Probei 22. 23, 24. 25. 26 und 27 hergestellt, wobei die Probei 22 und 23 0,2 bzw. 0.5 Gewichtsprozent MnCO3 entTable I and consists of 39.3 weight percent SrO, 17.4 weight percent Bi 2 O 3 , 40.5 weight percent TiO 2, and 2.8 weight percent BaO, with a little mineralizer added. Three types of fabric are selected for the mineralizer. This sine manganese carbonate (MnCO 3 ). Clay and dilanthan trioxide (La 2 O 3 ). As can be seen from column 2 of Table I. As examples, the six samples 22, 23, 24, 25, 26 and 27 are produced, with samples 22 and 23 containing 0.2 and 0.5 percent by weight of MnCO 3, respectively
f>o halten, die Proben 24 und 25 0.2 bzw. 0.5 Gewichts prozent Ton enthalten und die Proben 26 und 2' 0.2 bzw. 0.5 Gewichtsprozent La2O3 enthalten. Spalte in Tabelle II zeigt die Zusammensetzung des kera mischen Dielektrikums der entsprechenden Proben 2:Hold f> o, samples 24 and 25 contain 0.2 and 0.5 percent by weight of clay and samples 26 and 2 'contain 0.2 and 0.5 percent by weight of La 2 O 3, respectively. Column in Table II shows the composition of the ceramic mix dielectric of the corresponding samples 2:
bis 27. in Oxyden ausgedrückt, die mit der Zusammen setzung der Probe 2. wie in Spalte 2 von Tabelle gezeigt, übereinstimmt. Die Spalten 3. 4. 5 und 6 de Tabelle II geben die elektrischen Kenndaten an umto 27. Expressed in oxides, those with the composition of sample 2. as in column 2 of table shown matches. Columns 3, 4, 5 and 6 of Table II give the electrical characteristics
sind dieselben wie die entsprechenden Spalten in Tabelle I. Die Probe 2 ist in die Tabelle II eingefügt, um die Unterschiede zwischen den elektrischen Kenndaten der Probe 2 mit Mineralisierer und der Probe 2 ohne Mineralisierer deutlich zu machen.are the same as the corresponding columns in Table I. Sample 2 is inserted in Table II, the differences between the electrical characteristics of sample 2 with mineralizer and sample 2 without making mineralizers clear.
Wie aus der Tabelle II hervorgeht, sind die elektrischen Kenndaten der Proben 22 bis 27 mit dem Mineralisierer so gut wie die von Probe 2. Wenn jedoch den Materialien des keramischen Dielektrikums mehr als 0,5 Gewichtsprozent an Mineralisierer hinzugefügt wird, werden die elektrischen Kenndaten außerordentlich schlecht und daher sollten weniger als 0,5 Gewichtsprozent des Mineralisierers hinzugefügt werden. Nach einem in Blick auf die vorliegende Erfindung ausgeführten Experiments sollten weniger als 0,3 Gewichtsprozent Mineralisierer hinzugefügt werden, um ordentliche elektrische Kenndaten zu erhalten; mehr als 0,1 Gewichtsprozent Mineralisierer können das gesinterte keramische Dielektrikum dicht und gleichmäßig machen. Dementsprechend sollten zwischen 0,1 und 0,3 Gewichtsprozent Mineralisierer den Materialien, die in den Spalten 1 und 2 der Tabelle I gezeigt sind, in der Praxis zugefügt werden. Es ist festzuhalten, daß derselbe Vorteil, d. h., daß das keramische Dielektrikum dicht und gleichförmig durch Zugabe eines Mineralisierers gemacht wird, nicht nur bei Verwendung von Probe 2, sondern auch bei Verwendung der Proben 3 bis 18 in Tabelle I erreicht wird. Es sollte erkannt werden, daß die Mineralisierer nicht auf diejenigen beschränkt sind, die in Spalte 2 von Tabelle II gezeigt sind. Der Mineralisierer MnCO3 kann durch andere Verbindungen, einschließlich beispielsweise MnO, ersetzt werden. In diesem Fall sind natürlich die Gewichtsprozente dieser Verbindungen, einschließlich MnO, die hinzugefügt werden sollen, von denjenigen von MnCO3 verschieden, die in Spalte 2 von Tabelle Il gezeigt sind. Die Gewichtsprozente dieser Verbindungen einschließlich MnO, wie oben erwähnt, sollte jedoch unter 0,5 Gewichtsprozent liegen. Das gesinterte keramische Dielektrikum kann außerdem dicht und gleichmäßig gemacht werden, indem zu den Materialien, die in Spalte 1 der Tabelle I gezeigt sind, mindestens einer der folgenden Mineralisierer hinzugefügt wird: Oxyde von Mangan, Chrom, Tantal und Niob; Verbindungen von Elementen der Eisengruppe wie Eisen oder Kobalt und Verbindungen der seltenen Erden wie Lanthan oder Zer.As can be seen from Table II, the electrical characteristics of Samples 22-27 with the mineralizer are as good as Sample 2. However, if more than 0.5 percent by weight of mineralizer is added to the ceramic dielectric materials, the electrical characteristics become extraordinary poor and therefore less than 0.5% by weight of the mineralizer should be added. In an experiment conducted in relation to the present invention, less than 0.3 weight percent mineralizers should be added to obtain proper electrical characteristics; greater than 0.1 percent by weight mineralizers can make the sintered ceramic dielectric dense and uniform. Accordingly, between 0.1 and 0.3 weight percent mineralizers should be added to the materials shown in columns 1 and 2 of Table I in practice. It should be noted that the same advantage, that the ceramic dielectric is made dense and uniform by the addition of a mineralizer, is obtained not only using Sample 2 but also using Samples 3-18 in Table I. It should be recognized that the mineralizers are not limited to those shown in column 2 of Table II. The mineralizer MnCO 3 can be replaced by other compounds including, for example, MnO. In this case, of course, the weight percent of these compounds including MnO to be added is different from that of MnCO 3 shown in column 2 of Table II. However, the weight percent of these compounds including MnO, as mentioned above, should be below 0.5 weight percent. The sintered ceramic dielectric can also be made dense and uniform by adding to the materials shown in column 1 of Table I at least one of the following mineralizers: oxides of manganese, chromium, tantalum, and niobium; Compounds of elements of the iron group such as iron or cobalt and compounds of rare earths such as lanthanum or cerium.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung kann auch erreicht werden, indem die zweiwertigen Metalle, das sind Ba und Sr, und das vierwertige Metall, das ist Ti, durch andere zweiwertige bzw. vierwertige Metalle ersetzt werden.The main object of the present invention can also be achieved by using the divalent metals, they are Ba and Sr, and the tetravalent metal, that is Ti, is replaced by other bivalent and tetravalent metals, respectively Metals are replaced.
Bei der Probe 8, die in Tabelle I gezeigt ist und ausFor sample 8 shown in Table I and off
20.6 Gewichtsprozent SrO: 9,1 Gewichtsprozent Bi2O3; 37,4 Gewichtsprozent TiO2 und 32,9 Gewichtsprozent BaO besteht, ist das zweiwertige Metalloxyd BaO durch ein anderes zweiwertiges Metalloxyd (PbO) und das vierwertige Metalloxyd TiO2 durch ein anderes vier wertiges Metalloxyd (ZrO2) ersetzt. Die verschiedenen elektrischen Kenndaten, wie sie in den Spalten 3, 4, 5 und 6 gezeigt sind, sollten sich jedoch durch dieses Austauschen nicht verschlechtern. Wie20.6 percent by weight SrO: 9.1 percent by weight Bi 2 O 3 ; 37.4 percent by weight TiO 2 and 32.9 percent by weight BaO, the bivalent metal oxide BaO is replaced by another bivalent metal oxide (PbO) and the tetravalent metal oxide TiO 2 by another tetravalent metal oxide (ZrO 2 ). However, the various electrical characteristics as shown in columns 3, 4, 5 and 6 should not be impaired by this replacement. As
ίο aus der Tabelle 111 zu ersehen ist, wurden die vier Proben 28, 29, 30 und 31 als Beispiele hergestellt. Bei den Proben 28 und 29 wurden 10 bzw. 20 Gewichtsprozent des BaO von Probe 8 durch PbO ersetzt. Bei den Proben 30 und 31 wurden 10 bzw. 20 Gewichtsprozent des TiO2 von Probe 8 durch ZrO2 ersetzt. Dieser Austausch ist in den Spalten 1 und 2 von Tabelle III dargestellt. Spalte 1 von Tabelle II! zeigt die Zusammensetzung des keramischen Materials der entsprechenden Proben (28 bis 31) in Oxyden ausgedrückt. Die Zusammensetzungen aus SrO und Bi2O3 sind dieselben wie in Spalte 2 von Tabelle I für die Probe 8. Die Spalten 3, 4, 5 und 6 von Tabelle III geben die elektrischen Kenndaten an und sind dieselben wie in den entsprechenden Spalten von Tabelle I. Die Probe 8 ist in die Tabelle III eingeführt, um die Unterschiede zwischen den elektrischen Kenndaten der Probe 8 und der durch den Austausch beeinflußten Probe 8 klarzumachen.ίο can be seen from Table 111, the four samples 28, 29, 30 and 31 were prepared as examples. Samples 28 and 29 replaced 10 and 20 percent by weight, respectively, of the BaO of Sample 8 with PbO. In samples 30 and 31, 10 and 20 percent by weight, respectively, of the TiO 2 of sample 8 were replaced by ZrO 2 . This exchange is shown in columns 1 and 2 of Table III. Column 1 of Table II! shows the composition of the ceramic material of the corresponding samples (28 to 31) in terms of oxides. The compositions of SrO and Bi 2 O 3 are the same as in column 2 of Table I for sample 8. Columns 3, 4, 5 and 6 of Table III give the electrical characteristics and are the same as in the corresponding columns of Table I. Sample 8 is included in Table III to clarify the differences between the electrical characteristics of Sample 8 and Sample 8 affected by the exchange.
Wie aus den Spalten 3 bis 6 von Tabelle III hervorgeht, verschlechtern sich die elektrischen Kenndaten der Probe 8 nicht, wenn ein Stoff der Probe 8 teilweise durch andere Stoffe ersetzt wird, die chemisch den ursprünglichen Stoffen der Probe 8 entsprechen. Allgemein gesprochen, können die zweiwertigen Metalle wie Sr oder Ba. die in den Spalten 1 und 2 von Tabelle I gezeig; sind, durch andere zweiwertige Metalle wie Ca. Zn, Mg. Cd oder Pb ersetzt werden. Außerdem kann das vierwertige Metall (wie Ti), das in den Spalten 1 und 2 von Tabelle I gezeigt ist. durch ein anderes vierwertiges Metall wie Sn, Hf oder Zr ersetzt werden. Wenn das zweiwertige Metall durch ein anderes zweiwertiges Metall ersetzt wird, kann ein Teil des Sr und oder ein Teil des Ba durch Ca. Zn. Mg, Cd oder Pb ersetzt werden. In diesem Falle sollten weniger als 30 Gewichtsprozent SrO oder BaO durch eine Verbindung ersetzt werden, die Ca. Zn. Mg oder Cd enthält, und weniger als 50 Gewichtsprozent des SrO oder BaO sollten durch Pb ersetzt werden, während weniger als 30 Gewichtsprozent TiO2 durch eine Verbindung ersetzt werden sollte, die Sn. Hf oder Zr enthält.As can be seen from columns 3 to 6 of Table III, the electrical characteristics of sample 8 do not deteriorate if a substance of sample 8 is partially replaced by other substances that are chemically similar to the original substances of sample 8. Generally speaking, the divalent metals such as Sr or Ba. those shown in columns 1 and 2 of Table I; can be replaced by other divalent metals such as Ca. Zn, Mg, Cd or Pb. The tetravalent metal (such as Ti) shown in columns 1 and 2 of Table I can also be used. be replaced by another tetravalent metal such as Sn, Hf or Zr. When the divalent metal is replaced by another divalent metal, part of the Sr and or part of the Ba can be replaced by Ca, Zn, Mg, Cd or Pb. In this case, less than 30 percent by weight of SrO or BaO should be replaced by a compound containing Ca, Zn, Mg or Cd, and less than 50 percent by weight of the SrO or BaO should be replaced by Pb, while less than 30 percent by weight of TiO 2 should be replaced by a connection should be replaced, the Sn. Contains Hf or Zr.
Bei den oben aufgeführten Ausführungsformen werden SrO und BaO in Form der Karbonate verwendet. Es können jedoch auch andere Formen, beispielsweise das Hydrochlorid von SrO und BaO verwendet werden.In the above-mentioned embodiments, SrO and BaO are used in the form of carbonates. However, other forms can also be used, for example the hydrochloride of SrO and BaO be used.
Mit Sternchen versehene Proben fallen nicht unter die vorliegende ErfindungSamples marked with an asterisk are not included in the present invention
jrtsctzung obe Nr.jrtsctzung above no.
Stoffanteil SrTiO3 Substance content of SrTiO 3
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
Bi2O3 Bi 2 O 3
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
TiO2 TiO 2
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
BaTiOjBaTiOj
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 *15 16 17 18 193 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 * 15 16 17 18 19
66,466.4
61,561.5
50,950.9
50.950.9
43,643.6
36,436.4
36,436.4
29.129.1
19,419.4
18.218.2
18,218.2
18.218.2
14.514.5
4545
3030th
3030th
9.19.1
15.415.4
12.712.7
16.716.7
10.9 9.1 3.7 7,3 4,8 4.5 5.1 4.0 3,7 2,5 5,0 1010.9 9.1 3.7 7.3 4.8 4.5 5.1 4.0 3.7 2.5 5.0 10
20,120.1
7.7 6,4 2,4 5,5 4,5 9,9 3,6 2.4 2.3 1,7 2.8 1.8 2.5 15.0 107.7 6.4 2.4 5.5 4.5 9.9 3.6 2.4 2.3 1.7 2.8 1.8 2.5 15.0 10
4,4
15,4
30
30
40
504.4
15.4
30th
30th
40
50
5050
6060
73.473.4
7575
7575
7575
8080
5050
Oxydanteil SrOOxide content of SrO
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
37,5 34,7 28.7 28,7 24,6 20,6 20,6 16,4 11.0 10.3 10.3 10.3 8.2 25.4 16,9 16,937.5 34.7 28.7 28.7 24.6 20.6 20.6 16.4 11.0 10.3 10.3 10.3 8.2 25.4 16.9 16.9
BaTiO3 64,5
BaTiO3 88.0
BaTiO3 94,1BaTiO 3 64.5
BaTiO 3 88.0
BaTiO 3 94.1
Bi2O3 Bi 2 O 3
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
TiO2 TiO 2
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
BaOBaO
(Gewichtsprozent) (Weight percent)
bei 5 V Wechsel spannung und 1 kHzat 5 V AC and 1 kHz
tan Λ %tan Λ%
bei 5 V Wechselat 5 V alternation
spannungtension
und 1 kHz bei 0,5 V, mm Wechselspannung und 50 Hzand 1 kHz at 0.5 V, mm AC and 50 Hz
Ice,Ice,
bei 1.5 kV mm Gleichspannuniat 1.5 kV mm DC voltage
Sternchen versehene Proben fallenSamples marked with an asterisk will fall
, nicht unter die vorliegende Erfindung, not under the present invention
ίοίο
Probe ISample I.
Oxydanteil
SrOOxide content
SrO
Bi2O,Bi 2 O,
TiO,TiO,
BaOBaO
Mineralisierer-AnteilMineralizer share
MnCO., ClaMnCO., Cla
La, O_,La, O_,
(Ge- (Ge- (Ge- (Ge- (Ge- (Ge- (Gewichts- wichts- wichts- wichts- wichts- wichts- wichtsprozent) prozent) prozent) prozent) prozent) prozent) prozent)(We (We (We (We (We (We (Weight (weight- weight- weight- weight weight percent) percent) percent) percent) percent) percent) percent)
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DE19732361230 DE2361230B2 (en) | 1973-12-08 | 1973-12-08 | Ceramic dielectric |
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ID=5900259
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1973
- 1973-12-08 DE DE19732361230 patent/DE2361230B2/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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BHV | Refusal |