DE2411639B1 - Ceramic dielectric - Google Patents
Ceramic dielectricInfo
- Publication number
- DE2411639B1 DE2411639B1 DE2411639A DE2411639A DE2411639B1 DE 2411639 B1 DE2411639 B1 DE 2411639B1 DE 2411639 A DE2411639 A DE 2411639A DE 2411639 A DE2411639 A DE 2411639A DE 2411639 B1 DE2411639 B1 DE 2411639B1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ceramic
- dielectric
- percent
- dielectrics
- srtio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/025—Other inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/47—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on strontium titanates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
3 43 4
und solche keramischen Dielektrika, die nicht in den auch gesinterte keramische Körper erhalten kann,and those ceramic dielectrics that cannot get into the even sintered ceramic body,
Bereich der vorliegenden Erfindung fallen; indem eine sehr kleine Menge Ton, wie beispielsweiseFall within the scope of the present invention; adding a very small amount of clay, such as
F i g. 2 zeigt den dielektrischen Verlust Faktor tan <5 Silicium- oder Aluminiumoxyd der Mischung, zu-F i g. 2 shows the dielectric loss factor tan <5 silicon or aluminum oxide of the mixture, plus
(in %) von keramischen Dielektrika nach dem Stand gefügt wird oder indem das Mangandioxyd (MnO2)(in%) by ceramic dielectrics according to the state or by adding manganese dioxide (MnO 2 )
der Technik und gemäß der vorliegenden Erfindung 5 durch ein andere Metalloxyd von anderen Metallen,the technique and according to the present invention 5 by another metal oxide from other metals,
als Funktion des angelegten Wechselspannungsgra- wie beispielsweise Fe oder Co, versetzt wird,
dienten (in kVen/mm); Das Verfahren zum Erhalten eines gesintertenis offset as a function of the applied alternating voltage, such as Fe or Co,
served (in kVen / mm); The method of obtaining a sintered
F i g. 3 das Veränderungsverhältnis A C5 (in %) keramischen Körpers, das oben erwähnt wurde, der elektrostatischen Kapazität als Funktion des an- ist natürlich nicht das einzig mögliche. Beispielsgelegten Gleichspannungsgradienten in kV/mm für io weise kann der gesinterte keramische Körper auch keramische Dielektrika, die in den Bereich der vor- durch ein Verfahren erhalten werden, welches als liegenden Erfindung fallen, solche keramische Di- nächstes beschrieben wird. Vorher bestimmte Mengen elektrika, die nicht in den Bereich der vorliegenden SrCO3, TiO2, Bi2O3, MgCO3 und mindestens ein Oxyd Erfindung fallen, und das keramische Dielektrikum einer seltenen Erde werden vermischt und vorgesintert, nach dem Stande der Technik, 15 Dann wird die vorgesinterte Mischung in Pulver zer-F i g. 3 the change ratio A C 5 (in%) ceramic body, which was mentioned above, the electrostatic capacity as a function of the an- is of course not the only possible one. DC voltage gradients in kV / mm given by way of example, the sintered ceramic body can also have ceramic dielectrics that are within the range of the above-described ceramic dielectrics which fall as the present invention. Predetermined amounts of electrics that do not fall within the scope of the present SrCO 3 , TiO 2 , Bi 2 O 3 , MgCO 3 and at least one oxide invention, and the ceramic dielectric of a rare earth are mixed and presintered, according to the state of the art, 15 Then the pre-sintered mixture is pulverized
F i g. 4 die Dielektrizitätskonstante (es) und den mahlen. Das Pulver der vorgesinterten Mischung wirdF i g. 4 the dielectric constant (e s ) and the grind. The powder of the presintered mixture is made
dielektrischen Verlustfaktor (tan δ in %) als Funktion nach Hinzufügen von einigen Bindemitteln gepreßt undDielectric loss factor (tan δ in%) as a function after adding some binders and pressed
der herrschenden Temperatur für das keramische Di- in Scheiben geformt; dann werden die geformtenthe prevailing temperature for the ceramic di- shaped into disks; then the molded
elektrikum gemäß der vorliegenden Erfindung und Körper gesintert. Auf diese Weise erhält man ge-Elektrikum according to the present invention and sintered body. In this way one obtains
das keramische Dielektrikum nach dem Stande der 20 sinterte keramische Körper. Die elektrischen Eigen-the ceramic dielectric according to the state of the 20 sintered ceramic bodies. The electrical properties
Technik. schäften der gesinterten keramischen Körper, die durchTechnology. shafts of the sintered ceramic body, which through
Nun wird die vorliegende Erfindung an Hand von dieses Verfahren erhalten sind, stimmen natürlich mitNow the present invention will be obtained by means of this method, of course agree
Beispielen mit Bezug auf Tafel I beschrieben. denjenigen der gesinterten keramischen Körper überein, die nach dem obenerwähnten Verfahren erhaltenExamples described with reference to Table I. match those of the sintered ceramic bodies, obtained by the above-mentioned method
Beispiel Z5 sind.Example Z 5 are.
Spalte 1 von Tabelle I zeigt verschiedene Verhält-Column 1 of Table I shows various relationships
Eine bestimmte Anzahl Molprozent Strontium- nisse der Grundmaterialien SrTiO2 (in Molprozent), karbonat (SrCO3) und die selbe Anzahl Molprozent Bi3O3 (in Molprozent), TiO2 (in Molprozent) und MgO Titandioxyd (TiO2) werden vermischt und 2 Stunden (in Gewichtsprozent) für 33 Proben Nr. 1 bis 34 mit lang bei 11500C vorgesintert. Dann wird die vorge- 30 Ausnahme der Nr. 33, die nach demselben, obensinterte Mischung in Pulver zermahlen, wobei man erwähnten Verfahren hergestellt wurden. Die Probe SrTiO3 erhält. SrTiO3, TiO2, Bi2O3, MgO — das als Nr. 33 in Tabelle I, die ein Sternchen trägt, ist ein MgCO3 zugefügt wird, und mindestens eine der sei- Beispiel für den Stand der Technik, und die Proben tenen Erden werden dann in den Mol- oder Gewichts- Nr. 1, 3, 7, 8, 11, 24, 27, 30, 32, 34, deren Nummer Verhältnissen (%), wie in den Spalten 1 und 2 der 35 eingekreist ist, liegen außerhalb des Bereichs der vorTabelle I angegeben, vermischt; zu dieser Mischung hegenden Erfindung. Die Spalte 2 der Tabelle I gibt werden weiterhin 0,1 Gewichtsprozent MnO2 als an, was für und in welchen Mengen (in Gewichts-Mineralisierer hinzugegeben. Die erhaltene Mischung prozent) seltene Erden in Form von Oxyden in den wird nach Hinzufügen von einigen Bindemitteln ge- entsprechenden Proben enthalten oder nicht enthalten preßt und in Scheiben von 16,5 mm 0 und 1 mm Dicke 40 sind. Die Spalten 3, 4, 5, 6 und 7 der Tabelle I zeigen geformt. Dann werden die geformten Scheiben 2 Stun- die verschiedenen elektrischen Eigenschaften der entden lang bei 1100 bis 130O0C gesintert; auf diese sprechenden Proben. Die Dielektrizitätskonstante ss Weise erhält man gesinterte keramische Körper. Dann bei einer Wechselspannung von 1 kHz und 5 Ve«, der werden die zwei Flächen des resultierenden kerami- dielektrische Verlustfaktor tan δ in Prozent (bei 1 kHz sehen Körpers mit Silber-Elektrodenpaste bemalt. 45 und 1 MHz), das Veränderungsverhältnis Δ C1 der Nach der Bemalung mit der Silberelektrodenpaste elektrostatischen Kapazität in % und der dielektrische wird der keramische Körper in Luft auf ungefähr Verlustfaktor tan<5 in %, die beiden letzteren bei 80O0C erhitzt; auf diese Weise wird das aufgemalte einem Wechselspannungsgradienten von 0,5kV/mm Silber-Elektrodenmaterial auf die Seiten des kerami- und 50 Hz, das Veränderungsverhältnis Δ C2 der sehen Körpers platiert. Dann werden, wenn notwendig, 50 elektrostatischen Kapazität in % bei einem Gleichan der plattierten Silberelektrode Leitungsanschlüsse Spannungsgradienten von 2 kV/mm und das Verbefestigt, und auf bestimmte Teile der Oberfläche des änderungsverhältnis Δ C3 der elektrostatischen Kapakeramischen Körpers wird eine Isolationspaste gemalt. zität in % bei —30 und +850C der entsprechenden Die verschiedenen elektrischen Eigenschaften der ent- Proben sind in den Spalten 3, 4, 5, 6 bzw. 7 gezeigt, sprechenden Proben werden gemessen, wie sie aus den 55 Die Veränderungsverhältnisse Δ C1, Δ C2 und Δ C3 Spalten 3 bis 7 der Tabelle I ersehen werden können. der elektrostatischen Kapazität in Tabelle I sindA certain number of mole percent strontium of the basic materials SrTiO 2 (in mole percent), carbonate (SrCO 3 ) and the same number of mole percent Bi 3 O 3 (in mole percent), TiO 2 (in mole percent) and MgO titanium dioxide (TiO 2 ) are mixed and 2 hours pre-sintered (in weight percent) for 33 sample Nos. 1 to 34 with long at 1150 0 C. Then the previous exception of No. 33, which was ground into powder according to the same, top-sintered mixture, whereby the processes mentioned were produced. The sample receives SrTiO 3 . SrTiO 3 , TiO 2 , Bi 2 O 3 , MgO - which is added as No. 33 in Table I, which has an asterisk, is an MgCO 3 , and at least one of the is - examples of the prior art, and the samples Tenen earths are then circled in the molar or weight nos. 1, 3, 7, 8, 11, 24, 27, 30, 32, 34, their number ratios (%), as in columns 1 and 2 of 35 is outside the range given in Table I, mixed; invention related to this mixture. Column 2 of Table I continues to give 0.1 percent by weight of MnO 2 as what for and in what amounts (in weight mineralizers added. The resulting mixture percent) rare earths in the form of oxides in the after adding some binders Corresponding specimens contain or not contain presses and are in disks of 16.5 mm 0 and 1 mm thickness 40. Columns 3, 4, 5, 6 and 7 of Table I show shaped. The shaped disks are then sintered for 2 hours at 1100 to 130O 0 C for the various electrical properties; on these speaking samples. The dielectric constant s s way one obtains sintered ceramic bodies. Then at an alternating voltage of 1 kHz and 5 V e «, the two areas of the resulting ceramic dielectric loss factor tan δ in percent (at 1 kHz see body painted with silver electrode paste. 45 and 1 MHz), the change ratio Δ C 1 the after painting with the silver electrode paste electrostatic capacity in% and the dielectric, the ceramic body is heated in air to approximately a loss factor tan <5 in%, the latter two at 80O 0 C; In this way, the painted on an alternating voltage gradient of 0.5 kV / mm silver electrode material is plated on the sides of the ceramic and 50 Hz, the change ratio Δ C 2 of the body seen. Then, if necessary, 50 electrostatic capacity in% with an equal to the plated silver electrode, line connections, voltage gradients of 2 kV / mm and that are attached, and an insulation paste is painted on certain parts of the surface of the change ratio Δ C 3 of the electrostatic capacitance-ceramic body. capacity in% at -30 and +85 0 C of the corresponding the different electrical properties of the samples corresponds are shown in columns 3, 4, 5, 6 and 7, respectively, speaking samples are measured as from the 55 The variation ratios Δ C 1 , Δ C 2 and Δ C 3 columns 3 to 7 of Table I can be seen. the electrostatic capacity in Table I.
Durch Experimente, die für die vorliegende Er- folgendermaßen definiert, wobei [C] jeweils den WertThrough experiments required for the present er- defined as follows, where [C] is each the value
findung ausgeführt wurden, wurde gefunden, daß man der elektrostatischen Kapazität bei 200C bedeutet:Findings were carried out, it was found that the electrostatic capacity at 20 0 C means:
Δ c = [C] bei 5 Veii (1 kHz) - [C] bei 0,5 kVeff/mm (50 Hz) _
1- [C]bei5Vea/mm(lkHz) Δ c = [C] at 5 Veii (1 kHz) - [C] at 0.5 kV eff / mm (50 Hz) _
1- [C] at 5Vea / mm (lkHz)
An [C] bei 5 Vefl (1 kHz) - [C] bei 2 kV/mm (Gleichsp.) At [C] at 5 Vefl (1 kHz) - [C] at 2 kV / mm (same voltage)
[C] bei 5 Vefl (IkHz)[C] at 5 Vefl (IkHz)
:— [C] bei 85° ( [C] bei +200C: - [C] at 85 ° ([C] at +20 0 C
. _ [C] bei +200C - [C] bei 85° C oder -30° inn
Δ C1 = -■ · IUU.. _ [C] at +20 0 C - [C] at 85 ° C or -30 ° inn
Δ C 1 = - ■ · IUU.
5 65 6
Wie aus Tabelle I zu. ersehen ist, haben die Proben, Temperatur ein großes Veränderungsverhältnis der die innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung elektrostatischen Kapazität, beispielsweise — 3000 liegen, eine hohe Dielektrizitätskonstante (ss) zwischen p. p. m. besitzt. Dieser Nachteil von SrTiO3 wurde ungefähr 300 und ungefähr 1300, einen geringen di- gemäß der Erfindung durch die Zugabe von MgO elektrischen Verlustfaktor (tan<5) und eine kleine 5 beseitigt.As shown in Table I. As can be seen, the samples have a large temperature change ratio which is within the range of the present invention electrostatic capacitance, for example -3000, has a high dielectric constant (s s ) between ppm. This disadvantage of SrTiO 3 was about 300 and about 1300, a small di- according to the invention by the addition of MgO electrical loss factor (tan <5) and a small 5 eliminated.
Variation des Veränderungsverhältnisses Δ C3 der Die Durchbruchspannung des keramischen Dielek-Variation of the change ratio Δ C 3 of the breakdown voltage of the ceramic dielectric
elektrostatischen Kapazität (in %) mit der herrschen- trikums gemäß der vorliegenden Erfindung liegt mehr den Temperatur. Aus Tabelle I folgt, daß bei den als zweimal höher als bei dem keramischen Dielek-Veränderungsverhältnissen Δ C3 der elektrostatischen trikum nach dem Stande der Technik. Beispielsweise Kapazität die Variationen zwischen+15 und —15% ίο ist die Durchbruchsspannung der Probe Nr. 15 (±15 %) liegen. 12 kV/mm, während die Durchbruchsspannung derelectrostatic capacity (in%) with the prevailing tricums according to the present invention is more the temperature. It follows from Table I that the electrostatic tricum according to the prior art is twice as high as in the case of the ceramic Dielek change ratios ΔC 3. For example capacity the variations between + 15 and -15% ίο is the breakdown voltage of sample no. 15 (± 15%). 12 kV / mm, while the breakdown voltage of the
Keramische Dielektrika, die in bestimmten Vor- Probe Nr. 33 4,5 kV/mm beträgt; die Durchbruchsrichtungen oder Schaltungsanordnungen mit hohen spannungen sind hier als Spannungsgradienten ausWechsel- oder Gleichspannungen verwendet werden, gedrückt. Man glaubt, daß die höhere Durchbruchsmüssen, wie oben bereits erwähnt, einen geringen 15 spannung des keramischen Dielektrikums gemäß der dielektrischen Verlustfaktor (tan δ), kleines Verände- vorliegenden Erfindung von dem folgenden Umstand rungsverhältnis (Δ C1 und Δ C2) der elektrostatischen herrührt. Die Körner, welche das keramische Dielektri-Kapazität und kleine Veränderung der Dielektrizitäts- kum bilden, kristallisieren fein aus mit Durchmessern konstante (ss) bei Veränderung der angelegten hohen zwischen 1 und 2 μ, wenn MgO oder ein Oxyd einer Wechsel- oder Gleichspannung besitzen. Die kerami- 20 seltenen Erde zugefügt wird. Das Zufügen eines sehen Dielektrika gemäß der vorliegenden Erfindung Oxyds einer seltenen Erde verbessert außerdem den können also diese Anforderungen leicht erfüllen. Dies tano des keramischen Dielektrikums; wie aus Tarührt daher, daß die Zusammensetzung des kerami- belle I zu ersehen ist, wird diese Wirkung besonders sehen Dielektrikums gemäß der vorliegenden Erfin- auffällig, wenn die Frequenz der angelegten Wechseldung keine ferroelektrische Substanz wie Barium- 25 spannung relativ hoch ist. Die Nützlichkeit und die titanat (BaTiO3) enthält, sondern vielmehr SrTiO3 ent- Vorteile des keramischen Dielektrikums gemäß der hält. Demgemäß führt ein para-elektrischer Zustand vorliegenden Erfindung verglichen mit dem Stande des SrTiO3 bei dem keramischen Dielektrikum zu der Technik oder verglichen mit keramischen Dielekkleinen Veränderungen des dielektrischen Verlust- trika, die nicht in den Bereich der vorliegenden Erfaktors (tan S), des Veränderungsverhältnisses (Δ C1 30 findung fallen, wird im folgenden mit Bezug auf die und Δ C2) der elektrostatischen Kapazität und der Zeichnung noch deutlicher.Ceramic dielectrics, which in certain Preliminary Sample No. 33 is 4.5 kV / mm; The breakdown directions or circuit arrangements with high voltages are used here as voltage gradients from alternating or direct voltages. It is believed that the higher breakdown must, as already mentioned above, a low voltage of the ceramic dielectric according to the dielectric dissipation factor (tan δ), small variation of the present invention from the following circumstance ratio (Δ C 1 and Δ C 2 ) of the electrostatic originates from. The grains, which form the ceramic dielectric capacitance and small changes in the dielectric constant, crystallize out finely with diameters constant (s s ) when the applied high changes between 1 and 2 μ, if MgO or an oxide have an alternating or direct voltage . The ceramic 20 rare earth is added. The addition of a see dielectric according to the present invention also improves the rare earth oxide so that these requirements can easily be met. This tano of the ceramic dielectric; As can be seen from the fact that the composition of the ceramic I can be seen, this effect is particularly noticeable in the dielectric according to the present invention if the frequency of the applied alternation is not relatively high for a ferroelectric substance such as barium voltage. The usefulness and the titanate (BaTiO 3 ) contains, but rather SrTiO 3 ent- advantages of the ceramic dielectric according to the holds. Accordingly, a para-electrical state of the present invention, compared with the state of the SrTiO 3 in the ceramic dielectric, leads to the technique or compared to ceramic dielectrics, small changes in the dielectric loss trica which do not fall within the range of the present factor (tan S) of the change ratio (Δ C 1 30 finding, will be even clearer in the following with reference to and Δ C 2 ) of the electrostatic capacity and the drawing.
Dielektrizitätskonstante (ε), die letzten beiden bei F i g. 1 zeigt das Veränderungsverhältnis Δ C4 derDielectric constant (ε), the last two at F i g. 1 shows the change ratio Δ C 4 of FIG
Variation der angelegten hohen Wechsel- oder Gleich- elektrostatischen Kapazität als Funktion der Temspannung. SrTiO3 hat jedoch, wie wohl bekannt ist, peratur in %, wobei Δ C4 folgendermaßen definiert den Nachteil, daß es bei Veränderung der herrschenden 35 ist:Variation of the applied high AC or DC electrostatic capacity as a function of the thermal voltage. However, as is well known, SrTiO 3 has the temperature in%, where Δ C 4 defines the following disadvantage that it is 35 when the prevailing value is changed:
. _ [C] bei +200C - [C] zwischen -50 und +15O0C „„n . _ [C] at +20 0 C - [C] between -50 and + 150 0 C "" n
Δ Ca = · IOD. Δ Ca = · IOP.
[C] bei +2O0C[C] at + 2O 0 C
Hierin bezeichnet [C] einen Wert der elektro- Verlustfaktor tan<5 bei einigen bestimmten PunktenHere, [C] denotes a value of the electrical dissipation factor tan <5 at some specific points
statischen Kapazität. des angelegten Wechselspannungsgradienten bis zustatic capacity. of the applied alternating voltage gradient up to
Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, hat die Probe Nr. 15, 2,5 kVeft/mm (bei 50 Hz) gemessen. Wie aus F i g. 2As shown in FIG. 1, Sample No. 15 measured 2.5 kVeft / mm (at 50 Hz). As shown in FIG. 2
die in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt, 50 ersehen werden kann, besitzt die Probe Nr. 15 einenwhich falls within the scope of the present invention, 50 can be seen, Sample No. 15 has one
bei Variation der herrschenden Temperatur eine außerordentlich niedrigen Wert, der nahe 0% liegtwith variation of the prevailing temperature an extremely low value, which is close to 0%
außerordenlich kleine Variation des Veränderungs- und eine außerordentlich kleine Variation des di-extraordinarily small variation of the change and an extraordinarily small variation of the di-
verhältnisses der elektrostatischen Kapazität. Dagegen elektrischen Verlustfaktors tan <5. Dagegen besitzt, dieratio of the electrostatic capacity. On the other hand, the electrical dissipation factor is tan <5. On the other hand, who owns
besitzen die Proben Nr. 11 und 8, die nicht in den Probe Nr. 33 eine große Variation von tan δ zwischenSamples Nos. 11 and 8 that do not have a large variation in tan δ between Sample No. 33
Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, große 55 ungefähr 0 und 10 %.The range of the present invention falls, large 55 approximately 0 and 10%.
Variationen dieses Verhältnisses. F i g. 3 zeigt die Variation des Veränderungsver-'Variations of this ratio. F i g. 3 shows the variation of the change in change
F i g. 2 zeigt die Variationen des dielektrischen hältnisses Δ C8 der elektrostatischen Kapazität in %F i g. 2 shows the variations in the dielectric ratio Δ C 8 of the electrostatic capacity in%
Verlustfaktors tan δ in % für das keramische Di- für Probe Nr. 15, die in den Bereich der vorliegendenLoss factor tan δ in% for the ceramic Di- for sample no. 15, which is in the range of the present
elektrikum der Probe Nr. 15, die in den Bereich der Erfindung fällt, Probe Nr. 11, die nicht in den BereichElektrikum of sample No. 15, which falls within the scope of the invention, sample No. 11, which does not fall within the range
vorliegenden Erfindung fällt, und für das keramische 60 der vorliegenden Erfindung fällt, und Probe Nr. 33,present invention falls, and for the ceramic 60 of the present invention falls, and sample No. 33,
Dielektrikum der Probe Nr. 33, die dem Stande der die zum Stande der Technik gehört; Δ Qistfolgender-Dielectric of sample No. 33, which is the prior art; Δ Q is the following-
Technik entspricht. In F i g. 2 wurde der dielektrische maßen definiert:Technology. In Fig. 2 the dielectric dimensions were defined:
. _ [C] bei 5Vefl (IkHz) - [C] zwischen 0 und 2kVH/mm (Gleichsp.) inn . _ [C] at 5Vefl (IkHz) - [C] between 0 and 2kVH / mm (same voltage) inn
Δ C5. = — · IUU. Δ C 5 . = - · IUU.
[C] bei 5Veii(lkHz)[C] at 5Veii (lkHz)
7 87 8
Hierin bezeichnet [C] den Wert der elektrostati- erhält man ein dichtes und gleichförmiges keramischesHerein, [C] denotes the value of the electrostatic; a dense and uniform ceramic is obtained
sehen Kapazität bei 2O0C. Dielektrikum, indem man eine bestimmte Menge vonsee capacitance at 2O 0 C. by putting a certain amount of dielectric
Wie aus F i g. 3 ersehen werden kann, besitzt die mindestens einem der folgenden Stoffe zur Grund-Probe Nr. 15 eine außerordentlich kleine Variation zusammensetzung des keramischen Dielektrikums als des Veränderungsverhältnisses der elektrostatischen 5 Mineralisierer zufügt: Ton oder ein Oxyd von Mn, Kapazität bei Variation des anliegenden Gleich- Cr, Fe oder Co. Es ist bekannt, daß der Mineralisierer Spannungsgradienten. Beispielsweise ist das Ver- verhütet, daß das keramische Dielektrikum durch Luft änderungsverhältnis der elektrostatischen Kapazität während der Sinterung reduziert wird und außerdem von Probe Nr. 15 bei 2,5 kV/mm in F i g. 3 noch das keramische Dielektrikum dicht und gleichmäßig außerordentlich klein, nahe 0%, verglichen mit den io macht. Es sollten jedoch die verschiedenen elektrischen Veränderungsverhältnissen der Proben Nr. 11 und 33. Eigenschaften des keramischen Dielektrikums, wieAs shown in FIG. 3 can be seen, has at least one of the following substances for the basic sample No. 15 an extremely small variation composition of the ceramic dielectric than of the change ratio of the electrostatic 5 mineralizers adds: clay or an oxide of Mn, Capacity with variation of the applied equal- Cr, Fe or Co. It is known that the mineralizer Stress gradients. For example, it is prevented that the ceramic dielectric through air change ratio of the electrostatic capacity during sintering is reduced and moreover of sample # 15 at 2.5 kV / mm in FIG. 3 the ceramic dielectric is still tight and even extraordinarily small, close to 0%, compared to the io power. However, it should be the various electrical Change ratios of Sample Nos. 11 and 33. Properties of the ceramic dielectric such as
F i g. 4 zeigt die Variation der Dielektrizitäts- sie beispielsweise in den Spalten 3 bis 7 von Tabelle IF i g. 4 shows the variation in dielectricity - see columns 3 to 7 of Table I for example
konstante ss und des dielektrischen Verlustfaktors gezeigt sind, nicht geopfert werden, wenn das kera-constant s s and the dielectric dissipation factor are shown, should not be sacrificed if the ceramic
tan δ in % für Probe Nr. 15, die in den Bereich der mische Dielektrikum dicht und gleichmäßig gemachtTan δ in% for sample No. 15, which made the dielectric dense and uniform in the mixing area
vorliegenden Erfindung fällt, und Probe Nr. 33, die 15 werden soll. Dementsprechend sollte die Menge despresent invention falls, and sample No. 33 which is to be 15. Accordingly, the amount of
dem Stande der Technik entspricht. Wie aus F i g. 4 Mineralisierers sorgfältig gewählt werden, so daß siecorresponds to the state of the art. As shown in FIG. 4 mineralizers are carefully chosen so that they
zu ersehen ist, besitzt die Probe Nr. 15 extrem kleine innerhalb der Grenzen liegt, wo die verschiedenenAs can be seen, Sample No. 15 is extremely small within the limits where the various
Variationen der Dielektrizitätskonstante und des di- elektrischen Eigenschaften sich nicht verschlechtern,Variations in dielectric constant and dielectric properties do not deteriorate,
elektrischen Verlustfaktors, verglichen mit der Probe Der Mineralisierer Mn kann beispielsweise alselectrical dissipation factor, compared with the sample The mineralizer Mn can for example as
nach dem Stande der Technik bei Veränderung der 20 MnCO3 zugefügt werden. In ähnlicher Weise kann dercan be added according to the state of the art when changing the 20 MnCO 3 . Similarly, the
herrschenden Temperatur. Mineralisierer Cr beispielsweise als Cr2O3 zugegebenprevailing temperature. Mineralizer Cr for example added as Cr 2 O 3
Der Bereich der vorliegenden Erfindung kann durch werden. Natürlich können diese Mineralisierer auch die weiter unten erwähnten Angaben, die auf Experi- als andere Verbindungen zugegeben werden, die auch menten basieren und, genauer, durch die in Tabelle I zu demselben Effekt führen, daß das keramische Diangegebenen Daten abgesteckt werden. 25 elektrikum dicht und gleichmäßig gemacht wird; dann The scope of the present invention can be made through. Of course, these mineralizers can too the details mentioned below, which are added to experiments than other compounds, which also ments and, more precisely, lead to the same effect in Table I, that the ceramic data are staked out. 25 Elektrikum is made dense and uniform; then
Wenn weniger als 30 Molprozent oder über 90 Mol- sin Λ jedoch die Mengen dieser Verbindungen, die m- If less than 30 mol percent or more than 90 mol- sin Λ, however, the amounts of these compounds, the m-
prozent Strontiumtitanatim keramischen Dielektrikum gefügt werden müssen, anders als bei MnCO3 oderpercent strontium titanate must be joined in the ceramic dielectric, unlike MnCO 3 or
enthalten sind, wird die Dielektrizitätskonstante es Cr2O3. In diesem Falle sollte die Menge des Minerali-are included, the dielectric constant e s becomes Cr 2 O 3 . In this case, the amount of mineral
kleiner als 290; dadurch wird ein für den praktischen sierers unter 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf dasless than 290; as a result, for the practical sierers less than 0.5 percent by weight, based on the
Gebrauch ungeeignetes Dielektrikum erzeugt. 30 Gesamtgewicht der Grundzusammensetzung des kera-Use of unsuitable dielectric creates. 30 Total weight of the basic composition of the ceramic
Wenn weiterhin über 22 Molprozent Bi2O3 im mischen Dielektrikums gemäß der vorliegenden Erkeramischen
Dielektrikum enthalten sind, wird das findung, liegen. Wenn mehr als 0,5 Gewichtsprozent
keramische Dielektrikum ein hochporöser Körper und, des Mineralisierers im keramischen Dielektrikum entwenn
andererseits weniger als ein Gewichtsprozent halten sind, verschlechtern sich verschiedene elek-Bi2O3
im keramischen Dielektrikum enthalten ist, 35 irische Eigenschaften des keramischen Dielektrikums
fallen verschiedene elektrische Eigenschaften, wie bei- stark. Die Menge an Mineralisierer sollte daher zwispielsweise
das Veränderungsverhältnis der elektro- sehen 0,1 und 0,5 Gewichtsprozent liegen, in welchen
statischen Kapazität als Funktion der herrschenden Grenzen ein dichtes, gleichmäßiges keramisches Di-Temperatur
schlechter aus; dadurch erhält man ein elektrikum ohne Verschlechterung der verschiedenen
für den praktischen Gebrauch nicht geeignetes kera- 40 elektrischen Eigenschaften erhalten werden kann,
misches Dielektrikum. Wenn mehr als 69 Molprozent Wie oben erklärt, umfaßt die Grundzusammen-TiO2
im keramischen Dielektrikum enthalten sind, setzung des keramischen Dielektrikums gemäß der
wird die Dielektrizitätskonstante es außerordentlich vorliegenden Erfindung 30 bis 94 Molprozent SrTiO3,
klein; wenn andererseits weniger als 5 Molprozent TiO2 1 bis 22 Molprozent Bi2O3, 5 bis 69 Molprozent TiO2
im keramischen Dielektrikum enthalten sind, kann 45 und außerdem 0,1 bis 20 Gewichtsprozent MgO, bekein
dichtes, gleichförmiges keramisches Dielektrikum zogen auf das Gesamtgewicht der drei Verbindungen
erzeugt werden; man erhält ein für den praktischen SrTiO3, Bi2O3 und TiO2. Außerdem können 10 Ge-Gebrauch
nicht geeignetes keramisches Dielektrikum. wichtsprozent von mindestens einem Oxyd einer sel-Wenn
mehr als 20 Gewichtsprozent MgO im kera- tenen Erde, bezogen auf das Gesamtgewicht der obenmischen
Dielektrikum enthalten sind, fällt die Di- 50 erwähnten Grundzusammensetzung, im keramischen
elektrizitätskonstante ss niedrig aus, und zusätzlich Dielektrikum enthalten sein. Bei einer solchen Zuwird
es schwierig, das keramische Dielektrikum richtig sammensetzung erhält man ein keramisches Dielekzu
sintern, da eine Temperatur über 14000C zum trikum mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften;
Sintern erforderlich ist. Wenn andererseits weniger als es hat die Merkmale einer hohen Dielektrizitäts-0,1
Gewichtsprozent MgO im keramischen Körper 55 konstante, niedrigen dielektrischen Verlusts und geenthalten
sind, ergeben sich Verschlechterungen der ringer Variationen des Veränderungsverhältnisses der
Effekte, die zu einem hohen Wert von es und zur Ver- elektrostatischen Kapazität und des dielektrischen
besserung des Veränderungsverhältnisses der elektro- Verlusts, die letzten beiden bezüglich Veränderung der
statischen Kapazität bei Veränderung der herrschen- angelegten Spannung. Außerdem kann ein Mineraliden
Temperatur führen. Wenn mehr als 10 Gewichts- 60 sierer im keramischen Dielektrikum enthalten sein,
prozent eines Oxyds einer seltenen Erde im kerami- wodurch ein dichtes, gleichförmiges keramisches Dischen
Dielektrikum enthalten sind, wird die Di- elektrikum erzeugt werden kann,
elektrizitätskonstantees des keramischen Dielektrikums Bei den obenerwähnten Ausführungsformen wurden
niedrig. Wenn andererseits weniger als 0,01 Gewichts- einige Rohstoffe in Form der Karbonate, wie beispielsprozent
eines Oxyds einer seltenen Erde im kera- 65 weise SrCO3 oder MgCO3, verwendet. Es können
mischen Dielektrikum enthalten ist, erhält man die jedoch natürlich auch andere Formen, beispielsweise
Vorteile, die sonst durch die Zugabe eines Oxyds einer Oxyde, der Rohmaterialien ohne Verminderung der
seltenen Erde erreicht Werden, nicht mehr. Außerdem erwähnten Merkmale verwendet werden.If more than 22 mol percent Bi 2 O 3 are still contained in the mixed dielectric according to the present ceramic dielectric, that will be the case. If more than 0.5 percent by weight of ceramic dielectric is a highly porous body and, on the other hand, the mineralizer in the ceramic dielectric is kept less than one percent by weight, various electrical Bi 2 O 3 is contained in the ceramic dielectric, and the properties of the ceramic dielectric decrease various electrical properties, such as two-strong. The amount of mineralizer should therefore, for example, the change ratio of the electrical see 0.1 and 0.5 percent by weight, in which static capacity as a function of the prevailing limits, a dense, uniform ceramic Di-temperature is worse; thereby an electric material is obtained without deterioration of the various ceramic properties unsuitable for practical use can be obtained,
mixed dielectric. When more than 69 mol percent As explained above, the basic composition includes TiO 2 in the ceramic dielectric, according to the composition of the ceramic dielectric, the dielectric constant e s extremely of the present invention becomes 30 to 94 mol percent SrTiO 3 , small; On the other hand, if less than 5 mole percent TiO 2 1 to 22 mole percent Bi 2 O 3 , 5 to 69 mole percent TiO 2 is contained in the ceramic dielectric, 45 and also 0.1 to 20 weight percent MgO, no dense, uniform ceramic dielectric moved onto the Total weight of the three compounds produced; one obtains a for the practical SrTiO 3 , Bi 2 O 3 and TiO 2 . In addition, 10 Ge can use unsuitable ceramic dielectric. If more than 20 percent by weight of MgO is contained in the ceramic earth, based on the total weight of the dielectric above, the basic composition mentioned is low in the ceramic electrical constant s s , and additionally contains dielectric be. In such Zuwird it difficult to correct the ceramic dielectric composition is obtained sinter a ceramic Dielekzu, since a temperature over 1400 0 C for trikum with excellent electrical properties; Sintering is required. On the other hand, if less than it has the high dielectric properties-0.1 weight percent MgO is contained in the ceramic body 55 constant, low dielectric loss and, there are deteriorations in the small variations in the change ratio of the effects leading to a high value of e s and for the electrostatic capacity and the dielectric improvement of the change ratio of the electrical loss, the last two for the change in the static capacity with a change in the applied voltage. In addition, a mineralide temperature can result. If there are more than 10 percent by weight in the ceramic dielectric, percent of a rare earth oxide in the ceramic, thereby containing a dense, uniform ceramic dielectric, the dielectric can be produced,
electric constant e s of the ceramic dielectric in the above-mentioned embodiments have become low. If, on the other hand, less than 0.01 weight, some raw materials in the form of carbonates, such as percent of a rare earth oxide in the form of SrCO 3 or MgCO 3 , are used. Mixing dielectric is included, but of course other forms are also obtained, for example advantages that are otherwise no longer achieved by adding an oxide of an oxide to the raw materials without reducing the rare earth. Also mentioned features are used.
ίοίο
Gewicht i
weight
sprozent
Oxyd 1
percent
oxide
5Velt ε ,: at
5V elt
ACZ at 2k \
AC Z
ZlC3 / ■ / mrn (same sp.)
ZlC 3
bei 5 Veff tan δ (»/")
at 5 V eff
(50Hz)at 0.5 kVeff / mm
(50Hz)
0 1La 2 O 3
0 1
0,5 U, J.
0.5
1,0
0La 2 O 3
1.0
0
98,0BaTiO 3
98.0
2,0Bi 2 (SnO 3
2.0
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (4)
prozent TiO2, außerdem 0,1 bis 20 Gewichts- Ein Beispiel für einen bekanntes keramisches Diprozent MgO, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektrikum ist in der USA.-Patentschrift 3 352 697 drei Verbindungen SrTiO3, Bi2O3 und TiO2, ent- io beschrieben. Es besteht zu 20 bis 90 Gewichtsprozent hält. aus SrTiO3, 3 bis 60 Gewichtsprozent Bi2O3 und 51. Ceramic dielectric with a content in the case of a change in the range of the applied voltage across SrTiO 3 , Bi 2 O 3 and TiO 2 , markedly too large as a result; Finally, the change in the drawing that there is 30 to 94 mol percent SrTiO 3 , electrostatic capacity when changing the 1 to 22 mol percent Bi 2 O 3 and 5 to 69 mol percent temperature is also too great,
percent TiO 2 , also 0.1 to 20 percent by weight An example of a known ceramic dip percent MgO, based on the total weight of the elektrikum, is in the USA patent 3 352 697 three compounds SrTiO 3 , Bi 2 O 3 and TiO 2 , ent- io described. It is made up of 20 to 90 percent by weight holds. from SrTiO 3 , 3 to 60 percent by weight Bi 2 O 3 and 5
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11847173A JPS5520609B2 (en) | 1973-10-23 | 1973-10-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2411639B1 true DE2411639B1 (en) | 1975-01-23 |
Family
ID=14737482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2411639A Pending DE2411639B1 (en) | 1973-10-23 | 1974-03-12 | Ceramic dielectric |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5520609B2 (en) |
DE (1) | DE2411639B1 (en) |
FR (1) | FR2248249B1 (en) |
GB (1) | GB1455788A (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4900702A (en) * | 1987-10-27 | 1990-02-13 | Nippon Ferrite, Ltd. | Dielectric ceramic composition |
US8556108B2 (en) | 2007-09-26 | 2013-10-15 | Heat Wave Technologies, Llc | Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance |
US8578926B2 (en) | 2009-03-09 | 2013-11-12 | Heat Wave Technologies, Llc | Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance |
US8360048B2 (en) | 2009-03-09 | 2013-01-29 | Heat Wave Technologies, Llc | Self-heating systems and methods for rapidly heating a comestible substance |
JP5012932B2 (en) * | 2010-02-25 | 2012-08-29 | Tdk株式会社 | Dielectric porcelain composition and electronic component |
KR102061508B1 (en) * | 2013-09-05 | 2020-01-02 | 삼성전기주식회사 | Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor comprising the same |
JP2015137194A (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag | Dielectric ceramic composition, dielectric element, electronic component and laminated electronic component |
-
1973
- 1973-10-23 JP JP11847173A patent/JPS5520609B2/ja not_active Expired
-
1974
- 1974-03-04 GB GB961774A patent/GB1455788A/en not_active Expired
- 1974-03-12 DE DE2411639A patent/DE2411639B1/en active Pending
- 1974-05-10 FR FR7416311A patent/FR2248249B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2248249A1 (en) | 1975-05-16 |
FR2248249B1 (en) | 1980-07-04 |
GB1455788A (en) | 1976-11-17 |
JPS5068000A (en) | 1975-06-06 |
JPS5520609B2 (en) | 1980-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2433661C3 (en) | Semiconductor ceramics with intermediate grain insulation | |
DE3800198C2 (en) | Process for making a non-reducible dielectric ceramic composition | |
DE4334454A1 (en) | Substituted barium-neodyn-titanium perovskite Dielectric, ceramic composition, capacitor and microwave component | |
DE2531115C3 (en) | Dielectric ceramic | |
DE2736688C2 (en) | Process for the production of a dielectric with a perovskite structure | |
DE112014002548T5 (en) | Laminated ceramic capacitor | |
DE3642226A1 (en) | DIELECTRIC CERAMIC MASS | |
DE2342670B2 (en) | SINTERED CERAMIC MATERIAL WITH HIGH DIELECTRICITY CONSTANT | |
DE2411639B1 (en) | Ceramic dielectric | |
DE2849293C2 (en) | ||
DE2824870C2 (en) | ||
DE3612705C2 (en) | Process for the preparation of powdered ceramic starting materials of complex oxides | |
DE3011977C2 (en) | ||
DE3146102C2 (en) | ||
DE3444340C2 (en) | ||
DE2361230B2 (en) | Ceramic dielectric | |
DE3730821C2 (en) | Ceramic composition with high dielectric constant | |
DE3206502C2 (en) | ||
DE602004011430T2 (en) | Dielectric ceramic composition and electronic device | |
DE1471483B2 (en) | CERAMIC DIELECTRIC | |
DE10025575B4 (en) | Piezoelectric ceramic composition and use thereof for a piezoelectric ceramic element | |
DE3834778A1 (en) | DIELECTRIC CERAMIC COMPOSITIONS | |
DE3924803A1 (en) | Ceramic dielectric material compsns. with high dielectric constant - comprises oxide mixt. of strontium, titanium, calcium, lead, bismuth, copper and manganese | |
DE3390046C2 (en) | Ceramic composition with high dielectric constant | |
DE2441450C3 (en) | Ceramic capacitor and method of its manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B1 | Publication of the examined application without previous publication of unexamined application |