DE2549891C3 - Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums - Google Patents

Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums

Info

Publication number
DE2549891C3
DE2549891C3 DE2549891A DE2549891A DE2549891C3 DE 2549891 C3 DE2549891 C3 DE 2549891C3 DE 2549891 A DE2549891 A DE 2549891A DE 2549891 A DE2549891 A DE 2549891A DE 2549891 C3 DE2549891 C3 DE 2549891C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dielectric
composition
ita
ceramic
ceramic dielectric
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.)
Expired
Application number
DE2549891A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2549891A1 (de
DE2549891B2 (de
Inventor
Makoto Hori
Koji Takahashi
Masamichi Turuta
Norishige Yamaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP49128452A external-priority patent/JPS5154299A/ja
Priority claimed from JP49136419A external-priority patent/JPS5160999A/ja
Priority claimed from JP50014723A external-priority patent/JPS5189200A/ja
Priority claimed from JP50107721A external-priority patent/JPS5232600A/ja
Priority claimed from JP50107720A external-priority patent/JPS5232599A/ja
Priority claimed from JP50111907A external-priority patent/JPS5235900A/ja
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of DE2549891A1 publication Critical patent/DE2549891A1/de
Publication of DE2549891B2 publication Critical patent/DE2549891B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2549891C3 publication Critical patent/DE2549891C3/de
Expired legal-status Critical Current

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
    • H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • 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
    • 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
    • C04B35/475—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 bismuth titanates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1254—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates
    • H01G4/1263—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates containing also zirconium oxides or zirconates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

entspricht, wobei Me mindestens ein zweiwertiges Metall aus der Strontium, Barium und Blei enthaltenden Gruppe, R mindestens ein fünfwertiges Metall aus der Tantal, Niob und Antimon enthaltenden Gruppe ist und wobei χ und y beide innerhalb des Bereichs von 0,4 bis 2,0 liegen und das Verhältnis von x/y\m Bereich von 0,9 bis 1,1 liegt.
2. Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Metalloxid der Oxide des Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom aufweisenden Gruppe in einem Betrag von nicht größer als 0,5 Gew.-% aufweist bezogen auf das Gewicht des keramischen Dielektrikums der Formel
und ausgedrückt in Beträgen von Mangandioxid MnO2, Eisenoxid Fe2Oj, Kobaltoxid CoO, Nickeloxid NiO und Chromoxid Cr2O3. jo
3. Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 bis 10,0 Mol Bleititanat pro Mol des Wismuttitanats mit Substituenten enthält.
4. Zusammensetzung eines keramischen Dielektri- js kums nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin mindestens ein Metalloxid des Wolframoxids und Molybdänoxids in einem Anteil von nicht größer als 2,0 Gew.-% enthält, bezogen auf das Gewicht des keramischen Dielektrikums der Formel
Bi4-,Me/T"i3-,R/>i2
und ausgedrückt in Beträgen von Wolframtrioxid WO3und Molybdäntrioxid MoO3. 4-,
Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung eines w keramischen Dielektrikums aus Wismuttitanat mit mindestens einem Titanat des Strontiums, Bariums oder Bleis und mindestens einem Oxyd des Tantals, Niobs oder Antimons.
Die meisten keramischen Kondensatoren, welche in der Elektronikindustrie Anwendung finden und welche bei kleinen Abmessungen eine hohe Kapazität aufweisen sollen, haben ein Dielektrikum, welches überwiegend aus Bariumtitanat mit einer hohen Dielektrizitätskonstante besteht. Dieses keramische Dielektrikum b0 enthält einen geringen Anteil von wismuthaltigen Oxiden, wie beispielsweise Wismutstannate, Wismuttitanate und Wismutzirkonate, welche zu dem Zwecke eingebracht werden, die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von Temperaturänderungen zu vermin- (,5 dem. Die üblichen Sintertemperaturen einer derartigen keramischen Zusammensetzung liegt üblicherweise bei 1200° C bis 14000C.
Entsprechend dem Wunsch der Elektronikindustrie wurden in jüngster Zeit keramische Kondensatoren entwickelt, welche bei geringeren Abmessungen eine verbesserte Kapazität aufweisen und welche eine höhere Betriebszuverlässigkeit besitzen. Ein solcher Kondensator weist einen keramischen Dünnfilm mit einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm auf. Weiterhin ist ein keramischer Laminarkondensator bekannt, welcher aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten besteht, von denen jede eine Dicke von näherungsweise 50 Mikron oder weniger aufweist
Derartige Schichtkondensatoren, welche überwiegend aus Bariumtitanat bestehen, sind jedoch aus verschiedenen Gründen nicht zufriedenstellend. Da die erforderliche Sintertemperatur relativ hoch ist, neigt das in der Zusammensetzung enthaltene Wismut dazu, zu verdampfen, wodurch der dielektrische Körper sich verzieht und zahlreiche Hohlräume aufweist Der sich hierdurch ergebende Kondensator weist eine schlechte Dichte auf und seine elektrischen und dielektrischen Eigenschaften sind nicht zufriedenstellend. Weiterhin weisen die sich bildenden Kristalle eine große Korngröße auf, beispielsweise in der Größenordnung von 30 bis 50 Mikron. Es ist deshalb sehr schwierig, bei einer solchen Korngröße dünne Schichten herzustellen. Weiterhin müssen die Anschlußelektroden bei einem solchen Schichtkondensator aus Platin oder einer Platin-Palladium-Legierung bestehen, was relativ teuer ist.
Es ist weiterhin ein keramisches Dielektrikum bekannt, das neben Bariumtitanat auch Titanate des Wismuts, Strontiums und Bleis und Okyde des Tanteis und Niobs enthält. Der Anteil des Bariumtitanats liegt bei mindestens 50 Gewichtsprozent, d. h. der Bariumtitanatanteil überwiegt bei dieser Zusammensetzung.
Auf mindestens etwa 4 Mol Bariumtitanat kommen 1 Mol restliche Bestandteile des Dielektrikums. Eine solche Zusammensetzung weist wohl eine verminderte Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von der Temperatur auf, jedoch liegen auch hier die Sintertemperaturen bei etwa 12000C, was zu den vorerwähnten Nachteilen führt. Die Werte, insbesondere des spezifischen Widerstands sowie des Isolationswiderstands und der Durchlagsspannung der aus dem Dielektrikum hergestellten Kondensatoren sind unbefriedigend. Schichtdicken von 20 Mikron sind nicht erzeugbar. Wegen der hohen Sintertemperaturen ist Platin als Kontaktiermetall erforderlich.
Es besteht die Aufgabe, die Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums so zu wählen, daß die optimale Sintertemperatur zwischen näherungsweise 9000C und näherungsweise 12000C liegt. Weiterhin soll die Zusammensetzung so gewählt sein, daß die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante über einen weiten Temperaturbereich gering ist, die Zusammensetzung einen verbesserten Isolierwiderstand und eine höhere Durchlagsspannung aufweist und die Herstellung dünner Laminate ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Grundkomponente des keramischen Dielektrikums der in Anspruch 1 genannten Formel ist ein Wismuttitanat der Formel 614Ti3Oi2. Dieses Wismuttitanat ist bei zweischichtigen Dielektrika bekannt. Dieses 'iiTi3Oi2 wurde jedoch bislang in Kombination mit einem Bariumtitanatdielektrikum der Formel BaTiO3 verwendet. Eine Alleinverwendung fand wegen der
mindertigen keramischen und elektrischen Eigenschaften nicht statt. Das keramische Dielektrikum gemäß der vorliegenden Erfindung wird erzeugt durch teilweisen Ersatz sowohl des Wismuts als auch des Titans in der Formel BL4T13O12 durch mindestens ein zweiwertiges Metall aus der Gruppe, welche Strontium, Barium und Blei enthält und durch mindestens ein fünfwertiges Metall der Gruppe, welche Tantal, Niob und Antimon enthält. Der Grad der Substitution wird durch die positiven Zahlen χ und y definiert, welche im Bereich zwischen 0,4 und 2,0 liegen. Die Werte von χ und y können unabhängig voneinander variieren, sind jedoch vorzugsweise einander gleich groß, wie dies durch das Verhältnis x/y im Bereich von 0,9 bis 1,1 verdeutlicht wird.
Das keramische Dielektrikum gemäß der Erfindung kann Zusätze zur Modifizierung oder Verbesserung von einigen der keramischen und elektrischen Eigenschaften enthalten. Die Grundzusammensetzung -nd solche modifizierten Zusammensetzungen werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, die zeigen in:
F i g. 1 ein Diagramm der Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und des dielektrischen Verlustfaktors vom Grad der Substitution von χ und y in
25
F i g. 2 ein Diagramm der Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und des dielektrischen Verlustfaktors vom Atom Verhältnis von Nb/(Nb+Ta),
F i g. 3 ein Diagramm der Abhängigkeit des dielektrischen Verlustfaktors und der Dichte in Abhängigkeit vom Betrag des Zusatzes von Manganoxid,
F i g. 4 ein Diagramm der Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und des dielektrischen Verlustfaktors vom Betrag eines PbTiO3 Zusatzes und des Atomverhältnisses von Nb/(Nb + Ta),
F i g. 5 ein Diagramm der Abhängigkeit der Dichte, der Kristallgrößc und der Porosität vom Betrag eines Zusatzes von MoO3 oder WO3 und
Fig.6 ein Diagramm der Last-Dauerhaftigkeit des Isolationswiderstandes eines Kondensators, wenn dieser über längere Zeit einer hohen Temperatur ausgesetzt wird.
Grundzusammensetzung
Die Grade der Substitution von * und y sollte im Bereich von 0,4 bis 2,0, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,4 liegen, während das Verhältnis x/y im Bereich von 0,9 bis 1,1 liegen sollte. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß in diesen Bereichen die Dielektrizitätskonstante, der dielektrische Verlustfaktor und die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von der Temperatur ausreichend gut ist.
Die optimale Zusammensetzung variiert in einem gewissen Bereich in Abhängigkeit des im Einzelfall verwendeten Substituenten. Unabhängig von dem verwendeten Substituenten weist jedoch die Dielektrizitätskonstante einen hohen Wert auf, wenn χ und y zwischen 0,5 und 1,5 liegen und ein Spit/.enwert ist vorhanden, wenn χ und y näherungsweise einen Wert zwischen 0,9 und 1,1 aufweisen. Der dielektrische Verlustfaktor weist einen nieca en \Vert auf, wenn χ und /größer als näherungsweise 1,2 sind.
Diese Verhältnisse sind im Diagramm gemäß Fig. 1 wiedergegeben, welches die Werte von Proben zeigt, bei denen Me ersetzt ist durch Sr und in denen R ersetzt ist durch Nb oder Ta. Eine optimale Zusammensetzung weist als Substituent für Me Strontium auf (x=näherungsweise 1) und der Substituent für R besteht aus einer Kombination von Niob und Tantal (y= näherungsweise 1 bei einem Atomverhältnis von Nb/(Nb+Ta) gleich näherungsweise 0,5 bis 1,0, insbesondere näherungsweise 0,7). Eine solche optimale Zusammensetzung ist in F i g. 2 dargestellt Es wurde festgestellt, daß ein keramisches Dielektrikum, bei welchem entweder einer oder beide der zwei Substituenten Me und R aus iwei oder mehreren verschiedenen Metallen bestehen, im allgemeinen vorteilhafter sind als solche Zusammensetzungen, bei denen beide Substituenten Me und R aus einem einzigen Metall bestehen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß, wenn der Betrag des ersetzten Metalls bzw. Metalle zwischen Losen des keramischen Dielektrikums nicht genau der gleiche ist, die elektrischen und dielektrischen Charakteristika der früheren Zusammensetzung relativ gleichförmig sind zwischen Losen im Vergleich zu jenen der späteren Zusammensetzung.
Der relative Betrag von Wismut zu dem zweiwertigen Metall Me muß nicht exakt der gleiche wie A sein, sondern kann sich verändern in einen Bereich von näherungsweise 0,9A bis näherungsweise I1IA, wobei A das Verhältnis von Wismut zu Me bedeutet, bestimmt durch die Formel
in entsprechender Weise muß der Relativbetrag von Titan zum fünfwertigen Metall R nicht genau der gleiche jo wie B sein, sondern kann innerhalb eines Bereichs von näherungsweise 0,9B bis näherungsweise 1,1 B variieren, wobei B das Verhältnis von Titan zu R bedeutet, bestimmt durch die Formel
Wenn die Relativbeträge von Wismut zu Me und/oder Titan zu R außerhalb des obengenannten Bereichs liegen, dann ist zumindest ein Teil der dielektrischen Charakteristika nicht zufriedenstellend.
Modifizierte Zusammensetzung (1) enthaltend
mindestens ein Additiv von Oxiden von
Mn, Fe, Co, Ni und Cr
Die Grundzusammensetzung eines keramischen Di-
Vi elektrikums gemäß der Erfindung kann zumindest ein Additiv enthalten, we|ches ausgewählt wird von Oxiden des Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom. Der Anteil der entsprechenden Metalloxide ist geringer als 0,5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Grundzusam-
v) mensetzung und ausgedrückt in Anteilen von
Mangandioxid (MnO2),
Eisenoxid (Fe2O3),
Kobaltoxid (CoO),
Nickeloxid (NiO) und
Chromoxid (Cr2O3).
Eine solche modifizierte Zusammensetzung ist vorteilhaft in bezug auf die Grundzusammensetzung wegen
bo der nachfolgenden Punkte. Erstens ist die optimale Sintertemperatur der modifizierten Zusammensetzung etwa 500C geringer und der gesinterte Keramikkörper weist eine größere Dichte auf %erglichen mit der Grufizusammensetzung. Zweitens ist sowohl der
b5 dielektrische Verlustfaktor und die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von Temperaturänderungen geringer als bei der Grundzusammensetzung. Der spezifische Widerstand und die Dielektrizitätskonstante
der modifizierten Zusammensetzung sind näherungsweise gleich v/ie bei der Grundzusammensetzung. Die Wirkung der additiven Metalloxide bezüglich der Verbesserung der Dichte und bezüglich der Verminderung des dielektrischen Verlustfaktors (tan δ) ist in Fig. 3 dargestellt. Es wurde gefunden, daß die modifizierte Zusammensetzung in bezug auf die Grundzusammensetzung einige vorteilhafte Merkmale aufweist. Es wurde weiterhin gefunden, da3 die modifizierte Zusammensetzung eine gleiche Kristallstruktur und einen gleichen Curie-Punkt aufweist wie die Grundzusammensetzung.
Um mindestens einen geringen Vorteil zu erhalten, müssen nur sehr kleine Beträge des additiven Metalloxids der Zusammensetzung beigegeben werden. Im allgemeinen sollten jedoch mindestens 0,01 Gew.-% der Metalloxide beigegeben werden. Die obere Grenze liegt bei 0,5 Gew.-°/o, da bei einer Metalloxidzugabe von mehr als 0,5 Gew.-% die Zusammensetzung bezüglich des dielektrischen Verlustfaktors und des spezifischen Widerstandes schlechter wird. Die optimalen Resultate werden bei einer Metalloxidzugabe im Bereich von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,2 bis 0,3 Gew.-% erhalten.
Modifizierte Zusammensetzung (2) enthaltend
mindestens ein Additiv von Oxiden von W und Mo
Die Grundzusammensetzung des keramischen Dielektrikums gemäß der Erfindung kann mindestens ein Additiv enthalten, welches aus Wolframoxid und Molybdänoxid besteht. Der Anteil der entsprechenden Metalloxide ist geringer als 2,0 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht der Grundzusammensetzung des keramischen Dielektrikums, wobei die Oxide aus Wolframtrioxid (WO3) und Molybdäntrioxid (MOO3) bestehen.
Eine solche modifizierte Zusammensetzung ist vorteilhaft gegenüber der Grundzusammensetzung in bezug auf den spezifischen Widerstand, die Dauerhaftigkeit des Isolationswiderstandes unter Lastbedingungen und in bezug auf die Sintereigenschaften. Es wird angenommen, daß sich diese besseren Eigenschaften aufgrund folgender Umstände ergeben. Während der Reaktion in fester Phase beim Sintern der Metalloxidmischung bildet ein Zwischenprodukt von Wismuttrioxid und Molybdäntrioxid oder Wolframtrioxid eine flüssige Phase. Das gesinterte Produkt wird hierdurch dichter und weist eine feinere Kristallstruktur auf. Weiterhin werden Unreinheiten, wie beispielsweise Natriumionen (Na1 + ), welche im Metalloxidausgangsmaterial enthalten sind und welche einen schlechten Einfluß auf die elektrische Leitfähigkeit haben, kombiniert mit Molybdänionen und/oder Wolframionen, wobei diese Kombination substituiert ist für Teile von Wismutionen (Bi3+) und Titanionen (Ti4+).
Um mindestens einen kleinen Vorteil zu erzielen, müssen lediglich sehr kleine Beträge von Molybdänoxid oder Wolframoxid der Zusammensetzung beigegeben werden. Es sollten jedoch mindestens 0,01 Gew.-% von Molybdäntrioxid MOO3 und Wolframtrioxid WO3 beigegeben werden. Wenn der Anteil von Molybdänoxid und Wolframoxid 0,5% übersteigt dann wird nur noch eine unwesentliche Verbesserung der Eigenschaften festgestellt Beträgt der Anteil mehr als 2,0Gew.-%, dann werden die elektrischen Eigenschaften schlecht Deshalb beträgt die Obergrenze 2,0 Gew.-%. Optimale Resultate werden erhalten bei einer Zugabe im Bereich von 0,01 % bis 0,5 Gew.-%.
Modifizierte Zusammensetzung (3), Bleititanat
enthaltend
Die Grundzusammensetzung des keramischen Di elektrikums kann Bleititanat in einem Betrag von 0,1 bi:
10,0MoI, vorzugsweise 0,1 bis 2,5 Mol pro Mol dei Grundzusammensetzung des keramischen Dielektri kums gemäß der Formel
enthalten.
Eine solche modifizierte Zusammensetzung weist ir einer Reihe von Punkten bessere Eigenschaften als die Grundzusammensetzung auf. Als erstes beträgt dit optimale Sintcrtcmperaiur 950 bis 11000C, das heißt etwa 1000C bis 150°C weniger als diejenige bei dei Grundzusammensetzung. Als zweites ist die Dielektrizi tätskonstante höher. Beispielsweise beträgt die Dielek trizitätskonstante einer Zusammensetzung für eir zweischichtiges keramisches Dielektrikum etwa 140 Diese Dielektrizitätskonstante wächst auf 200 bis 68C an, wenn mindestens ein Additiv von Sr, Ba und Pb unc mindestens ein Additiv von Ta, Nb und Sb beigegeber wird. Ein weiteres Anwachsen auf 230 bis 860 wire festgestellt bei einer Zugabe von Bleititanat. Als drittes ist der dielektrische Verlust gering. Der Dielektrische Verlustfaktor (tan δ) liegt unter 2,5%, insbesondere unter 1,0%, wenn der Anteil von Bleititanat 1,0 bis 2,0 Mol pro Mol der Grundzusammensetzung beträgt
jo Viertens ist die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante gegenüber Temperaturänderungen sehr gering Der Koeffizient der Dielektrizitätskonstante in Abhängigkeit von Temperaturänderungen (es · TC) liegt im Bereich von ±2% bis ± 15% innerhalb eines Temperaturbereichs von -55° bis +125°C. Die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von Temperaturänderungen, welche mit ε5 ■ TC angegeben sind, stellt sich als Bereich der Kapazitätsabweichung in Prozent wie folgt dar:
TC =
C 11111x —
2S° C
O.vc
C„„„ - C
χ 100 (%)
-25'C
wobei C25C die bei 25° C gemessene Kapazität und CmaA und Cmin die maximale Kapazität und die minimale Kapazität gemessen innerhalb eines Temperaturbereichs von -55° C bis +1250C darstellen.
Die Wirkung von Bleititanat auf die Verbesserung der Dielektrizitätskonstante und auf die Verminderung des dielektrischen Verlustfaktors tan<5 ist in Fig.4 dargestellt Die in F i g. 4 gezeigen Daten wurden erhalten bei einer Zusammensetzung, weiche Strontium als Me (X=I1O), Niob und Tantal als R (^= 1,0) und PbTiO3 enthielt Alpha zeigt eine Molzahl von PbTiO3 an, welche pro Mol der Grundzusammensetzung beigefügt wurde. Die F i g. 4 zeigt daß die Dielektrizitätskonstante infolge der Beigabe von PbTiO3 hoch ist speziell wenn das Atomverhältnis von Nb/(Nb+Ta) etwa 03 bis 1,0 ist Weiterhin ist der Dielektrizitätsverlust bemerkenswert verringert durch die Kombination mit PbTiOj.
Durch Röntgendiffraktometrie wurde bestätigt daß,
wenn Bleititanat in der Grundzusammensetzung des keramischen Dielektrikums in einem Betrag kombiniert
ist, das Molverhältnis von Bleititanat zur Grundzusammensetzung der Formel
Bi4-,MeZTi3-,RyOi2
ein ganzzahliges, wie 1 oder 2 ist, die resultierende modifizierte Zusammensetzung des keramischen Dielektrikums eine Zweischichtstruktur aufweist.
Bi4-»Me,Ti3-j RyO i2 + PbTiO3
PbBi4-,
+ 2 PbTiO3
Wenn das Molverhältnis von Bleititanat zur Grundzusammensetzung gemäß der obigen Formel nicht ein ganzzahliges ist, d. h. das Verhältnis der beiden Anteile ist nicht so chemisch stoichiometrisch, um eine Zweischichtstruktur zu bilden, dann ergibt sich eine resultierende Zusammensetzung in der Form eines gemischten Kristalls zusammengesetzt aus einer Zweischichtstruktur und Bleititanat. Die modifizierte Zusammensetzung des keramischen Dielektrikums besitzt jedoch zufriedenstellende Eigenschaften unabhängig von der Art der Kristallstruktur.
Modifizierte Zusammensetzung (4), enthaltend
Bleititanat und mindestens ein Additiv von
Molybdänoxid und Wolframoxid
Die bei der Herstellung der modifizierten Zusammensetzungen (1) bis (3) benutzten Additive können in Kombination mit zwei oder mehr Additiven in die Grundzusammensetzung eingebaut sein, um kombinierte Wirkungen zu erhalten.
Eine bevorzugte Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus
1. Wismuttitanat mit Substituenten entsprechend der Formel
Bi4-xMeZn3_,R,O,2,
2. Bleititanat in einem Anteil von 0,1 bis 10 Mol pro Mol der vorgenannten Grundzusammensetzung und
3. Wolframoxid und/oder Molybdänoxid in einem Anteil von 0,01 bis 2.0 Gew.-°/o bezogen auf das Gewicht der vorgenannten Grundzusammensetzung und bestehend aus Wolframtrioxid (WO3) und Molybdäntrioxid (MoO3). Diese bevorzugte Zusammensetzung weist die Vorteile sowohl der modifizierten Zusammensetzung (2) als auch dencni^en nach ^3^ auf. Diese bevorzugte Zusammensetzung besitzt eine höhere Dielektrizitätskonstante, einen verminderten dielektrischen Verlust, eine verminderte Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante in bezug auf Temperaturänderungen, verbesserte Sintereigenschaften, einen höheren spezifischen Widerstand und eine höhere Durchschlagsspannung.
Die Wirkung von Molybdänoxid und/oder Wolframoxid bezüglich der Verbesserung der Sintereigenschaften ist in Fig.5 dargestellt. Die Daten nach Fig.5 wurden erhalten bei einer Zusammensetzung bestehend aus einer Zweischichtstruktur der Formel
PbBi3SrTi3(Nb0J ■
und Molybdäntrioxid oder Wolframtrioxid. Wie der Fig.5 zu entnehmen ist, erreichen die Porosität, die Korngröße und die Dichte zufriedenstellende Werte oberhalb einer Zugabe von 0,01 Gew.-% von MoO3 und WO3, wobei diese Werte näherungsweise konstant werden, wenn der Anteil von MoO3 oder WO3 0,5 Gew.-% erreicht. Steigt der Anteil von MoO3 oder WO3 über 2,0 Gew.-% an, dann werden andere Eigenschaften schlecht.
Die Zusammensetzungen eines keramischen Dielektrikums gemäß der vorliegenden Erfindung werden wie
ίο folgt hergestellt. Feinzerteilte Partikel oder Puder der entsprechenden Metalloxide werden miteinander vermischt und in eine geeignete Form, beispielsweise in Tablettenform, gebracht. Das so in Form gebrachte Pulver wird bei einer Temperatur von 500° bis 1000°C für 0,5 bis 5 Stunden vorgesintert. Das vorgesinterte Produkt wird sodann in feine Partikelchen oder Pulver pulverisiert und sodann in eine geeignete Form gebracht, wobei ein Bindemittel verwendet werden kann oder nicht. Das so in Form gebrachte Pulver wird sodann bei einer Temperatur von 900°C bis 12000C für 0,5 bis 8 Stunden gesintert. Das vorerwähnte Vorsintern und das darauffolgende Pulverisieren kann vor dem eigentlichen Sintern wiederholt werden.
Anstelle von Metalloxiden können die Metalle auch in Form von Karbonatsalzen, Salzen einer organischen Säure oder Hydroxiden eingebracht werden.
Nachfolgend werden die Vorteile der Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengefaßt. Erstens ist die
so optimale Sintertemperatur geringer als bei dem bekannten keramischen Dielektrikum des Typs BaTiO3. Die gesinterte keramische Zusammensetzung weist verbesserte keramische Eigenschaften gegenüber diesen bekannten keramischen Dielektrika auf. Zweitens
j5 ist sowohl die Durchschlagsspannung als auch der Isolationswiderstand hoch und die Last-Dauerfestigkeit des Isolierwiderstandes bei hohen Temperaturen ist gut.
Da das keramische Dielektrikum eine hohe Dichte
aufweist und relativ dünn hergestellt werden kann, beispielsweise 50 Mikron oder weniger, ist es besonders geeignet zur Herstellung von kompakten Kondensatoren großer Kapazität, wie beispielsweise Filmkondensatoren oder Laminarkondensatoren. Bei solchen Laminarkondensatoren kann die innere Elektrode aus Edelmetallen bestehen, beispielsweise einer Silberpalladiumlegierung, da dies wegen der niederen Sintertemperatur möglich ist. Bei den bekannten BaTiO3 keramischen Laminarkondensatoren muß Platin oder eine Platinpalladiumlegierung verwendet werden, während bei Laminarkondensatoren mit einem keramischen Dielektrikum gemäß der vorliegenden Erfindung Silberpalladiumlegierungen verwendet werden können, deren Silberanteil etwa 90 Gew.-% beträgt. Die Dicke des Keramikkörpers bei Laminarkondensatoren kann auf näherungsweise 20 Mikron vermindert werden, was der Hälfte oder einem Drittel der Dicke der BaTiO3 Keramikschicht bei den bekannten Kondensatoren entspricht.
Die keramischen Dielektrika gemäß der vorliegenden Erfindung weisen eine geringere Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstante gegenüber Temperaturänderungen über einen weiten Temperaturbereich und einen verminderten dielektrischen Verlust auf.
Obwohl die Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums gemäß der vorliegenden Erfindung eine niedere Dielektrizitätskonstante von etwa 200 bis 800 aufweist, sind seine dielektrischen Eigenschaften nicht schlechter anzusehen als diejenigen eines BaTiO3
keramischen Dielektrikums, das eine Dielektrizitätskonstante von etwa 600 bis 2040 aufweist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das keramische Dielektrikum gemäß der Erfindung dünner herstellbar ist und eine bessere Zuverlässigkeit aufweist.
10
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert. In den Beispielen sind die Prozentzahlen Gewichtsprozente und die mit einem Stern versehenen Beispiele stellen Vergleichsbeispiele dar.
Beispiel
Dieses Beispiel illustriert die Grundzusammensetzung des keramischen Dielektrikums. Es wurde feinverteiltes Puder von
Wismuttrioxid B12O1,
Titandioxid T1O2, Strontiumkarbonat SrCOj,
Bariumkarbonat BaCOj,
Bleimonooxid PbO,
Tantalpentoxid Ta2Os,
NiobpentoxidNb2Osund Antimonpentoxid Sb2U5
verwendet. Die verschiedenen Zusammensetzungen wurden wie folgt hergestellt:
Tabelle I
Die feinen Puder der Metalloxide oder Karbonate wurden miteinander vermischt und zu Tabletten geformt. Jede Tablette wurde zwei Stunden bei 800°C vorgesintert. Die vorgesinterten Tabletten wurden sodann zu Puder pulverisiert, wobei die Teilchengröße bei Verwendung eines Kugelmahlwerks einige Mikron betrug. Nachdem dem Puder ein Bindemittel zugefügt wurde, wurde das Puder sodann zu Scheiben mit einem Durchmesser von 15 mm und einerDicke von 1,0 mm gepreßt. Diese Scheiben wurden sodann bei Luftatmosphäre ein bis zwei Stunden bei 1000° bis 12000C gesintert. Jede Scheibe wurde danach mit Silberelektroden plattiert und die elektrischen und dielektrischen Eigenschaften gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
1*) 0 -
2*) 0,3 Sr
3 0,4 Sr
4 0,8 Sr
5 0,9 Sr
6 1,0 Sr
7 1,2 Sr
8 1,4 Sr
9 1,7 Sr
10 2,0 Sr
11*) 2,2 Sr
12 0,4 Sr
13 0,8 Sr
14 1,0 Sr
15 1,1 Sr
16 1,2 Sr
17 1,4 Sr
18 1,7 Sr
19 2,0 Sr
20*) 2,2 Sr
21 0,8 Sr
22 0,9 Sr
23 1,0 Sr
24 1,0 Sr
R Dielektri tan δ Spezif. f% · /S 125 C) Sintertem
zitätskon Widerstand -10 peratur
stante " - 7
f. (S) (ohm cm) (-55- - 6 ( C)
- 140 2,6 2 X 10" +20 - 6 1200
Ta 150 0,9 9 x 1012 + 15 - 6 1200
Ta 200 1,2 3 X 10" + 12 - 8 1100
Ta 500 2,4 3 X 10" + 10 - 8 1100
Ta 530 1,4 5 x 10" + 9 - 6 1100
Ta 500 1,1 9 X 10" + 2 - 6 1100
Ta 410 0,4 2 X 1014 + 6 - 8 1100
Ta 350 0,4 7 X 10" + 2 -10 1100
Ta 270 0,3 5 X 10" + 0 -16 1130
Ta 180 0,3 9 X 1012 + 1 - 1130
Ta 140 0,3 4 X 1012 + 5 - 1130
Nb 210 1,8 5 X 10" + 16 -15 1100
Nb 370 2,5 2 X 10" - -11 1100
Nb 600 2,5 4 x I0:' - -10 1100
Nb 654 2,3 2 X 10" + 6 -10 1100
Nb 600 1,9 5 x 10" + 2 - 3 1100
Nb 450 0,4 2 X 1014 + 0 -10 1100
Nb 280 0,1 1 X 1014 + 4 -10 1100
Nb 187 0,1 8 X 10" + 3 -12 1100
Nb 140 0,1 4 X 10" + 6 -15 1100
/Nb 0,51
I Ta 0,5 J		 570 2,0 5 X 10" + 4 -15 1100
INb 0,51
\Ta 0,5 I		 560 2,5 2 X 10" +15 1100
/Nb 0,91
ITa 0,1 I		 640 2,5 2 X 10" +16 1100
/Nb 0,7 \
I τ- η 1 f 		680 2,5 5 X 10" +10 UOO
12
Fortsetzung
Probe .ν = ν
Mc
Dielektrizitätskon stante
cs
tan ö
Spezif.
Widerstand
(ohm cm)
es ■ TS Sintertem-
(%) peratur
(-55-125 C) ( C)
25 1,0 Sr I Nb 0,51
\ Ta 0,5 I
26 1,0 Sr I Nb 0,4)
ITa 0,6 I
27 1,0 Sr I Nb 0,3
ITa 0,7 /
28 1,0 Sr I Nb 0.11
\TaO,9i
29 1,1 Sr I Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I
30 1,4 Sr |NbO,5l
\Ta 0,5 I
31 1,7 Sr I Nb 0,51
iTa 0,5 ί
32 1,0 Pb |Nb0,5\
I Ta 0,5 I
33 1,0 Ba lNbO,5\
I Ta 0,5 I
34 1,0 I Sr 0,5 {
IPb 0,5 I		 I Nb 0,5\
iTa 0,5 1
35 1,0 I Sr 0,5 1
IPb 0,5 I		 I Nb 0,51
36 1,0 I Sr 0,5 1
I Pb 0,5 1		 I Nb 0,51
I Ta 0,5 I
37 1,0 Sr I Nb 0,51
\ Sb 0,5 f
38 1,0 Pb I Nb 0,5 \
1 Sb 0,5 I
39 1,0 Ba lNbü,5\
ISb 0,5 I
640
600 570 550 540
410 290 540 550 530 620 640 620 630 630 2,6
2,41
2,03
1,5
2,2
0,3
0,2
2,03
2,24
2,11
2,20
2,04
2,00
2,02
2,03
X 1015
X 1015
x 10iS
x 1014
x ΙΟ11
x 1014
x 1014
x ΙΟ11
x 1013
x I014
x 1014
x 1014
X 1014
X 1014
X 1014
+ 4
+ 3
+ 1
+ 0
+ 0
+ 3
+ 1
+ 2
+ 2
+ 0
+ 2
+ 1
+ 1
+ O
+ 2
-15 1100
-12 1100
-11 1100
- 8 1100
- 3 1100
- 8 1100
- 2 1100
-12 1070
-13 1100
-12 1070
-13 1100
-14 1070
- 6 1100
- 8 1070
-12 1100
Bemerkung: *) Vergleichsproben.
Beispiel
Dieses Beispiel illustriert die elektrischen Eigenschaften eines Lan markonuensaiors, weicher von einem keramischen Dielektrikum der Grundzusammensetzung hergestellt wurde.
Schichten des keramischen Dielektrikums gemäß der Grundzusammensetzung nach der Formel
■ Ta0.6)O,2
wurden gemäß Beispiel 1 herausgestellt. Zwischen zwei solchen Schichten wurde eine Paste als innere Elektrode aufgebracht, bei welcher der Metallanteil aus 70% Silber und 30% Palladium bestand. Diese Laminate wurden bei 700° C in oxidativer Atmosphäre vorgesintert, um die organischen Materialien auszutreiben und sodann gesintert bei 1100° C über eine Dauer von 2 Stunden. Es wurden zwei Arten von Laminaten hergestellt, nämiich ein 20 Mikron und ein 50 Mikron starkes, jeweils gemessen nach dem Sintern. Anschließend wurden die Laminate mit äußeren Elektroden versehen, so daß sich Laminarkondensatoren ergaben. Diese Laminarkondensatoren wurden getestet bezüglich ihres Isolationswiderstandes und bezüglich der Gleichspannungsdurchschlagsspannung (Vbd)- Die Resultate sind in Tabelle II wiedergegeben.
bo Zu Vergleichszwecken wurden zwei bekannte Laminarkondensatoren hergestellt, von denen der eine ein kristallines Glasdielektrikum und eine innere Goldelektrode aufwies, während der andere ein BaTiO3 Keramikdielektrikum und eine innere Elektrode aus 70% Platin und 30% Palladium besaß. Diese beiden Laminarkondensatoren wurden in entsprechender Weise bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften getestet. Die Resultate sind in Tabelle 11 wiedergegeben.
Tabelle II
Dielektrisches Material
Dicke der Keramikschicht 50 microns
Eigenschaften
Isolations- V1
widerstand
(ohm) (V)
BD 20 microns
lsolationswiderstand
(ohm)
Elektrodenzusammen
setzung
(V)
Sintertempe
ratur
(Q
Bi3SrTi2(Nb04 Ta06)0,2 3X 10" 3,7(
Keramik
Kristallines Glas*) 1,4 X 10" 300
BaTiO3-Keramik*) 1,0 χ ίο10 200
Bemerkung: *) Vergleichsproben.
7 X 10'-
1,200
Ag: 70 1,100
Pd :30
Au 1,000
Pt :70 1,370
Pd :30
Wie der Tabelle 11 zu entnehmen ist, weist ein Laminarkondensator mit dem erfindungsgemäßen keramischen Dielektrikum eine Durchschlagsgleichspannung auf, welche zehn und fünfmal größer ist als bei den bekannten Laminarkondensatoren, wenn die Keramikschicht 50 Mikron bzw. 20 Mikron dick ist. Weiterhin ist der lsolationswiderstand größer als bei den bekannten Kondensatoren, selbst wenn die Keramikschicht nur 20 Mikron beträgt.
Die Abhängigkeit der elektrostatischen Kapazität gegenüber Temperaturänderungen betrug lediglich + 3% bis —12% über einen Temperaturbereich vor -55° bis +125° C. Dies ist gleich durch ε5 · TC, wie ir Tabelle I geze;3!t.
Bei dem bekannten keramischen Laminarkondensa tor mußte als innere Elektrode Platin oder ein« Platinpalladiumlegierung verwendet werden. Bei den keramischen Laminarkondensator mit einem Dielektri kum gemäß der Erfindung kann dagegen einf Silberlegierung verwendet werden, welche maximal au: 90% Silber und minimal aus 10% Platin oder Palladiun besteht.
Beispiel
Dieses Beispiel stellt die modifizierte Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums nach (1) dar. Es wurden feinverteilte Puder aus
Wismuttrioxid ΒΪ2Ο3,
Titandioxid TiO2,
Strontiumkarbonat SrCXh,
Bariumkarbonat BaCO3.
Bleimonooxid PbO,
Tantalpentoxid Ta2Os,
Antimonpentoxid Sb2Os,
Mangandioxid MnO2.
Eisenoxid Fe2O*
Kobaltoxid CoO.
4(i Nickeloxid NiO und
Chromtrioxid Cr2Oj
verwendet. Hierbei wurden verschiedene Zusammen Setzungen hergestellt und bezüglich ihrer elektrischei und dielektrischen Eigenschaften entsprechend Beispie 1 getestet. Die Resultaie sind in Tabelle III wiedergege ben.
Tabelle III
Probe- χ = ν
Me2
Me5
Zusätze und
ihr Anteil		 0 Dielet;-
trizit.
Konstante		 tan δ Spez.
Widerst.		 f · TC -15 Sintertem
peratur
0,1 (%) (ohm · cm) (%) -13 (C)
- 0,2 640 2,6 2 X 10" + 4 -U 1100
MnO2 0,3 630 2,0 4 X 10" + 4 -10 1100
MnO2 0,5 630 1,5 5 X 10" + 4 -14 1060
MnO2 0,7 620 1,3 3 x 10" + 4 _ 1060
MnO2 620 2,5 1 x 10" + 4 1050
MnO, 605 4,5 3 x 10'- _ 1050
25 1,0 Sr
40 1,0 Sr
41 1,0 Sr
42 1,0 Sr
43 1,0 Sr
44*) 1,0 Sr
/Nb 0,5 \ ITa 0,5 J Nb 0,5 \ Ta 0,5 I /Nb 0,5 1 ITa 0,5 j /Nb 0,5 1 ITa 0,5 J /Nb 0,5 1 ITa 0,5 J /Nb 0,5 1 ITa 0,5 I
χ =y Me2+ 15 25 49 891 0,2 Dielek- tan <5
triziL
Konstante		 (%) 1 Spez.
Widerst		 6 f TC -11 Sintertem-
peratur
0,2 r, 1,5 (ohm ■ cm (%) -11 (C)
Fortsetzung 1,0 Sr Me5+ Zusätze und
ihr Anteil		 0,2 625 1,4 4 X 1015 + 4 -10 1060
Probe-
Nr.		 1,0 Sr 0,2 630 1,4 5 X ΙΟ15 + 4 -11 1060
1,0 Sr /Nb 0,51
ITa 0 5 1		 Fe2O3 0,11
0 1/		 630 1,5 3 X 10" + 4 -10 1060
45 1,0 Sr I Λ U VT)·' J
/Nb 0,51
ITa 0,5 /		 CoO 0,1}
0,1/
0,1
0,1/
o,il
0,1/
0,11
0,1/		 630 1,5 4 X 10'5 + 4 -11
-11
-11
-11		 1060
46 1,0 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 /		 NiO 0 625 1,4
1,4
1,4
1,4		 4 X 1015 + 4 - 6 1060
47 Ό Ό Ό Ό Sr
Sr
Sr
Sr		 /Nb 0,5}
ITa 0 5 I		 Cr2O3 0,2 630
630
630
630		 1,2 3 X 10'5
5 X 10"
4 X 10"
5 X 10"		 + 4
+ 4
+ 4
+ 4		 - 6 1060 i
1060 1
1060 I
1060 1
48 0,4 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 /		 /MnO2
IFe2O3 		0 200 0,2 3 X IO" +12 - 8 1100 I
49 0,4 Sr iNb0,5l
lTa 0,5 /
I Nb 0,51
lTa 0,5 (
iNb0,5l
I Ta 0,5 /
INb 0,5 \
ITa 0,5 j		 /MnO2
ICoO
/MnO2
INiO
IMnO,
ICoO
/Cr2O3
INiO		 0,2 200 1,1 2 X 10° +12 - 8 1050 I
50
51
52
53		 1,0 Sr Ta - 0 500 0,2 9 x 10" + 2 - 8 1100 I
3 1,0 Sr Ta MnO2 0,2 498 0,3 1 X 10M + 2 - 8 1050 Ii
54 2,0 Sr Ta - 0 180 0,07 9 x 10'- + 1 - 1130 I
6 2,0 Sr Ta MnO2 0,2 180 2,5 3 x 10" + 1 -15 1050 Il
55 1,0 Sr Ta - 0 600 1,2 4 x 10" - - 3 1100 %
10 1,0 Sr Ta MnO2 0,2 600 0,1 5 x 10" + 14 - 3 1050 I
56 2,0 Sr Nb - 0 187 0,05 8 x 10" + 3 -12 HOC Ij
14 2,0 Sr Nb MnO2 0,2 185 2,03 1 x 10'" + 3 -10 1050 I
57 1,0 Pb Nb - 0 540 0,98 7 x 10" + 2 -13 1070 t
19 1,0 Pb Nb MnO2 0,2 530 2,24 5 x ΙΟ13 + 2 -12 1040 I
58 1,0 Ba [Nb 0,5)
1 Ta 0,5 I		 - 0 550 1,12 4 x 10" + 2 - 6 1100 I
32 1,0 Ba /Nb 0,5\
ITa 0,5 j		 MnO3 0,2 545 2,00 5 x 10" + 2 - 7 1050 %
59 1,0 Sr /Nb 0,51
1 Ta 0,5 I		 - 0 620 1,02 8 x 10'" + 1 - 8 1100 }
33 1,0 Sr /Nb 0,51
\Ta 0,5 /		 MnO2 0,2 620 2,02 4 X ΙΟ14 + 1 - 9 1050 i
60 1,0 Pb /NbO,5\
ISb 0,5 j		 - 0 630 1,03 4 X 10'" + 0 -12 1070 -
\7 1,0 Pb /Nb 0,51
1 Sb 0,5 J		 MnO3 0,2 632 2,03 5 X 10'" + 0 -12 1050 >
61 1,0 Ba ί Nb 0,51
I Sb 0,5 J		 - 630 1,02 4 x ΙΟ14 + 2 1100
38 1,0 Ba /Nb 0,51
I Sb 0,5 /		 MnO, Beispiel 4
Dieses Beispiel stellt ein keramisches Dielektrikum
mit der modifizierten Zusammensetzung (2) dar.
Verwendet wurden feinverteiltc Puder von		 630 5 X 10'" + 2 1050
62 /Nb 0,51
1 Sb 0,5 J		 -
39 I Nb 0,51
\ Sb 0,5 I		 MnO3 Wismuttrioxid B12O3
Titandioxid TiO2,
Strontiumkarbonal SrCO3,
Bariumkarbonat BaCOi,
63 Bemerkung: *) Vergleichsproben.
Bleimonooxid PbO,
Tantalpentoxid Ta20s,
Antimonpentoxid SbzOs,
Wolframtrioxid WO3 und
Molybdäntrioxid MOO3.
18
Es wurden verschiedene Mischungen hergestellt und bezüglich ihrer elektrischen und dielektrischen Eigenschaften in der gleichen Weise getestet wie in Beispiel 1 ausgeführL Die spezifischen Widerstände in Tabelle IV dargestellt
Tabelle IV
Probe-Nr.
Me
Nb
Zusätze (Gew.-0/») MoO3 WO3
Spez. Wid. (ohm · cm)
25 1,0 Sr ) ) — —
64 1,0 Sr ) ) 0,1 -
65 1,0 Sr ) ) 0,2 -
66 1,0 Sr ( ) ) 0,3 -
67 1,0 Sr ( Sr 0 0,5 -
68 1,0 Sr ( Sr 0 0,6 -
12 0,4 Sr - -
69 0,4 Sr 0,1 -
70 0,4 Sr 0,2 -
71 0,4 Sr 0,3 -
72 0,4 Sr Sr 0,5 0,5 0,5 -
73 0,4 Sr Sr ( 0,6 -
10 2,0 Sr ( ),5 ( - -
74 2,0 Sr ( ),5 0,1 -
75 2,0 Sr ( 0,2 -
76 2,0 Sr ( 0,3 -
77 2,0 3,5 ( 0,5 -
78 2,0 3,5 ( 0,6 -
79 1,0 3,5 ( - 0,2
80 1,0 3,5 t 0,1 0,1
3,5 (
3,5 (
(
3,5
3,5
3,5
),5
),5
3,5
)
0
(
(
(
(
2,0 X 1015 4,0 X 10!5 5,5 x 1015 6,0 X 1015 7,0 x 10ls 7,0 x 1015 5,0 X 1013 8,5 x 10i3
1.2 x 1014
1.4 X 1014
1.5 X 1014 1,5 x 10'4 9,0 x 1012 1,7 X 1011
2.3 x 10L1 2,7 x 1013 3,2 x 1013 3,2 x 10" 5,5 X 1015 6,0 x ΙΟ15
Unter Verwendung der Zusammensetzungen nach Proben Nr. 25, 64 bis 68, 79 und 80 wurden keramische Laminarkondensatoren hergestellt nach der in Beispiel 2 beschriebenen Weise. Die Dicke der Keramikschicht bei den Laminarkondensatoren betrug 20 Mikron. Die Laminarkondensatoren wurden getestet bezüglich ihrer Last-Dauerfestigkeit des Isolationswiderstandes bei hohen Temperaturen. Dies bedeutet, daß der Isolationswiderstand gemessen wurde zuvor und nachdem der Laminarkondensator bei 125°C 2000 Stunden lang an einer Gleichspannung von 100 Volt angelegt war. Die Resultate sind in Tabelle V und F i g. 6 dargestellt, wobei die Linien 1 und 2 die Proben 65 und 25 bedeuten.
Zu Vergleichszwecken wurde ein keramischer BaTiO3 Laminarkondensator von Beispiel 2 entsprechend getestet. Die Resultate sind in F i g. 6 durch die Linie 3 verdeutlicht.
Tabelle V
Probe
Nr.
Zusätze (Gew.-%) MoO3 WO3
Isolationswiderstand (ohm)
ursprünglich nach 2000 Stunden
25 - - 2,0 X 1012 0,8 X 1012
64 0,1 - 4,5 X 1012 4,5 X 1012
65 0,2 - 6,0 X 1012 6,0 X 1012
66 0,3 - 6,0 X 1012 6,0 X 10"
67 0,5 - 7,0 X 1012 7,0 X 1012
68 0,6 - \o X 1012 7,0 X 1012
79 - 0,2 o,0 X 1012 6,0 X 1012
80 0.1 0.1 6.0 X 1012 6.0 X 1012
Beispiel 5
Dieses Beispiel stellt ein Keramikdieleklrikum mit der modifizierten Zusammensetzung (3) dar. Verwendet werden feinverteilte Puder von
Wismuttrioxid Bi2O3,
Titandioxid T1O2,
Strontiumkarbonat SrCOi
Bariumkarbonat BaCOi
Bleimonooxid PbO,
Tantalpentoxid Ta2O5,
Niobpentoxid Nb2Os und
5 Antimonpentoxid Sb2O>
Es wurden verschiedene Mischungen hergestellt und bezüglich ihrer elektrischen und dielektrischen Eigenschaften getestet, wie dies bei Beispiel 1 ausgeführt 10 wurde. Die Resultate sind in Tabelle VI wiedergegeben.
Tabelle VI Betrag Me R Dielektri tan δ Spez. Wider f« · TC C) Sinter
Probe χ =y von zitäts stand (%) temperatur
Nr. PbTiO3 konstante - 6
(Mol) f« (%) (ohm · cm) (-55-125 - 4 (C)
0 - _ 140 2,6 2 X 10" - 8 1200
1*) 0 0 Sr Ta 200 1,2 3 X 1013 +12 - 6 1100
3 0,4 1,0 Sr Ta 300 1,0 1 X 1014 + 10 - 4 980
81 0,4 0 Sr Ta 500 1,1 9 X 1013 + 2 - 4 1100
6 1,0 1,0 Sr Ta 540 0,5 1 X 10'4 + 0 - 980
82 1,0 2,0 Sr Ta 550 0,5 1 X 10'4 + 0 -15 980
83 1,0 2,5 Sr Ta 520 1,5 4 x 10" + 0 -15 1040
84 1,0 2,7 Sr Ta 500 1,9 9 X 10" - -14 1200
85 1,0 0 Sr I Nb 0,51
ITa 0,5 1		 640 2,6 2 X 10'5 + 4 -13 1100
25 1,0 0,05 Sr /Nb 0,5 \
ITa 0,5 I		 640 2,6 2 X 10" + 4 -14 1100
86 1,0 0,1 Sr I Nb 0,51
I Ta 0,5 1		 650 2,3 2 X 10" + 4 -12 1070
87 1,0 0,3 Sr I Nb 0,5 \
ITa 0,5 1		 680 1,6 2 X 10" + 4 -10 1040
88 1,0 0,5 Sr j Nb 0,51
1 Ta 0,5 /		 700 1,1 2 X 10" + 4 - 6 1010
89 1,0 1,0 Sr I Nb 0,51
ITa 0,5 I		 750 0,9 2 X 10" + 1 - 6 950
90 1,0 1,5 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 [		 780 0,8 9 X 10'4 + 1 - 1040
91 1,0 2,0 Sr ί Nb 0,51
I Ta 0,5 )		 790 0,8 9 x 10'4 + 0 -10 950
92 1,0 2,5 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 /		 730 1,7 5 x 10'4 + 0 -12 1100
93 1,0 2,7 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 j		 650 2,4 4 X 10'4 - -10 1200
94 1,0 6,0 Sr /Nb 0,51
1 Ta 0,5 I		 510 2,0 8 X 10'1 + 0 -15 1200
95 1,0 8,0 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 f		 360 2,2 4 X 10'·1 + 0 -15 1200
96 1,0 10,0 Sr f Nb 0,51
\Ta 0,5 /		 230 2,4 1 χ 10" + 5 Q
O		 1250
97 1,0 12,0 Sr /Nb 0,51
\Ta 0,5 /		 160 2,7 7 x 10'2 + 10 -10 1260
98*) 1,0 0 Sr INb 0,71
ITa 0,3 J		 680 2,5 5 x 1013 + 10 1100
24 1,0 1,0 Sr INbO1Tl
\Ta 0,3 /		 800 0,9 5 x 1014 + 8 950
99 1,0 2,0 Sr /Nb 0,71
ITa 0,3 J		 840 0,8 5 x ΙΟ14 + 4 950
100 1,0
.ν = y 21 Me Bemerkung: *) Vergleichsproben. 25 49 R 891 (%) 22 Sinter
tempera
2,0 ( C)
1,0 Betrag
von
PbTiO.,		 Sr I Nb 0,3}
\Ta 0,7 J		 Dielektri- tan δ
zitäts-
konstante		 0,6 Spez. Wider- f> · TC
stand (%)		 1100
1,0 (Mol) Sr (Nb 0,3}
}Ta 0,7 j		 0,5 (ohm ■ cm) (-55-125 C) 950
1,0 0 Sr (Nb 0,3}
ITa 0,7 /		 570 2,5 3 X 10" + 1 -11 950
1,0 Sr Nb 750 1.0 4 X 10'" +0 - 8 1100
2,0 Sr Nb 860 0,8 4 X 10'" +0 - 4 980
0 Sr Nb 600 2,0 4X10" 980
1,0 Sr Nb 810 2,1 3 X 10'" 1040
2,0 Sr Nb 860 2,1 5X10'" +15 -15 1200
2,5 Sr Nb 770 2,3 9 X 10" 1200
6,0 Sr Nb 560 2,5 7 x 10" 1250
1,0 8,0 Sr Nb 420 1,2 3 X 10" 1260
1,0 10,0 Sr (Nb 0,5}
[Ta 0,5 /		 250 0,2 1 x 10" 950
1,0 12,0 Sr Ta 150 0,2 6X10'2 980
1,0 1,0 Sr Ta 750 0,9 2 X 1014 +2 - 8 980
1,0 1,0 Pb /Nb 0,5}
}Ta 0,5 I		 400 0,95 1 X 10'" +2 - 2 950
,0 1,0 Ba iNb 0,5}
} Ta 0,5/		 200 0,8 3 X 10'" +0 - 4 980
,0 1,0 Ba (Nb 0,51
} Ta 0,5/		 750 0,9 2 X 10" + 1 -12 980
1,0 1,0 j Sr 0,5 \
I Pb 0,5/		 (Nb 0,51
} Ta 0,5/		 740 2,2 2 X 10" + 1 -11 950
0,8 2,0 ί Sr 0,5 1
\Pb0,5|		 (Nb 0,51
ITa 0,5 /		 780 0,9 2 X 10" +0 - 6 1250
1,4 1,0 ί Sr 0,5 1
IBa 0,5/		 (Nb 0,51
1 Ta 0,5/		 740 0,9 3 X 10" + 1 -12 980
2,0 10,0 J Pb 0,5}
IBa 0,5/		 (Nb 0,5 \
ITa 0,5 /		 235 2,3 1 X 10" 980
1,0 1,0 IPb 0,5 \
\ Ba 0,5/		 INb 0,5}
} Ta 0,5 1		 730 0,9 1 X 10" + 1 -12 1250
1,0 1,0 Sr (Nb 0,51
1 Sb 0.5 f		 740 0,9 2 X 10" +1 -11 950
1,0 10,0 Pb I Ta 0,51
ISb 0,5 J		 240 0,9 - 1 X 10" 950
1,0 1,0 Ba iNb 0,5}
lSbO,5i		 740 3 x 10" +0 - 6 980
1,0 1,0 740 3 X 10" +0 - 8
1,0 1,0 740 3 X 10'5 + 2 -10 wobei die innere Elektrode aus 80% Silber und :
Palladium zusammengesetzt war und wobei
Sintertemperatur 9500C betrug. Alle anderen Bedin
gen bleiben im wesentlichen die gleichen,
keramischen Laminarkondensatoren wurden geti
bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften. Die Res
te sind in Tabelle VII wiedergegeben. Zu Verglei
zwecken sind die Vergleichsdaten der Tabelle 1
Tabelle VlI wiedergegeben.
1,0
1,0 Beispiel 6
60
Dieses Beispiel illustriert die elektrischen Eigenschaf
ten von Laminarkondensatoren mit einem keramischen
Dielektrikum gemäß der modifizierten Zusammenset
zung (3).
Unter Verwendung eines keramischen Dielektrikums 65
mit einer Zusammensetzung gemäß Probe Nr. 90 nach
Beispiel 5 wurden keramische Laminarkondensatoren
nach der in Beispiel 2 beschriebenen Weise hergestellt.
1,0
1,0
Fortsetzung 1,0
Probe
Nr.
27
101
102
14
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
Tabelle VII
Keramik
Dicke der Keramikschicht
50 microns 20 microns
Elektrische Eigenschaften Vno
Isolationswiderstand
(ohm)
(V)
Isolationswiderstand
(ohm) (V)
Innere Elektrode
Sintertempe ratur
( C)
Probe Nr. 90
Kristallines
BaTiO-Keramik
5 x 10'
3500
1,4X10" 300
1,0 X 10'" 200
1 X 10" 1200
Ag :80 Pd :20
Au
Pt :70 Pd :30
950
1000 1370
Wie der Tabelle VII zu entnehmen ist, weisen Laminarkondensatoren einem keramischen Dielektrikum gemäß der Erfindung eine Durchschlagsgleichspannung auf, welche näherungsweise zehnmal bis fünfmal größer ist als bei einem Laminarkondensator bekannter A rt, wenn die Schichtdicke des Dielektrikums 50 Mikron und 20 Mikron betrug. Weiterhin ist der Isolationswiderstand größer als bei den Kondensatoren bekannter Art, selbst wenn die Keramikschicht nur 20 Mikron dick war.
Die Abhängigkeit der Kapazität von Temperaturänderungen betrug lediglich +1% bis —12% über einen Temperaturbereich von -550C bis +1250C. Dies entspricht den Bj ■ TCDatenderTabelle VI.
Beispiel 7
Dieses Beispiel illustriert ein Keramikdielektrikum mit der modifizierten Zusammensetzung (4). Verwendet wurden feinverteilte Puder von
Wismuttrioxid B12O3,
Titandioxid T1O2,
Strontiumkarbonat SrCCh,
Bariumkarbonat BaCCh,
Bleimonooxid PbO,
Tantalpentoxid TajOs,
Niobpentoxid N^Os,
Antimonpentoxid Sb2Os,
jo Molybdäntrioxid MoO3 und
Wolframlrioxid WO3.
Es wurden verschiedene Zusammensetzungen hergestellt und sodann bezüglich des spezifischen Widerstands geprüft, in einer Weise, wie in Beispiel 1 ausgeführt. Die Resultate sind in Tabelle VIII wiedergegeben.
Tabelle VIII λ- = y Betrag von Me R Ta Zusätze (Gew.-%) Spez.
Probe PbTiO3 0,5 Widerstand
Nr. (Mol) Nb 0,5 MoO3 WO3 (ohm cm)
1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 _ _ 2,0 X 10"
25 1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 0,1 - 4,5 X 10"
124 1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 0,2 - 6,0 x 10"
125 1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 0,3 - 6,7 X 10"
126 1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 0.5 - 7,0 x 10"
127 1,0 0,1 Sr 0,5 0,5 0,6 - 7,0 X 10"
128 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 - - 9,0 x 10'"
91 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 0,1 - 1,7 X 10"
129 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 0,2 - 2,3 X 10"
130 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 0,3 - 2,7 x 10"
131 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 0,5 - 3,0 X 10"
132 1,0 1,5 Sr 0,5 0,5 0,6 - 3,0 x 10"
133 1,0 2,5 Sr 0,5 0,5 - - 5,0 x 10'"
93 1,0 2,5 Sr 0,5 0,5 - 0,1 9,5 X 10'"
134 1,0 2,5 Sr 0,5 0,5 - 0,2 1,3 x 10"
135 1,0 2,5 Sr 0,5 0,5 - 0,3 1,5 X 10"
136 1,0 2,5 Sr 0,5 - 0,5 1,7 X 10"
137 1,0 2,5 Sr 0,5 — 0,6 1,7 X 10"
138
χ = y 25 25 Me 49 891 Ta 26 (Gew.-%) Spez.
Widerstand
Fortsetzung WO3 (ohm cm)
i Probe
Nr.		 Betrag von
PbTiO3 		R Zusätze
;· (Mol) Nb MoO1
95 1,0 6,0 Sr
139 1,0 6,0 Sr
140 1,0 6,0 Sr
141 1,0 6,0 Sr
97 1,0 10,0 Sr
142 1,0 10,0 Sr
!43 1,0 10,0 Sr
144 1,0 10,0 Sr
98*) 1,0 12,0 Sr
145*) 1,0 12,0 Sr
146*) 1,0 12,0 Sr
147 1,0 12,0 Sr
Bemerkung: ♦) Vergleichsproben.
Beispiel 8
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1
0,J
0,6
0,1
0.5
0,6
0,1
0,5
0,6
8.0 x 10L1 1,2 x IO14
2.1 x 1014
2.1 X 1014 1,0 x 1013 1,4 x 10n
2.2 X 1013
2.2 x IO13 7,0 x 1012 8,6 x 10'2
1.3 x IO13 1,3 x 10"
Dieses Beispiel illustriert Mischungen eines keramischen Dielektrikums, wobei χ und y einander nicht gleich sind.
Entsprechend den Verfahren nach Beispiel 1 und 5 wurden verschiedene Zusammensetzungen hergestellt und bezüglich ihrer dielektrischen Eigenschaften getestet.
Die Resultate sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Tabelle IX
Me
PbTiO3 f.,
(Mol)
tan ö
148*) 0,85 1,0 Sr
149 0,90 1,0 Sr
25 1,00 1,0 Sr
150 - 1,10 1,0 Sr
151*) 1,15 1,0 Sr
152*) 1,00 0,85 Sr
153 1,00 0,90 Sr
154 1,00 1,10 Sr
155*) 1,00 1,15 Sr
156 0,90 1,0 Ba
157 0,90 1,0 Pb
158*) 0,85 1,0 Sr
159 0,90 ι,ο - Sr
90 1,0 1,0 Sr
J Nb 0,5 \ Ta 0,5 ί Nb 0,51 I Ta 0,5 I j Nb 0,51 I Ta 0,5 ί INb 0,5) ITa 0,5 I
(Nb 0,5 \ ITa 0,5 J
(Nb 0,5 \Ta 0,5
ί Nb 0,5 1
ι η <; ί
/Nb 0,5 \Ta 0,5
/Nb 0,51 \Ta 0,5 J
/Nb 0,51 \Ta 0,5 )
|NbO,5| \Ta 0,5 J
/Nb 0,5 I \Ta 0,5 J
/Nb 0,51 ITa 0,5 J /Nb 0,51 \Ta 0,5 } c» ■ TC (%) (-55°-125 C)
— 620 1,9 +0 -25
- 680 2,2 +3 -16
- 640 2,6 +4 -15
- 630 2,9 +5 -12
- 620 4,5 +5 -12
- 600 1,5 +0 -25
- 610 2,0 +1 -16
- 630 2,8 +4 -16
- 590 3,3 +4 -25
- 680 2,2 +3 -16
- 675 2,2 +3 -15
1,0 700 0,7 +2 -18
1,0 790 0,8 +2 -13
1,0 750 0,9 +1 -12
Fortsetzung
Probe
Nr.
Me R
PbTiO3
(Mol)
tan δ c, · TC (%)
(%) (-55°-125 C)
160 1,10 1,0 Sr (Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I
161*) 1,15 1,0 Sr (Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I
ίό2*) 1,00 0,85 Sr |Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I
163 1,00 0,90 Sr (Nb 0,51
\Ta 0,5 (
164 1,00 1,10 Sr J Nb 0,5 \
ITa 0,5 I
165*) 1,00 1,15 Sr INb 0,51
ITa 0,5 ]
Bemerkung: *) Vergleichsproben.
1,0 740 2,0 + 1 -12
1,0 710 3,0 + 1 -12
1,0 700 0,6 +0 -18
1,0 720 0,9 + 1 -12
1,0 730 1,2 +2 -13
1,0 680 2,8 +4 -18
Beispiel 9
Dieses Beispiel illustriert Zusammensetzungen eines keramischen Dielektrikums, bei denen der relative r> Betrag von Wismut zu Me unterschiedlich ist.
Entsprechend den in Beispiel 1 und 5 beschriebenen Verfahren wurden verschiedene Zusammensetzungen hergestellt und bezüglich ihrer dielektrischen Eigenschaften getestet.
Die Resultate sind in Tabelle X wiedergegeben.
Tabelle X
Probe
Nr.
.v
O = 1,0)
Bi/Me
(in Mol)
Me
PbTiO3 f.,
(Mol)
tan δ
fv ■ TC (%)
(-55C-125 C)
166*) 1,0 3,45 Sr INb 0,51
ITa 0,5 I
167 1,0 3,3 Sr INb 0,5 \
ITa 0,5 I
25 1,0 3,0 Sr (Nb 0,51
\Ta 0,5 J
168 1,0 2,7 Sr (Nb 0,5 \
I Ta 0,5 (
169*) 1,0 2,55 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 (
170*) 1,15 2,6 Sr INb 0,51
\Ta 0,5 I
171 1,1 2,7 Sr (Nb 0,51
I Ta 0,5 J
25 1,0 3,0 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 (
172 0,9 3,3 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 (
173*) 0,85 3,5 Sr /Nb 0,51
I Ta 0,5 I
174 1,1 2,7 Ba /Nb 0,51
ITa 0,5 1
175 1,1 2,7 Pb /Nb 0,51
ITa 0,5 J
176*) 1,0 3,45 Sr /Nb 0,51
\Ta 0,5 /
177 1,0 3,3 Sr /Nb 0,5}
ITa 0,5 J
90 1,0 3,0 Sr /Nb 0,51
ι τν. η c I
640 4,4 +0 -20
650 3,0 +2 -14
- 650 2,6 +4 -15
- 660 2,1 +4 -17
- 630 1,5 +2 -21
- 600 3,0
- 690 2,9
- 650
- 630
- 490 0,9
- 690
- 685
1,0 760 +0 -17
1,0 760 +2 -14
1,0 750 +1 -12
29
30
Fortsetzung Bi/Me 2,7 Me R in PbTiO3 r, tan <5 (-55 C-125 C)
Probe Cv = 1,0) (in Mol) 2,55 (Mol) (%) +1 -15
Nr. 1,0 2,6 Sr INbO,5\
\Ta 0,5 1		 1,0 770 +0 -18
178 1,0 2,7 Sr |NbO,5l
ITa 0,5 I		 1,0 710
179*) 1,15 3,0 Sr /Nb 0,5 \
I Ta 0,5 j		 1,0 700 3,0
180*) 1,1 3,3 Sr /Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I		 1,0 800 1,4 +1 -12
181 1,0 3,5 Sr INb 0,5)
\Ta 0,5 [		 1,0 750 0,9
90 0,9 2,7 Sr I Nb 0,5 \
JTa 0,5 /		 1,0 700 0,9
182 0,85 2,7 Sr I Nb 0,5 \
I Ta 0,5 I		 1,0 580 0,8
183*) 1,1 ') Vergleichsproben. Ba ί Nb 0,5 \
ITa 0,5 I		 1,0 800 1,4
184 1,1 Pb I Nb 0,5}
ITa 0,5 I		 1,0 790 1,3
185 Beispiel 10 und 5 erwähnten
icqtYimonroHnnnari
Bemerkung: * Entsprechend den in
An vorct 		Beispiel 1
Dieses Beispiel illustriert Zusammensetzungen eines keramischen Dielektrikunis, wobei der relative Betrag von Titan zu R unterschiedlich ist.
hergestellt und bezüglich ihrer dielektrischen Eigenschaften getestet.
Die Resultate sind in Tabelle Xl wiedergegeben.
Tabelle XI
Probe ν Ti/R
(x = 1,0) (in Mol)
Me
PbTiO3 c,
(Mol)
tan δ
.·,· TC(%) (-55°~125 C)
25
188
189*)
190*)
191
25
192
193*)
194*)
195
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,15
1,1
1,0
0,9
0,85
1,0
1,0
2,3
2,2
2,0
1,8
1,7
1,7
1,8
2,0
2,2
2,4
2,3
2,2
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
Sr
/Nb 0,5\ ITa 0,5 I
/Nb 0,51 ITa 0,5 J [Nb 0,5' ITa 0,5 I
INb 0,51 ITa 0,5 I
(Nb 0,51 ITa 0,5 /
/Nb 0,5J ITa 0,5 I
/Nb 0,5l [Ta 0,5 I
INb 0,51 ITa 0,5 /
Nb 0,5 Ta 0,5
/Nb 0,5 \ ITa 0,5 /
/Nb 0,5 ITa 0,5
Nb 0,51 Ta 0,5 I
600 650 650 630 600 750 700 650 600 490 710 750
4,0 +4 -25
3,0 +4 -16
2,6 +4 -15
2,0 +4 -18
1,5 +5 -25
4,2 +2 -30
2,9 +3 -18
2,6 +4 -15
2,0 +2 -13
1,6 +2 -12
3,0 +2 -17
1,5 + 1 -14
y 31 Me 25 49 891 PbTiO3 ε. 32 tan δ ■ ''χ · TC (%)
(x = 1,0) (Mol) (%) (-55 °-125 C)
Fortsetzung 1,0 Ti/R Sr 1 750 0,9 + 1 -12
Probe 1,0 (in MoI) Sr R ] 740 1,0 +2 -13
Nr. 1,0 2,0 Sr 1 700 0,9 +2 -18
90 1,15 1,8 Sr /Nb 0,51
ITa 0,5 /		 1 850 3,1 +0 -20
196 1,1 1,7 Sr |Nb 0,51
ITa 0,5 J		 1 810 1,9 +0 -14
197*) 1,0 1,7 Sr /Nb 0,5l
\Ta 0,5 1		 1 750 0,9 +1 -12
198*) 0,9 1,8 Sr /Nb 0,51
\Ta 0,5 j		 1 710 0,8 +1 -12
199 0,85 2,0 Sr /Nb 0,51
\Ta 0,5 I		 1 600 0,6 +2 -11
90 2,2 /Nb 0,51
ITa 0,5 (
200 2,4 (Nb 0,51
ITa 0,5 J		 Zeichnungen
201*) ) Vergleichsproben. /Nb 0,5 \
\Ta 0,5 I
Bemerkung: *
Hierzu 5 Blatt

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums aus Wismuttitanat mit mindestens einem Titanat des Strontiums, Bariums oder Bleis und mindestens einem Oxyd des Tantals, Niobs oder Antimons, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Formel
l0
DE2549891A 1974-11-07 1975-11-06 Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums Expired DE2549891C3 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49128452A JPS5154299A (de) 1974-11-07 1974-11-07
JP49136419A JPS5160999A (de) 1974-11-26 1974-11-26
JP50014723A JPS5189200A (de) 1975-02-04 1975-02-04
JP50107721A JPS5232600A (en) 1975-09-05 1975-09-05 Dielectric composition
JP50107720A JPS5232599A (en) 1975-09-05 1975-09-05 Dielectric composition
JP50111907A JPS5235900A (en) 1975-09-16 1975-09-16 Dielectric composition

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2549891A1 DE2549891A1 (de) 1976-05-13
DE2549891B2 DE2549891B2 (de) 1979-07-19
DE2549891C3 true DE2549891C3 (de) 1980-03-20

Family

ID=27548528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2549891A Expired DE2549891C3 (de) 1974-11-07 1975-11-06 Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4054531A (de)
DE (1) DE2549891C3 (de)
FR (1) FR2290405A1 (de)
GB (1) GB1521137A (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2824870A1 (de) * 1978-06-07 1979-12-20 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung eines dielektrikums mit perowskitstruktur
US4379854A (en) * 1981-02-06 1983-04-12 Erie Technological Products, Inc. Low temperature firing (1800°-2100° F.) of barium titanate with flux (lead titanate-bismuth titanate-zinc oxide and boron oxide)
JPS5936919A (ja) * 1982-08-25 1984-02-29 三菱鉱業セメント株式会社 磁器コンデンサ
DD251851A1 (de) * 1984-05-28 1987-11-25 Akad Wissenschaften Ddr Paste fuer die herstellung gedruckter kondensatoren
EP0187383B1 (de) * 1984-12-29 1991-09-25 Sony Corporation Verfahren zur Herstellung von feinen Wismuttitanatpulvern
JPS61275164A (ja) * 1985-05-03 1986-12-05 タム　セラミツクス　インコ−ポレイテツド 誘電体セラミック組成物
JPS6229008A (ja) * 1985-07-29 1987-02-07 太陽誘電株式会社 誘電体磁器組成物
US4939108A (en) * 1986-11-03 1990-07-03 Tam Ceramics, Inc. Process for producing dielectric ceramic composition with high dielectric constant, low dissipation factor and flat TC characteristics
US4978646A (en) * 1989-03-03 1990-12-18 Corning Incorporated Capacitors and high dielectric constant ceramics therefor
US5004713A (en) * 1989-07-05 1991-04-02 Corning Incorporated Frequency stable NPO ceramics
JPH05182766A (ja) * 1991-12-26 1993-07-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 薄膜ｅｌ素子
US5550092A (en) * 1995-02-10 1996-08-27 Tam Ceramics Inc. Ceramic dielectrics compositions
JP3435966B2 (ja) 1996-03-13 2003-08-11 株式会社日立製作所 強誘電体素子とその製造方法
US5754392A (en) * 1996-10-22 1998-05-19 Cava; Robert Joseph Article comprising a relatively temperature-insensitive Ta-oxide based capacitive element
TWI814730B (zh) * 2017-07-19 2023-09-11 日商太陽誘電股份有限公司 積層陶瓷電容器及其製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2525627A (en) * 1942-11-12 1950-10-10 Nat Lead Co Titanate composition
US2992929A (en) * 1957-01-31 1961-07-18 Csf Ceramic dielectric substances of high dielectric constant and low temperature coefficient
US3002841A (en) * 1960-03-16 1961-10-03 Goodman Gilbert Dielectric materials
US3184660A (en) * 1961-08-22 1965-05-18 Sprague Electric Co Ceramic capacitor
US3179525A (en) * 1961-11-17 1965-04-20 Erie Resistor Ltd Dielectric materials
US3410705A (en) * 1963-10-30 1968-11-12 Tdk Electronics Co Ltd Ceramic dielectrics
US3352697A (en) * 1964-05-12 1967-11-14 Tdk Electronics Co Ltd Ceramic dielectrics
US3373120A (en) * 1965-12-02 1968-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductive ceramic compositions with positive temperature coefficient of resistance
DE2053277B2 (de) * 1970-10-30 1974-01-24 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung eines keramischen Dielektrikums
DE2345753C3 (de) * 1972-09-11 1978-03-09 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa (Japan) Metalloxid-Varistor
JPS5331280B2 (de) * 1972-09-20 1978-09-01

Also Published As

Publication number Publication date
FR2290405B1 (de) 1980-05-30
US4054531A (en) 1977-10-18
DE2549891A1 (de) 1976-05-13
GB1521137A (en) 1978-08-16
FR2290405A1 (fr) 1976-06-04
DE2549891B2 (de) 1979-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2549891C3 (de) Zusammensetzung eines keramischen Dielektrikums
DE69728457T2 (de) Dielektrische keramische Zusammensetzung und diese verwendender keramischer Kondensator
DE2737080C2 (de) Verfahren zur Herstellung von monolithischen keramischen Kondensatoren
DE69619947T2 (de) Dielektrische keramische Zusammensetzung und ihre Verwendung für einen monolithischen Kondensator
DE69807366T2 (de) Monolithischer keramischer Kondensator
DE69710265T2 (de) Dielektrische keramische Zusammensetzung und diese verwendender monolithischer keramischer Kondensator
DE69710259T2 (de) Dielektrische keramische Zusammensetzung und ihre Verwendung in einem monolithischen keramischen Kondensator
DE69720168T2 (de) Keramische Zusammensetzung und diese verwendender keramischer Kondensator
DE69725068T2 (de) Monolithischer keramischer Kondensator
DE2943812C2 (de)
DE69209417T2 (de) Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung
DE69700235T2 (de) Monolithischer keramischer Kondensator
DE2701411C3 (de) Dielektrische Keramikverbindung
DE2915409C2 (de)
DE4220681A1 (de) Nichtreduzierende, dielektrische, keramische zusammensetzung
DE69400553T2 (de) Nicht-reduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung
DE4005505C2 (de) Monolithischer keramischer Kondensator
DE10024821A1 (de) Bariumtitanatpulver für eine Halbleiterkeramik und geschichtetes keramisches Halbleiterbauelement
DE2608653C3 (de) Keramisches Dielektrikum
DE2659672A1 (de) Kondensatordielektrikum mit inneren sperrschichten und verfahren zu seiner herstellung
DE2914130C2 (de)
DE69607119T2 (de) Piezoelektrische keramische Zusammensetzung
DE4005507C2 (de) Dielektrische keramische Zusammensetzung
DE10008929B4 (de) Aus Halbleiterkeramik hergestelltes monolithisches elektronisches Element
DE69501833T2 (de) Keramische Zusammensetzungen auf Basis von Blei-Perowskit ohne freies Bleioxid

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: TDK CORPORATION, TOKYO, JP