JP2000191373A - 磁器組成物 - Google Patents
磁器組成物Info
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- JP2000191373A JP2000191373A JP10371170A JP37117098A JP2000191373A JP 2000191373 A JP2000191373 A JP 2000191373A JP 10371170 A JP10371170 A JP 10371170A JP 37117098 A JP37117098 A JP 37117098A JP 2000191373 A JP2000191373 A JP 2000191373A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非鉛系の圧電材料で高いＰ／Ｖ値を有し、静電
容量の温度係数を所望範囲で制御できるとともに、高い
抗折強度を有する磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素として、少なくともＳｒ、Ｃａ、
Ｎａ、Ｂａ、ＫおよびＮｂを含有し、モル比による組成
式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2Ｎｂ10
Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、ｘ、ｙ、ｚ
が、図１の点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ線分で囲まれる
範囲内にあるものである。
容量の温度係数を所望範囲で制御できるとともに、高い
抗折強度を有する磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素として、少なくともＳｒ、Ｃａ、
Ｎａ、Ｂａ、ＫおよびＮｂを含有し、モル比による組成
式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2Ｎｂ10
Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、ｘ、ｙ、ｚ
が、図１の点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ線分で囲まれる
範囲内にあるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁器組成物に関し、
特に、高周波レゾネータの共振子用圧電材料として、ま
たは、マイクロ波コンデンサ、高周波レゾネータの温度
補償用負荷容量などに適したコンデンサ材料として好適
に用いられる磁器組成物に関する。
特に、高周波レゾネータの共振子用圧電材料として、ま
たは、マイクロ波コンデンサ、高周波レゾネータの温度
補償用負荷容量などに適したコンデンサ材料として好適
に用いられる磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、圧電磁器組成物を利用した製品
としては、例えば、フイルター、共振子、発振子、超音
波振動子、超音波モータ、圧電センサー等がある。
としては、例えば、フイルター、共振子、発振子、超音
波振動子、超音波モータ、圧電センサー等がある。
【０００３】ここで、発振子はマイコンの基準信号発振
子用として、例えばコルピッツ型発振回路に組み込まれ
て利用される。このコルピッツ型発振回路はコンデンサ
と抵抗とインバータ、および発振子により構成されてい
る。
子用として、例えばコルピッツ型発振回路に組み込まれ
て利用される。このコルピッツ型発振回路はコンデンサ
と抵抗とインバータ、および発振子により構成されてい
る。
【０００４】そして、コルピッツ型発振回路において、
発振信号を発生するには、ループゲインと移相量との関
係において以下の発振条件を満足する必要がある。
発振信号を発生するには、ループゲインと移相量との関
係において以下の発振条件を満足する必要がある。
【０００５】インバータと抵抗からなる増幅器における
増幅率をα、移相量をθ1 とし、また、発振子とコンデ
ンサからなる帰還回路における帰還率をβ、移相量をθ
2 としたとき、ループゲインがα×β≧１であり、かつ
移相量がθ1 ＋θ2 ＝３６０度×ｎ（但しｎ＝１、２、
３…）であることが必要となる。
増幅率をα、移相量をθ1 とし、また、発振子とコンデ
ンサからなる帰還回路における帰還率をβ、移相量をθ
2 としたとき、ループゲインがα×β≧１であり、かつ
移相量がθ1 ＋θ2 ＝３６０度×ｎ（但しｎ＝１、２、
３…）であることが必要となる。
【０００６】コルピッツ型発振回路において、安定した
発振を得るためには、ループゲインを大きくしなければ
ならない。そのため、帰還率βのゲインを決定する、発
振子のＰ／Ｖ値、すなわち共振インピーダンスＲｏおよ
び反共振インピーダンスＲａの差を大きくすることが必
要となる。尚、Ｐ／Ｖ値は２０Ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｏ）の
値として定義される。
発振を得るためには、ループゲインを大きくしなければ
ならない。そのため、帰還率βのゲインを決定する、発
振子のＰ／Ｖ値、すなわち共振インピーダンスＲｏおよ
び反共振インピーダンスＲａの差を大きくすることが必
要となる。尚、Ｐ／Ｖ値は２０Ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｏ）の
値として定義される。
【０００７】従来、この種の圧電磁器材料としては、Ｐ
ｂＴｉＯ3 やＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 を主成分としたも
の、あるいはこれらに更に第二成分、第三成分として、
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 などを固溶させたもの等が知られている。特
にＰｂＴｉＯ3 を主成分とした磁器組成物の場合、比誘
電率が３００〜７００と小さく１０ＭＨｚ以上の高周波
領域での使用が可能になるなどの特徴を有していた。
ｂＴｉＯ3 やＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 を主成分としたも
の、あるいはこれらに更に第二成分、第三成分として、
Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 やＰｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 などを固溶させたもの等が知られている。特
にＰｂＴｉＯ3 を主成分とした磁器組成物の場合、比誘
電率が３００〜７００と小さく１０ＭＨｚ以上の高周波
領域での使用が可能になるなどの特徴を有していた。
【０００８】一方、近年、マルチメディアによるコンピ
ュータ及び周辺機器の家庭への普及、また、通信機器の
小型化による携帯電話、ＰＨＳの一般家庭への普及によ
り、マイクロコンピュータや携帯用コンピュータおよび
周辺機器へ組み込む発振子の需要が高まってきている。
また、これらのコンピュータや携帯電話は小型軽量化さ
れ、モバイルパソコンや携帯型情報機器端末として普及
している。
ュータ及び周辺機器の家庭への普及、また、通信機器の
小型化による携帯電話、ＰＨＳの一般家庭への普及によ
り、マイクロコンピュータや携帯用コンピュータおよび
周辺機器へ組み込む発振子の需要が高まってきている。
また、これらのコンピュータや携帯電話は小型軽量化さ
れ、モバイルパソコンや携帯型情報機器端末として普及
している。
【０００９】また、近年カード社会における技術発展に
より、カードにＩＣ等の電子部品を組み込んだＩＣカー
ドが開発され、普及しつつある。しかし、携帯機器は、
落下による衝撃の危険性、また、ＩＣカードの場合、カ
ードがたわみ易いという点から、カードに搭載された電
子部品に対して高い強度が要求される。
より、カードにＩＣ等の電子部品を組み込んだＩＣカー
ドが開発され、普及しつつある。しかし、携帯機器は、
落下による衝撃の危険性、また、ＩＣカードの場合、カ
ードがたわみ易いという点から、カードに搭載された電
子部品に対して高い強度が要求される。
【００１０】公知の電子部品をプリント基板に接着し、
繰り返し曲げ試験を行ない、クラックの有無でカードに
搭載される電子部品に必要な強度を調査した。その結
果、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１に基づいた４点曲げ強度で１
８０ＭＰａ以上の強度を保持している場合、破壊しない
ことが判明した。よって、カード搭載に必要な最低強度
は１８０ＭＰａと考えられる。
繰り返し曲げ試験を行ない、クラックの有無でカードに
搭載される電子部品に必要な強度を調査した。その結
果、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１に基づいた４点曲げ強度で１
８０ＭＰａ以上の強度を保持している場合、破壊しない
ことが判明した。よって、カード搭載に必要な最低強度
は１８０ＭＰａと考えられる。
【００１１】また、小型軽量化および電池駆動による低
電圧作動、並びに駆動時間の延長のため、部品点数の低
減が行なわれている。このため、発振子は１個で複数の
ＩＣに信号を送る設計が行なわれており、ＩＣ間の誤作
動を起こさせないために、発振子については、共振子の
Ｐ／Ｖ値が大きく、発振周波数の温度特性ができるだけ
小さいことが求められる。そこで、発振子に組み込むコ
ンデンサにおける静電容量の温度特性を、共振子の発振
周波数の温度特性に応じて調整することにより、負荷容
量内蔵型発振子全体の発振周波数の温度特性を小さくす
ることが考えられる。
電圧作動、並びに駆動時間の延長のため、部品点数の低
減が行なわれている。このため、発振子は１個で複数の
ＩＣに信号を送る設計が行なわれており、ＩＣ間の誤作
動を起こさせないために、発振子については、共振子の
Ｐ／Ｖ値が大きく、発振周波数の温度特性ができるだけ
小さいことが求められる。そこで、発振子に組み込むコ
ンデンサにおける静電容量の温度特性を、共振子の発振
周波数の温度特性に応じて調整することにより、負荷容
量内蔵型発振子全体の発振周波数の温度特性を小さくす
ることが考えられる。
【００１２】例えば、発振子の発振周波数の温度特性を
コンデンサでの静電容量の温度特性で補正しようとする
場合、共振子の発振周波数の温度係数が負の場合、静電
容量の温度係数が負の材料を組み合わせることによって
補正できる。逆に、共振子の発振周波数の温度係数が正
の場合は、静電容量の温度係数が正の材料を組み合わせ
ることによって補正できる。
コンデンサでの静電容量の温度特性で補正しようとする
場合、共振子の発振周波数の温度係数が負の場合、静電
容量の温度係数が負の材料を組み合わせることによって
補正できる。逆に、共振子の発振周波数の温度係数が正
の場合は、静電容量の温度係数が正の材料を組み合わせ
ることによって補正できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電材料では強度が低く、製造工程中や製品取扱上にお
いて圧電磁器が破損するという問題があった。また、近
年における環境破壊の点から、非鉛系の圧電材料が要求
され、このような非鉛系の圧電材料において、大きなＰ
／Ｖ値が要求されていた。
圧電材料では強度が低く、製造工程中や製品取扱上にお
いて圧電磁器が破損するという問題があった。また、近
年における環境破壊の点から、非鉛系の圧電材料が要求
され、このような非鉛系の圧電材料において、大きなＰ
／Ｖ値が要求されていた。
【００１４】一方、従来からコンデンサ材料として知ら
れるペロブスカイト系材料（ＰＺＴ系、リラクサー系、
ＢａＴｉＯ3 系等）では、静電容量の温度係数が正ある
いは負の材料が知られているが、それらの磁器はいずれ
も抗折強度がせいぜい１００ＭＰａ程度と低く、機械的
特性が不十分であるために、ＩＣカード等に適用した場
合、前述したような落下による衝撃や、ＩＣカードのた
わみに対する応力で破壊してしまうという問題があっ
た。
れるペロブスカイト系材料（ＰＺＴ系、リラクサー系、
ＢａＴｉＯ3 系等）では、静電容量の温度係数が正ある
いは負の材料が知られているが、それらの磁器はいずれ
も抗折強度がせいぜい１００ＭＰａ程度と低く、機械的
特性が不十分であるために、ＩＣカード等に適用した場
合、前述したような落下による衝撃や、ＩＣカードのた
わみに対する応力で破壊してしまうという問題があっ
た。
【００１５】また、タングステンブロンズ構造を持つ化
合物は抗折強度が高いものが多いが、静電容量の温度係
数を制御することが困難であった。
合物は抗折強度が高いものが多いが、静電容量の温度係
数を制御することが困難であった。
【００１６】従って、本発明は、圧電磁器組成物として
用いる場合には、非鉛系の圧電材料で、Ｐ／Ｖ値が高
く、高い抗折強度を有する磁器組成物を提供することを
目的とし、誘電体磁器組成物として用いる場合には、静
電容量の温度係数を所望範囲で制御できるとともに、高
い抗折強度を有する磁器組成物を提供することを目的と
する。
用いる場合には、非鉛系の圧電材料で、Ｐ／Ｖ値が高
く、高い抗折強度を有する磁器組成物を提供することを
目的とし、誘電体磁器組成物として用いる場合には、静
電容量の温度係数を所望範囲で制御できるとともに、高
い抗折強度を有する磁器組成物を提供することを目的と
する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の磁器組成物は、
金属元素として、少なくともＳｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｂａ、
ＫおよびＮｂを含有し、モル比による組成式をｘＳｒ4
Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ
2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ
−ｚの３元図における下記点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ
線分で囲まれた範囲内にあることを特徴とする。
金属元素として、少なくともＳｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｂａ、
ＫおよびＮｂを含有し、モル比による組成式をｘＳｒ4
Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ
2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ
−ｚの３元図における下記点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ
線分で囲まれた範囲内にあることを特徴とする。
【００１８】 ｘ ｙ ｚ 点Ａ ９７．４０ ２．５０ ０．１０ 点Ｂ ６４．９０ ３５．００ ０．１０ 点Ｃ ４８．７５ ２６．２５ ２５．００ 点Ｄ ７３．１２ １．８８ ２５．００
【００１９】
【作用】本発明の磁器組成物は、Ｓｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ
30、Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30、Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15の含
有量を所定範囲に調整することにより、非鉛系の圧電材
料として、Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢ以上の圧電特性を有する
とともに、−４０℃〜８０℃における静電容量の温度係
数を−８４５０ｐｐｍ／℃程度から２３０ｐｐｍ／℃程
度の範囲で任意の値に制御でき、さらに、ＪＩＳ−Ｒ−
１６０１に基づく４点曲げ強度においても１８０ＭＰａ
以上の高強度を維持することができる。
30、Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30、Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15の含
有量を所定範囲に調整することにより、非鉛系の圧電材
料として、Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢ以上の圧電特性を有する
とともに、−４０℃〜８０℃における静電容量の温度係
数を−８４５０ｐｐｍ／℃程度から２３０ｐｐｍ／℃程
度の範囲で任意の値に制御でき、さらに、ＪＩＳ−Ｒ−
１６０１に基づく４点曲げ強度においても１８０ＭＰａ
以上の高強度を維持することができる。
【００２０】このため、本発明の磁器組成物を圧電材料
として用いる場合には、非鉛系材料で大きなＰ／Ｖ値を
有し、しかも高強度の圧電磁器であるため、例えば、発
振子材料として有効に用いることができる。
として用いる場合には、非鉛系材料で大きなＰ／Ｖ値を
有し、しかも高強度の圧電磁器であるため、例えば、発
振子材料として有効に用いることができる。
【００２１】一方、本発明の磁器組成物を誘電体材料と
して用いる場合には、非鉛系材料で、静電容量の温度係
数を正負に制御することができ、これにより、携帯機器
の電子部品にも使用可能な優れた温度特性と高い抗折強
度を得ることができる。
して用いる場合には、非鉛系材料で、静電容量の温度係
数を正負に制御することができ、これにより、携帯機器
の電子部品にも使用可能な優れた温度特性と高い抗折強
度を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の磁器組成物は、モル比に
よる組成式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ
2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記
ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ−ｚの３元図における点Ａ−Ｂ−
Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ線分で囲まれた範囲内にあるものであ
る。
よる組成式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ
2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記
ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ−ｚの３元図における点Ａ−Ｂ−
Ｃ−Ｄ−Ａを結ぶ線分で囲まれた範囲内にあるものであ
る。
【００２３】上記組成式においてＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ
30量が上記組成範囲よりも多いと、焼結体中にタングス
テンブロンズ以外の結晶相が析出し、Ｐ／Ｖ値が低下す
るとともに、抗折強度が１８０ＭＰａより小さくなる。
一方、Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量が少ないと、Ｐ／Ｖ値
が急激に低下するとともに、抗折強度が１８０ＭＰａよ
り小さくなる。
30量が上記組成範囲よりも多いと、焼結体中にタングス
テンブロンズ以外の結晶相が析出し、Ｐ／Ｖ値が低下す
るとともに、抗折強度が１８０ＭＰａより小さくなる。
一方、Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量が少ないと、Ｐ／Ｖ値
が急激に低下するとともに、抗折強度が１８０ＭＰａよ
り小さくなる。
【００２４】また、Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量、Ｓｒ4
Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量が範囲内であっても、Ｂａ2 ＫＮｂ
5 Ｏ15量が上記組成範囲よりも少ないと、Ｐ／Ｖ値が低
下するとともに、焼結体の抗折強度が急激に低下し１８
０ＭＰａより小さくなる。一方、Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15量
が上記組成範囲よりも多いと、Ｐ／Ｖ値が急激に低下す
るとともに、抗折強度が１８０ＭＰａより小さくなる。
Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量が範囲内であっても、Ｂａ2 ＫＮｂ
5 Ｏ15量が上記組成範囲よりも少ないと、Ｐ／Ｖ値が低
下するとともに、焼結体の抗折強度が急激に低下し１８
０ＭＰａより小さくなる。一方、Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15量
が上記組成範囲よりも多いと、Ｐ／Ｖ値が急激に低下す
るとともに、抗折強度が１８０ＭＰａより小さくなる。
【００２５】さらに、Ｓｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30量が上記
組成範囲を逸脱すると、Ｐ／Ｖ値が急激に低下するとと
もに、焼結体の抗折強度が１８０ＭＰａより小さくな
る。
組成範囲を逸脱すると、Ｐ／Ｖ値が急激に低下するとと
もに、焼結体の抗折強度が１８０ＭＰａより小さくな
る。
【００２６】特に、本発明の磁器組成物は、モル比によ
る組成式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2
Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記
ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ−ｚの３元図における下記点Ａ−
Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ａを結ぶ線分で囲まれた範囲内に制御する
ことにより抗折強度を２２０ＭＰａ以上に高めることが
できる。
る組成式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2
Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記
ｘ、ｙ、ｚが、ｘ−ｙ−ｚの３元図における下記点Ａ−
Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ａを結ぶ線分で囲まれた範囲内に制御する
ことにより抗折強度を２２０ＭＰａ以上に高めることが
できる。
【００２７】 ｘ ｙ ｚ 点Ａ ９７．４０ ２．５０ ０．１０ 点Ｂ ６４．９０ ３５．００ ０．１０ 点Ｅ ７８．００ ２．００ ２０．００ 点Ｆ ５２．０ ２８．００ ２０．００ 本発明の磁器組成物は、Ｋ2 ＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｓ
ｒＣＯ3 、ＣａＯ、ＢａＯおよびＮｂ2 Ｏ5 の各酸化物
粉末、あるいは焼成により前記酸化物を形成し得る炭酸
塩、硝酸塩などの金属塩を用いて、図１の組成範囲にな
るように秤量し、混合する。
ｒＣＯ3 、ＣａＯ、ＢａＯおよびＮｂ2 Ｏ5 の各酸化物
粉末、あるいは焼成により前記酸化物を形成し得る炭酸
塩、硝酸塩などの金属塩を用いて、図１の組成範囲にな
るように秤量し、混合する。
【００２８】その後、この混合物を所望の成形手段、例
えば、ドクターブレード法などのシート成形法、金型プ
レス法、冷間静水圧プレス法、押し出し成形法、圧延法
等により任意の形状に成形する。そして、この成形体を
大気中等の酸化雰囲気中で１１００〜１４００℃の温度
で焼成することにより、相対密度９８％以上に緻密化す
る。
えば、ドクターブレード法などのシート成形法、金型プ
レス法、冷間静水圧プレス法、押し出し成形法、圧延法
等により任意の形状に成形する。そして、この成形体を
大気中等の酸化雰囲気中で１１００〜１４００℃の温度
で焼成することにより、相対密度９８％以上に緻密化す
る。
【００２９】尚、本発明の磁器組成物においては、上記
Ｋ2 ＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＯ、Ｂａ
ＯおよびＮｂ2 Ｏ5 以外に、例えばＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、
Ｇａなどの元素が不可避不純物として、あるいは製造工
程中に混入する場合もあるが、これらの成分は、酸化物
換算で全量中０．２重量％以下であれば、とりわけ本発
明の効果に影響を及ぼすことはない。
Ｋ2 ＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＣａＯ、Ｂａ
ＯおよびＮｂ2 Ｏ5 以外に、例えばＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、
Ｇａなどの元素が不可避不純物として、あるいは製造工
程中に混入する場合もあるが、これらの成分は、酸化物
換算で全量中０．２重量％以下であれば、とりわけ本発
明の効果に影響を及ぼすことはない。
【００３０】また、本発明の磁器組成物によって得られ
る磁器は、発振子における温度補償用の負荷容量部材と
して好適に使用できる。そこで、発振子の概略図を図２
に示した。図２の発振子１によれば、共振子２の一方の
端面に、共振子２に対する負荷容量を付与するために、
負荷容量部材３（コンデンサ）が一体的に設けられてい
る。かかる構造の発振子１における発振周波数の温度係
数は、共振子２と組み合わせる負荷容量部材３の静電容
量の温度係数によって変化する。
る磁器は、発振子における温度補償用の負荷容量部材と
して好適に使用できる。そこで、発振子の概略図を図２
に示した。図２の発振子１によれば、共振子２の一方の
端面に、共振子２に対する負荷容量を付与するために、
負荷容量部材３（コンデンサ）が一体的に設けられてい
る。かかる構造の発振子１における発振周波数の温度係
数は、共振子２と組み合わせる負荷容量部材３の静電容
量の温度係数によって変化する。
【００３１】負荷容量部材３の静電容量の温度係数が０
ｐｐｍ／℃のとき、発振子１の発振周波数の温度係数が
負の値を示す共振子２の場合、負荷容量部材３の静電容
量の温度係数が負の値を持つものに変更すると、発振周
波数の温度係数は正の方向に変化する。このため、負の
発振周波数の温度係数を持つ共振子２に負の静電容量温
度係数を持つ負荷容量を組み合わせることにより、発振
子１の発振周波数の温度係数を小さくすることができ
る。
ｐｐｍ／℃のとき、発振子１の発振周波数の温度係数が
負の値を示す共振子２の場合、負荷容量部材３の静電容
量の温度係数が負の値を持つものに変更すると、発振周
波数の温度係数は正の方向に変化する。このため、負の
発振周波数の温度係数を持つ共振子２に負の静電容量温
度係数を持つ負荷容量を組み合わせることにより、発振
子１の発振周波数の温度係数を小さくすることができ
る。
【００３２】尚、本発明による誘電体磁器を発振子にお
ける温度補償用の負荷容量部材として用いる場合におい
て、好適に用いられる共振子としては、厚みすべり振動
モードの基本波を使用する共振子であり、ＰｂＴｉＯ3
−ＰｂＺｒＯ3 系等の磁器が用いられる。また、本発明
の磁器組成物を用いることもできる。
ける温度補償用の負荷容量部材として用いる場合におい
て、好適に用いられる共振子としては、厚みすべり振動
モードの基本波を使用する共振子であり、ＰｂＴｉＯ3
−ＰｂＺｒＯ3 系等の磁器が用いられる。また、本発明
の磁器組成物を用いることもできる。
【００３３】
【実施例】純度９９．９％のＫ2 ＣＯ3 粉末、Ｎａ2 Ｃ
Ｏ3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＯ粉末、ＢａＣＯ3 粉
末およびＮｂ2 Ｏ5 粉末を、モル比による組成式：ｘＳ
ｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚ
Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15において、ｘ、ｙ、ｚが表１の値と
なるように秤量し、この混合粉末を純度９９．９％のジ
ルコニアボール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と
共に５０００ｍｌポリポットに投入し、１６時間回転ミ
ルにて混合した。混合後のスラリーを１２０℃大気中に
て乾燥し、＃８０メッシュを通し、その後、大気雰囲気
中、９５０℃、３時間保持して仮焼し、評価粉末を得
た。
Ｏ3 粉末、ＳｒＣＯ3 粉末、ＣａＯ粉末、ＢａＣＯ3 粉
末およびＮｂ2 Ｏ5 粉末を、モル比による組成式：ｘＳ
ｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚ
Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15において、ｘ、ｙ、ｚが表１の値と
なるように秤量し、この混合粉末を純度９９．９％のジ
ルコニアボール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と
共に５０００ｍｌポリポットに投入し、１６時間回転ミ
ルにて混合した。混合後のスラリーを１２０℃大気中に
て乾燥し、＃８０メッシュを通し、その後、大気雰囲気
中、９５０℃、３時間保持して仮焼し、評価粉末を得
た。
【００３４】この粉末にバインダーとしてパラフィンワ
ックスを６重量％添加し、金型プレスにて１０００Ｋｇ
／ｃｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍに成形した。そし
て、成形体を大気中４００℃、２時間で脱脂した後、１
３５０℃、３時間保持して相対密度９８％以上に焼成し
た。
ックスを６重量％添加し、金型プレスにて１０００Ｋｇ
／ｃｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍに成形した。そし
て、成形体を大気中４００℃、２時間で脱脂した後、１
３５０℃、３時間保持して相対密度９８％以上に焼成し
た。
【００３５】得られた焼結体を直径１５ｍｍ、厚さ１ｍ
ｍのペレットに研磨加工した。この焼結体の両面にＡｇ
ペーストを塗布して５００℃で焼き付けし、電極を形成
した。そして、測定周波数８ＭＨｚ、−４０〜８０℃の
範囲にてＬＣＲメータにより静電容量を測定し、温度係
数を表１に記載した。また、インピーダンスアナライザ
ーにより、共振抵抗、反共振抵抗を測定し、Ｐ／Ｖ値を
算出した。さらに、波長λ＝１．５４１８ÅのＣｕＫα
線を用いたＸ線回折により磁器の結晶相の同定を行なっ
た。焼結体の抗折強度はＪＩＳ−Ｒ−１６０１による４
点曲げ強度を測定した。
ｍのペレットに研磨加工した。この焼結体の両面にＡｇ
ペーストを塗布して５００℃で焼き付けし、電極を形成
した。そして、測定周波数８ＭＨｚ、−４０〜８０℃の
範囲にてＬＣＲメータにより静電容量を測定し、温度係
数を表１に記載した。また、インピーダンスアナライザ
ーにより、共振抵抗、反共振抵抗を測定し、Ｐ／Ｖ値を
算出した。さらに、波長λ＝１．５４１８ÅのＣｕＫα
線を用いたＸ線回折により磁器の結晶相の同定を行なっ
た。焼結体の抗折強度はＪＩＳ−Ｒ−１６０１による４
点曲げ強度を測定した。
【００３６】また、図３に示すように、厚さ０．５ｍ
ｍ、一辺が６ｍｍの正方形板状の誘電体磁器４を、８．
５×５．５×０．３ｍｍの大きさのプリント基板（ＦＲ
4 ）５表面に接着材によって張り付けによって実装し、
プリント基板５の端部のたわみ量が５ｍｍとなるまで撓
ませる操作を５回繰り返した後、磁器４におけるクラッ
クの有無を実体顕微鏡で確認した。その結果を表１に記
載した。
ｍ、一辺が６ｍｍの正方形板状の誘電体磁器４を、８．
５×５．５×０．３ｍｍの大きさのプリント基板（ＦＲ
4 ）５表面に接着材によって張り付けによって実装し、
プリント基板５の端部のたわみ量が５ｍｍとなるまで撓
ませる操作を５回繰り返した後、磁器４におけるクラッ
クの有無を実体顕微鏡で確認した。その結果を表１に記
載した。
【００３７】
【表１】
【００３８】この表１の結果によれば、組成範囲が図１
の３元組成図の所定範囲から逸脱する試料は、いずれも
Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢよりも低いか、あるいは抗折強度が
１８０ＭＰａよりも低いものであった。
の３元組成図の所定範囲から逸脱する試料は、いずれも
Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢよりも低いか、あるいは抗折強度が
１８０ＭＰａよりも低いものであった。
【００３９】これに対して、本発明の組成範囲内の試料
は、いずれも結晶相としてタングステンブロンズ型結晶
相が析出しており、Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢ以上、静電容量
の温度係数が−４０℃〜８０℃で−８４５９〜２２８ｐ
ｐｍ／℃、抗折強度１８０ＭＰａ以上の優れた特性を示
し、その結果、たわみ試験においても優れた耐久性を示
した。
は、いずれも結晶相としてタングステンブロンズ型結晶
相が析出しており、Ｐ／Ｖ値が４０ｄＢ以上、静電容量
の温度係数が−４０℃〜８０℃で−８４５９〜２２８ｐ
ｐｍ／℃、抗折強度１８０ＭＰａ以上の優れた特性を示
し、その結果、たわみ試験においても優れた耐久性を示
した。
【００４０】とりわけ、図１の３元図において、線分Ａ
−Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ａにより囲まれた範囲内では、−４０〜
８０℃における静電容量の温度係数は−８４５９〜２２
８ｐｐｍ／℃の範囲に制御され、且つ抗折強度が２２５
ＭＰａ以上の優れた特性を示した。
−Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ａにより囲まれた範囲内では、−４０〜
８０℃における静電容量の温度係数は−８４５９〜２２
８ｐｐｍ／℃の範囲に制御され、且つ抗折強度が２２５
ＭＰａ以上の優れた特性を示した。
【００４１】
【発明の効果】以上記述した通り、本発明の磁器組成物
は、モル比による組成式：ｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・
ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15にお
いて、ｘ、ｙ、ｚが所定の関係を満足するので、非鉛系
の磁器組成物で高いＰ／Ｖ値、高い抗折強度を有し、静
電容量の温度係数を−８５００〜２３０ｐｐｍ／℃程度
の範囲で任意に制御することができる。これにより、高
周波レゾネータの共振子用圧電材料として、または、発
振子内の共振周波数の温度係数に応じて、それを補正す
る負荷容量部材として使用することができ、発振子の温
度特性の向上を図ることができる。
は、モル比による組成式：ｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・
ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15にお
いて、ｘ、ｙ、ｚが所定の関係を満足するので、非鉛系
の磁器組成物で高いＰ／Ｖ値、高い抗折強度を有し、静
電容量の温度係数を−８５００〜２３０ｐｐｍ／℃程度
の範囲で任意に制御することができる。これにより、高
周波レゾネータの共振子用圧電材料として、または、発
振子内の共振周波数の温度係数に応じて、それを補正す
る負荷容量部材として使用することができ、発振子の温
度特性の向上を図ることができる。
【図１】本発明の磁器組成物のＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30
−Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30−Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15の含有
量を表す３元組成図である。
−Ｃａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30−Ｂａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15の含有
量を表す３元組成図である。
【図２】本発明の磁器組成物を使用した発振子の概略図
である。
である。
【図３】本発明の実施例におけるたわみ試験の概略図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １・・・発振子 ２・・・共振子 ３・・・負荷容量部材
Claims (1)
- 【請求項１】金属元素として、少なくともＳｒ、Ｃａ、
Ｎａ、Ｂａ、ＫおよびＮｂを含有し、モル比による組成
式をｘＳｒ4 Ｎａ2 Ｎｂ10Ｏ30・ｙＣａ4 Ｎａ2 Ｎｂ10
Ｏ30・ｚＢａ2 ＫＮｂ5 Ｏ15と表した時、前記ｘ、ｙ、
ｚが、ｘ−ｙ−ｚの３元図における下記点Ａ−Ｂ−Ｃ−
Ｄ−Ａを結ぶ線分で囲まれた範囲内にあることを特徴と
する磁器組成物。 ｘ ｙ ｚ 点Ａ ９７．４０ ２．５０ ０．１０ 点Ｂ ６４．９０ ３５．００ ０．１０ 点Ｃ ４８．７５ ２６．２５ ２５．００ 点Ｄ ７３．１２ １．８８ ２５．００
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37117098A JP3758869B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 磁器組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000191373A true JP2000191373A (ja) | 2000-07-11 |
| JP3758869B2 JP3758869B2 (ja) | 2006-03-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37117098A Expired - Fee Related JP3758869B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 磁器組成物 |
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| JP (1) | JP3758869B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114914A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体セラミック組成物及び積層セラミックコンデンサ |
| JP2009249244A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体磁器組成物、その製造方法、及び誘電体磁器コンデンサ |
| JP2010053028A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-03-11 | Canon Inc | 金属酸化物および圧電材料 |
| CN109081693A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-25 | 太原理工大学 | 一种高介电x8r陶瓷介质材料及其制备方法 |
| CN111533556A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-14 | 太原理工大学 | 一种晶粒取向铌酸锶钠无铅铁电陶瓷的制备方法 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37117098A patent/JP3758869B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114914A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体セラミック組成物及び積層セラミックコンデンサ |
| JP2012169635A (ja) * | 2005-04-18 | 2012-09-06 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2009249244A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体磁器組成物、その製造方法、及び誘電体磁器コンデンサ |
| JP2010053028A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-03-11 | Canon Inc | 金属酸化物および圧電材料 |
| CN109081693A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-25 | 太原理工大学 | 一种高介电x8r陶瓷介质材料及其制备方法 |
| CN109081693B (zh) * | 2018-10-16 | 2021-04-23 | 太原理工大学 | 一种高介电x8r陶瓷介质材料及其制备方法 |
| CN111533556A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-14 | 太原理工大学 | 一种晶粒取向铌酸锶钠无铅铁电陶瓷的制备方法 |
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