JP2017206406A - Conductive ceramic composition, conductive member, and ceramic electronic component - Google Patents

Conductive ceramic composition, conductive member, and ceramic electronic component Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive ceramic composition having such good conductivity as to have low resistivity having no inferiority in comparison with a metal material and to keep low resistivity even when heat-treated in atmosphere; a conductive member using the conductive ceramic composition; and a ceramic electronic component such as a laminated ceramic capacitor using the conductive member as an electrode.SOLUTION: A conductive ceramic composition contains a main component having a perovskite crystal structure represented by general formula {Sr(VTiZr)O}. In general formula, m is 0.90≤m≤1.10; and x and y satisfy any one of (i) 0.1≤x≤0.6 and y=0, (ii) x=0 and 0.05≤y≤0.15, and (iii) 0.1≤x≤0.6, 0.05≤y≤0.15 and x+y≤0.3. At least internal electrodes 2a to 2f are formed of a conductive member containing the conductive ceramic composition as a main component.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は導電性磁器組成物、この導電性磁器組成物を使用した導電部材、及びこの導電部材を電極に使用した積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品に関する。   The present invention relates to a conductive ceramic composition, a conductive member using the conductive ceramic composition, and a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor using the conductive member as an electrode.

積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品では、セラミック材料で形成された部品素体に金属製の内部電極が埋設され、前記部品素体の表面に外部電極が形成されている。   In a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a metal internal electrode is embedded in a component body made of a ceramic material, and an external electrode is formed on the surface of the component body.

しかしながら、製造過程中の熱処理(焼成処理)でセラミック材料が電極側、例えば内部電極側に拡散し、部品素体と内部電極との接合界面に不導体である金属酸化物層が形成されると、導電性の低下を招くおそれがある。   However, when the ceramic material diffuses to the electrode side, for example, the internal electrode side, during the heat treatment (firing process) during the manufacturing process, a non-conductive metal oxide layer is formed at the bonding interface between the component element body and the internal electrode. There is a risk of lowering the conductivity.

一方、従来より、SrRuOやSrVOのようにPt等の金属材料と同程度の低抵抗率を有する導電性磁器材料も知られている。特に、SrVOは、SrRuO等に比べて安価であり、各種技術分野への応用が期待されている。 On the other hand, conductive porcelain materials having a low resistivity comparable to that of metal materials such as Pt such as SrRuO 3 and SrVO 3 have been conventionally known. In particular, SrVO 3 is cheaper than SrRuO 3 and is expected to be applied to various technical fields.

そして、例えば非特許文献1には、固体酸化物形燃料電池の有望なアノード材料としてY及びAl置換のSrVOの電気伝導率、熱膨張、及び安定性について報告されている。 For example, Non-Patent Document 1 reports the electrical conductivity, thermal expansion, and stability of Y and Al-substituted SrVO 3 as a promising anode material for a solid oxide fuel cell.

この非特許文献1では、Sr1-x1-yAl3-δ(0≦x≦0.4、0≦y≦0.2)で示されるペロブスカイト型化合物を10vol%のH含有のH−Nの混合ガスからなる還元雰囲気下、873~1173K(600~900℃)の温度で熱処理し、その結果、500〜1700S/cmの金属材料と同程度の電気伝導率(抵抗率で2〜0.6mΩ・cm)を有する導電性磁器材料が得られたことが記載されている。 In this non-patent document 1, a perovskite type compound represented by Sr 1-x Y x V 1-y Al y O 3-δ (0 ≦ x ≦ 0.4, 0 ≦ y ≦ 0.2) is added at 10 vol%. H 2 H 2 -N reducing atmosphere of a mixed gas of 2 containing 873 ~ was heat-treated at a temperature of 1173K (600 ~ 900 ℃), as a result, 500~1700S / cm comparable electrically conductive metal material It is described that a conductive porcelain material having a resistivity (2 to 0.6 mΩ · cm in resistivity) was obtained.

また、特許文献1には、酸化物セラミックスを主成分とした導電性セラミックス材料であって、RuO、SrVO等の群から選ばれた少なくとも1種類の酸化物粒子と、LiF、Bi、PbO等の群から選ばれた少なくとも1種類の助剤粒子とから形成された導電性セラミックス材料が提案されている。 Patent Document 1 discloses a conductive ceramic material mainly composed of oxide ceramics, and includes at least one oxide particle selected from a group such as RuO 2 and SrVO 3 , LiF, Bi 2 O, and the like. 3. A conductive ceramic material formed from at least one kind of auxiliary particle selected from the group of PbO and the like has been proposed.

この特許文献1では、RuO、SrVO等の導電性酸化物粒子からなるマトリックス中にLiF、Bi等の助剤粒子を分散させることにより、室温で1×10-1Ω・cm程度の固有電気抵抗値(抵抗率)を有し、酸素プラズマ処理によってもその固有電気抵抗値の低下を抑制した静電偏向器に好適な電極部品を得ようとしている。具体的には、この特許文献1には、導電性セラミック材料にRuO、助剤粒子にLiF又はBiを使用した実施例が記載されており、酸素プラズマ処理後で1×10-1〜1×10-2Ω・cmの固有電気抵抗値を有する電極部品を得ている。 In this patent document 1, auxiliary particles such as LiF and Bi 2 O 3 are dispersed in a matrix made of conductive oxide particles such as RuO 2 and SrVO 3 , so that 1 × 10 −1 Ω · cm at room temperature. An electrode component suitable for an electrostatic deflector which has a specific electric resistance value (resistivity) of a certain level and suppresses a decrease in the specific electric resistance value even by oxygen plasma treatment is being obtained. Specifically, this Patent Document 1 describes an example in which RuO 2 is used as a conductive ceramic material and LiF or Bi 2 O 3 is used as an auxiliary particle, and 1 × 10 after oxygen plasma treatment is described. An electrode component having a specific electric resistance value of 1 to 1 × 10 −2 Ω · cm is obtained.

特開2002−293629号公報(請求項1、段落[0010]、[0019]、[0055]〜[0057]、[0061]〜[0063]等)JP 2002-293629 A (Claim 1, paragraphs [0010], [0019], [0055] to [0057], [0061] to [0063], etc.)

A.A.Yaremcheko et al. ”Electrical conductivity, thermal expansion and stability of Y- and Al-substituted SrVO3 as prospective SOFC anode material”, Solid State Ionics, 247-248 (2013), pp86-93A.A.Yaremcheko et al. “Electrical conductivity, thermal expansion and stability of Y- and Al-substituted SrVO3 as prospective SOFC anode material”, Solid State Ionics, 247-248 (2013), pp86-93

SrVO系化合物は、4価のVイオン(バナジウムイオン)がペロブスカイト型結晶構造の酸素八面体の中央に位置し、これにより導電性を発現するとされている。そして、非特許文献1では、Srの一部をYで置換しVの一部をAlで置換したSrVO系化合物を還元雰囲気で熱処理することにより、金属材料と同程度の低抵抗率を得ている。 In the SrVO 3 -based compound, a tetravalent V ion (vanadium ion) is located at the center of the oxygen octahedron of the perovskite crystal structure, and is thereby considered to exhibit conductivity. In Non-Patent Document 1, a SrVO 3 -based compound in which a part of Sr is substituted with Y and a part of V is substituted with Al is heat-treated in a reducing atmosphere to obtain a low resistivity equivalent to that of a metal material. ing.

しかしながら、SrVO系化合物を大気雰囲気で熱処理すると、4価のVが5価のVに容易に酸化されることから、抵抗率の顕著な増加を招き、金属材料に代わる導電性材料としては不向きであり、特に良導電性が要求される電極材料に使用するのは困難である。 However, when heat-treating SrVO 3 -based compounds in the atmosphere, tetravalent V is easily oxidized to pentavalent V, which causes a significant increase in resistivity and is not suitable as a conductive material to replace metal materials. In particular, it is difficult to use for electrode materials that require good conductivity.

また、特許文献1では、導電性酸化粒子中に助剤粒子を分散させることにより、酸素プラズマ処理を行っても抵抗率が低下しないように耐酸化性を確保しようとしているものの、助剤粒子は絶縁性であることから抵抗値の増加を招き、1×10-1Ω・cm程度の抵抗率しか得ることができない。したがって、静電偏向器用電極材料に使用することはできても、金属材料と同程度の良導電性が要求される電極材料への使用には不向きである。 Further, in Patent Document 1, although the auxiliary particles are dispersed in the conductive oxide particles, an attempt is made to ensure oxidation resistance so that the resistivity does not decrease even when oxygen plasma treatment is performed. Since it is insulative, the resistance value is increased, and only a resistivity of about 1 × 10 −1 Ω · cm can be obtained. Therefore, although it can be used as an electrode material for an electrostatic deflector, it is not suitable for use in an electrode material that requires a good conductivity equivalent to that of a metal material.

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、金属材料と比べても遜色のない低抵抗率を有し、かつ大気雰囲気で熱処理を行っても低抵抗率を維持できる良導電性を有する導電性磁器組成物、該導電性磁器組成物を使用した導電部材、及び該導電部材を電極に使用した積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a low resistivity comparable to that of a metal material, and good conductivity that can maintain a low resistivity even when heat treatment is performed in an air atmosphere. It is an object to provide a conductive porcelain composition having a conductive material, a conductive member using the conductive porcelain composition, and a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor using the conductive member as an electrode.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行ったところ、SrVO系化合物において、Vの一部を所定範囲でZr又はTi、或いはZr及びTiの双方で置換することにより、大気雰囲気下で熱処理を行ってもVの酸化を抑制することができ、これにより熱処理前及び熱処理後の双方において金属材料と遜色ない程度の低抵抗率を有する良導電性の導電性磁器組成物を得ることができるという知見を得た。 The present inventor conducted intensive research to achieve the above object, and in the SrVO 3 series compound, by substituting a part of V with Zr or Ti or both Zr and Ti within a predetermined range, Even if it heat-processes in atmosphere, the oxidation of V can be suppressed, Thereby, the electroconductive porcelain composition of the electroconductivity which has a low resistivity comparable to a metal material both before and after heat processing is obtained. The knowledge that it can be obtained was obtained.

本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る導電性磁器組成物は、主成分が、ペロブスカイト型結晶構造を有するSrVO系化合物で形成された導電性磁器組成物であって、前記Vサイトに対する前記Srサイトの配合モル比mは、0.90〜1.10であり、前記Vサイトは、Ti及びZrのうちの少なくとも一方を含有すると共に、前記Ti及び前記Zrのうちの前記Tiが含有される場合は、前記Tiの含有量は、前記V及び前記Tiの総計に対し、モル比換算で0.1〜0.6であり、前記Ti及び前記Zrのうちの前記Zrが含有される場合は、前記Zrの含有量は、前記V及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.05〜0.15であり、前記Ti及び前記Zrの双方が含有される場合は、前記Tiの含有量は、前記V、前記Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.1〜0.6であり、前記Zrの含有量は、前記V、Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.05〜0.15であり、かつ前記Ti及び前記Zrの含有量合計が、前記V、前記Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.3以下であることを特徴としている。 The present invention has been made based on such findings, and the conductive ceramic composition according to the present invention is a conductive ceramic composition in which the main component is formed of a SrVO 3 -based compound having a perovskite crystal structure. The blending molar ratio m of the Sr site to the V site is 0.90 to 1.10, the V site contains at least one of Ti and Zr, and the Ti and the When Ti in Zr is contained, the content of Ti is 0.1 to 0.6 in terms of molar ratio with respect to the total of V and Ti, and the content of Ti and Zr When the Zr is contained, the content of the Zr is 0.05 to 0.15 in terms of molar ratio with respect to the total of the V and the Zr, and both the Ti and the Zr are If contained, the above The Ti content is 0.1 to 0.6 in terms of molar ratio with respect to the total of V, Ti and Zr, and the Zr content is the total of V, Ti and Zr. On the other hand, it is 0.05 to 0.15 in terms of molar ratio, and the total content of Ti and Zr is 0.3 or less in terms of molar ratio with respect to the total amount of V, Ti and Zr. It is characterized by being.

また、本発明者の更なる鋭意研究の結果、Srの一部と置換可能なLa、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd等の希土類元素を所定範囲で含有させたり、或いはVの一部と置換可能なNb、Ta、W、Mo等の遷移元素を所定範囲で含有させることにより、大気雰囲気下で熱処理しても抵抗値の温度変化をより抑制することができ、さらに通常使用される温度範囲で抵抗値の変化率も抑制できることが分かった。   Further, as a result of further diligent research by the present inventor, a rare earth element such as La, Ce, Pr, Sm, Nd, and Gd that can be substituted for a part of Sr is contained in a predetermined range, or a part of V By including transition elements such as Nb, Ta, W, and Mo that can be substituted in a predetermined range, the temperature change of the resistance value can be further suppressed even when heat treatment is performed in an air atmosphere. It was found that the change rate of the resistance value can be suppressed in the range.

すなわち、本発明の導電性磁器組成物は、La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Nb、Ta、W、及びMoの群から選択された少なくとも1種を副成分として含有し、前記副成分の含有量は、前記主成分100モル部に対し2モル部以下であるのが好ましい。   That is, the conductive ceramic composition of the present invention contains at least one selected from the group of La, Ce, Pr, Sm, Nd, Gd, Nb, Ta, W, and Mo as a subcomponent, The content of the component is preferably 2 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the main component.

また、本発明に係る導電部材は、主成分が、上述した導電性磁器組成物で形成されていることを特徴としている。   The conductive member according to the present invention is characterized in that the main component is formed of the above-described conductive ceramic composition.

また、本発明に係るセラミック電子部品は、内部電極とセラミック層とが交互に積層された部品素体の表面に外部電極が形成されたセラミック電子部品であって、少なくとも内部電極が、上記導電部材で形成されていることを特徴としている。   The ceramic electronic component according to the present invention is a ceramic electronic component in which an external electrode is formed on the surface of a component body in which internal electrodes and ceramic layers are alternately laminated, and at least the internal electrode is the conductive member. It is characterized by being formed by.

本発明の導電性磁器組成物によれば、上述した発明特定事項を具備しているので、4価のTi又はZr、或いはTi及びZrの双方がVの一部と置換する形態でVサイトに含有されることとなる。したがって、大気雰囲気下で熱処理を行ってもペロブスカイト構造が維持されてVが酸化されるのを抑制することができ、耐酸化性を有しかつ所望の低抵抗率を有する良導電性の導電性磁器組成物を得ることができる。   According to the conductive porcelain composition of the present invention, since it has the above-mentioned invention-specific matters, the tetravalent Ti or Zr, or both Ti and Zr are replaced with a part of V at the V site. It will be contained. Therefore, even if heat treatment is performed in an air atmosphere, the perovskite structure is maintained and V can be prevented from being oxidized, and it has good resistance to oxidation and has a desired low resistivity. A porcelain composition can be obtained.

本発明の導電部材によれば、主成分が、上述した導電性磁器組成物で形成されているので、耐酸化性を有し、抵抗率が低く良導電性を有する各種電子デバイスに応用可能な導電部材を得ることができる。   According to the conductive member of the present invention, since the main component is formed of the above-described conductive ceramic composition, it can be applied to various electronic devices having oxidation resistance, low resistivity, and good conductivity. A conductive member can be obtained.

本発明のセラミック電子部品によれば、内部電極とセラミック層とが交互に積層された部品素体の表面に外部電極が形成されたセラミック電子部品であって、少なくとも内部電極が、上記導電部材で形成されているので、耐酸化性を有し、金属材料で電極を形成した場合と遜色のない低抵抗率の良導電性を有する電極を備えたセラミックコンデンサ等の各種セラミック電子部品得ることができる。すなわち、焼成処理を行っても部品素体と電極との界面に金属酸化物等の不導体が形成されることもなく、良導電性を有する高品質の各種セラミック電子部品を得ることができる。   According to the ceramic electronic component of the present invention, a ceramic electronic component in which an external electrode is formed on a surface of a component body in which internal electrodes and ceramic layers are alternately laminated, wherein at least the internal electrode is the conductive member. Since it is formed, it is possible to obtain various ceramic electronic parts such as a ceramic capacitor having an oxidation resistance and an electrode having good conductivity with a low resistivity that is inferior to that of an electrode made of a metal material. . That is, high-quality various ceramic electronic components having good conductivity can be obtained without forming a non-conductor such as a metal oxide at the interface between the component element body and the electrode even if the firing treatment is performed.

本発明の導電性磁器組成物を使用したセラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサの一実施の形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the multilayer ceramic capacitor as a ceramic electronic component using the electroconductive ceramic composition of this invention.

次に、本発明の実施の形態を詳説する。   Next, an embodiment of the present invention will be described in detail.

本発明の一実施の形態としての導電性磁器組成物は、主成分がペロブスカイト型結晶構造(以下、「ペロブスカイト構造」という。)を有するSrVO系化合物で形成されており、VサイトにはTi及びZrの少なくとも一方がVの一部を置換する形態で含有されている。 The conductive porcelain composition as one embodiment of the present invention is formed of an SrVO 3 -based compound having a perovskite crystal structure (hereinafter referred to as “perovskite structure”) as a main component, and Ti is formed at the V site. And at least one of Zr is contained in a form in which a part of V is substituted.

具体的には、本導電性磁器組成物は、主成分が、下記一般式(A)で表される。   Specifically, the main component of the present conductive porcelain composition is represented by the following general formula (A).

Sr(V1-x-yTiZr)O …(A)
ここで、Vサイトに対するSrサイトの配合モル比mは、数式(1)を満足している。
Sr m (V 1-xy Ti x Zr y ) O 3 (A)
Here, the mixing molar ratio m of the Sr site to the V site satisfies the formula (1).

0.90≦m≦1.10 …(1)
また、Vサイト中のTiの含有モル比x及びZrの含有モル比yは、以下のように規定されている。
0.90 ≦ m ≦ 1.10 (1)
Further, the Ti content molar ratio x and the Zr content molar ratio y in the V site are defined as follows.

(i)VサイトにTi及びZrのうちのTiを含有する場合は、含有モル比x、yは、下記数式(2)、(3)を満足している。 (I) When Ti of Ti and Zr is contained in the V site, the molar ratios x and y satisfy the following mathematical formulas (2) and (3).

0.1≦x≦0.6 …(2)
y=0 …(3)
(ii)VサイトにTi及びZrのうちのZrを含有する場合、含有モル比x、yは、下記数式(4)、(5)を満足している。
0.1 ≦ x ≦ 0.6 (2)
y = 0 (3)
(Ii) When Zr of Ti and Zr is contained in the V site, the contained molar ratios x and y satisfy the following formulas (4) and (5).

x=0 …(4)
0.05≦y≦0.15 …(5)
(iii)VサイトにTi及びZrの双方が含有されている場合は、数式(6)〜(8)を満足している。
x = 0 (4)
0.05 ≦ y ≦ 0.15 (5)
(Iii) When both Ti and Zr are contained in the V site, Expressions (6) to (8) are satisfied.

0.1≦x≦0.6 …(6)
0.05≦y≦0.15 …(7)
x+y≦0.3 …(8)
すなわち、SrVOは、4価のVイオンが酸素八面体の中央に位置するペロブスカイト型結晶構造を有しており、Pt等の金属と同程度の良導電性を有することから、金属材料の代替品として使用可能と考えられる。
0.1 ≦ x ≦ 0.6 (6)
0.05 ≦ y ≦ 0.15 (7)
x + y ≦ 0.3 (8)
That is, SrVO 3 has a perovskite type crystal structure in which tetravalent V ions are located in the center of the oxygen octahedron, and has a good conductivity equivalent to that of a metal such as Pt. It can be used as a product.

しかしながら、Vイオンは、価数が5価で安定することから、SrVOを大気雰囲気で熱処理すると4価のVイオンが5価に酸化されてしまい、このためペロブスカイト構造を維持することができなくなり、抵抗率が上昇して導電性の低下を招くおそれがある。 However, since V ions have a valence of 5 and are stable, when SrVO 3 is heat-treated in an air atmosphere, tetravalent V ions are oxidized to 5 valences, so that the perovskite structure cannot be maintained. There is a possibility that the resistivity is increased and the conductivity is lowered.

そこで、本実施の形態では、上記数式(1)に示すように、配合モル比mの範囲を規定すると共に、4価で安定して存在するTi及びZrのうちの少なくとも一方を上述した所定範囲内でVの一部を置換する形態でVサイトに含有させている。そして、これによりVイオンがペロブスカイト構造から離脱することなく安定して配位すると考えられ、耐酸化性を向上させることが可能となる。したがって、大気雰囲気下で熱処理(焼成処理)を行っても酸化されるのを抑制でき、その結果、熱処理を行っても低抵抗率を維持することができ、所望の良導電性を有する導電性磁器組成物を得ることができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in the above mathematical formula (1), the range of the blending molar ratio m is specified, and at least one of Ti and Zr that are stably present in tetravalence is the predetermined range described above. In the V site, a part of V is substituted. As a result, it is considered that V ions are coordinated stably without leaving the perovskite structure, and the oxidation resistance can be improved. Therefore, oxidation can be suppressed even if heat treatment (baking treatment) is performed in an air atmosphere, and as a result, low resistivity can be maintained even if heat treatment is performed, and conductivity having desired good conductivity can be maintained. A porcelain composition can be obtained.

次に、配合モル比m、及びTi、Zrの各含有モル比x、yを上述の範囲に規定した理由を述べる。   Next, the reason why the blending molar ratio m and the Ti and Zr content molar ratios x and y are defined in the above-described ranges will be described.

(1)配合モル比m
Vサイトに対するSrサイトの配合モル比mは、化学量論組成では1.00であるが、該配合モル比mは化学量論組成に限定されるものではなく、必要に応じて変動させることが可能である。
(1) Mixing molar ratio m
The compounding molar ratio m of the Sr site to the V site is 1.00 in the stoichiometric composition, but the compounding molar ratio m is not limited to the stoichiometric composition and can be varied as necessary. Is possible.

しかしながら、配合モル比mが0.90未満になると、ペロブスカイト構造以外の異相が磁器組成物中に生じ易くなり、このため抵抗率が増加し、好ましくない。   However, if the blending molar ratio m is less than 0.90, a different phase other than the perovskite structure tends to occur in the porcelain composition, which increases the resistivity, which is not preferable.

一方、配合モル比mが1.10を超えると、化学量論組成からの偏移が大きくなって過度にSrサイトリッチとなり、焼結性が低下し緻密な焼結体を得ることができなくなるおそれがある。   On the other hand, if the blending molar ratio m exceeds 1.10, the deviation from the stoichiometric composition becomes large and becomes excessively Sr-site rich, so that the sinterability is lowered and a dense sintered body cannot be obtained. There is a fear.

そこで、本実施の形態では、上記数式(1)で示すように、配合モル比mを0.90〜1.10に規定している。   Therefore, in the present embodiment, the compounding molar ratio m is defined as 0.90 to 1.10.

(2)Ti及びZrのうちのTiを含有させる場合
Tiは、5価で安定するVとは異なり、4価で安定して存在することから、Vの一部をTiで置換させてVサイトに固溶させることにより、結晶構造が安定化し、大気雰囲気で熱処理(焼成処理)を行ってもペロブスカイト構造を維持でき、耐酸化性が向上し、熱処理を行っても抵抗率を低く維持することができると考えられる。
(2) When Ti of Ti and Zr is contained Ti, unlike V, which is stable at 5 valences, is stably present at 4 valences. The solid crystal structure stabilizes the crystal structure, so that the perovskite structure can be maintained even if heat treatment (firing treatment) is performed in the atmosphere, the oxidation resistance is improved, and the resistivity is kept low even after heat treatment. It is thought that you can.

しかしながら、Ti及びZrのうちのTiのみをVサイト中に含有させる場合(y=0)、上述した作用効果を得るためには、Tiの含有モル比xは、0.1以上は必要である。   However, in the case where only Ti of Ti and Zr is contained in the V site (y = 0), in order to obtain the above-described effects, the Ti content molar ratio x needs to be 0.1 or more. .

一方、Tiの含有モル比xが0.6を超えると、Tiの含有量が過度に多くなり、耐酸化性は確保できるものの、Vの含有モル比が相対的に少なくなることから、抵抗率自体の増加を招いて導電性が低下し、好ましくない。   On the other hand, when the Ti content molar ratio x exceeds 0.6, the Ti content is excessively increased, and although the oxidation resistance can be ensured, the V content molar ratio is relatively small. This is not preferable because the conductivity increases due to an increase in itself.

そこで、本実施の形態では、上記数式(2)で示すように、Ti及びZrのうちのTiを含有させる場合は、Tiの含有モル比xを0.1〜0.6に規定している。   Therefore, in the present embodiment, as shown in the mathematical formula (2), when Ti of Ti and Zr is contained, the Ti content molar ratio x is regulated to 0.1 to 0.6. .

(3)Ti及びZrのうちのZrを含有させる場合
Zrも、Tiと同様、4価で安定して存在することから、Vの一部をZrで置換させてVサイトに固溶させることにより、結晶構造が安定化し、大気雰囲気で熱処理(焼成処理)を行ってもペロブスカイト構造を維持でき、耐酸化性が向上し、熱処理を行っても抵抗率を低く維持することができると考えられる。
(3) In the case of containing Zr of Ti and Zr Since Zr is also tetravalent and stable, like Ti, by substituting a part of V with Zr and dissolving it in the V site It is considered that the crystal structure is stabilized, the perovskite structure can be maintained even when heat treatment (baking treatment) is performed in the air atmosphere, the oxidation resistance is improved, and the resistivity can be kept low even after heat treatment.

しかしながら、Ti及びZrのうちのZrのみをVサイト中に含有させる場合(x=0)、上述した作用効果を得るためには、Zrの含有モル比yは、0.05以上は必要である。   However, when only Zr of Ti and Zr is contained in the V site (x = 0), in order to obtain the above-described effects, the Zr content molar ratio y needs to be 0.05 or more. .

一方、Zrの含有モル比yが0.15を超えると、Zrの含有量が過度に多くなり、焼結性が低下して緻密な焼結体を得ることができなくなるおそれがある。   On the other hand, if the molar ratio y of Zr exceeds 0.15, the content of Zr is excessively increased, and the sinterability may be deteriorated and a dense sintered body may not be obtained.

そこで、本実施の形態では、上記数式(5)で示すように、Ti及びZrのうちのZrを含有させる場合は、Zrの含有モル比yを0.05〜0.15としている。   Therefore, in the present embodiment, as shown by the above mathematical formula (5), when Zr of Ti and Zr is included, the Zr content molar ratio y is set to 0.05 to 0.15.

(4)Ti及びZrの双方を含有させる場合
Ti及びZrはいずれも4価で安定することから、双方を含有させることによっても結晶構造が安定化し、耐酸化性を向上させることができることから抵抗率を低く維持することが可能である。
(4) In the case of containing both Ti and Zr Since Ti and Zr are both tetravalent and stable, the crystal structure can be stabilized and oxidation resistance can be improved by adding both. The rate can be kept low.

そして、この場合も上記(2)、(3)で述べたのと同様の理由から、数式(6)、(7)に示すようにTiの含有モル比xを0.1〜0.6、Zrの含有モル比yを0.05〜0.15とする必要がある。   And also in this case, for the same reason as described in the above (2) and (3), the Ti content molar ratio x is 0.1 to 0.6, as shown in the formulas (6) and (7). The Zr content molar ratio y needs to be 0.05 to 0.15.

しかしながら、数式(6)、(7)を満足しても、その合計モル比(x+y)が0.30を超えると、Ti及びZrの含有モル量が過剰となってVの含有モル量が相対的に少なくなる。このため耐酸化性は確保できても抵抗率が大きくなり、所望の導電性を有する導電性磁器組成物を得るのが困難となる。   However, even if the mathematical formulas (6) and (7) are satisfied, if the total molar ratio (x + y) exceeds 0.30, the content molar amount of Ti and Zr becomes excessive, and the molar content of V is relative. Less. For this reason, even if the oxidation resistance can be ensured, the resistivity increases and it becomes difficult to obtain a conductive ceramic composition having desired conductivity.

そこで、本実施の形態では、Ti及びZrの双方を含有させる場合は、数式(6)〜(8)に示すように、(a)Tiの含有モル比xが0.1〜0.6、(b)Zrの含有モル比yが0.05〜0.15、(c)Ti及びZrの各含有モル比の合計モル比(x+y)が0.30以下の三要件を満足するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, when both Ti and Zr are contained, as shown in the mathematical expressions (6) to (8), (a) the molar content ratio x of Ti is 0.1 to 0.6, (B) The Zr content molar ratio y is 0.05 to 0.15, and (c) the total molar ratio (x + y) of the Ti and Zr content molar ratios is 0.30 or less to satisfy the three requirements. Yes.

このように本導電性磁器組成物は、主成分が、ペロブスカイト型結晶構造を有するSrVO系化合物で形成された導電性磁器組成物であって、配合モル比mは、上記数式(1)を満足し、VサイトにTi及びZrのうちのTiが含有される場合は、数式(2)、(3)を満足し、VサイトにTi及びZrのうちのZrが含有される場合は、数式(4)、(5)を満足し、VサイトにTi及びZrの双方が含有される場合は、数式(6)〜(8)を満足しているので、導電性磁器組成物は、低抵抗率を有し、また、耐酸化性を向上することから大気雰囲気で熱処理(焼成処理)を行っても所望の低抵抗率を有する金属材料と遜色のない良導電性の導電性磁器組成物を得ることができる。 Thus, this electroconductive porcelain composition is an electroconductive porcelain composition in which the main component is formed of an SrVO 3 -based compound having a perovskite type crystal structure, and the blending molar ratio m is expressed by the above formula (1). If the V site contains Ti of Ti and Zr, the formulas (2) and (3) are satisfied. If the V site contains Ti and Zr of Zr, the formula When (4) and (5) are satisfied and both Ti and Zr are contained in the V site, since the mathematical expressions (6) to (8) are satisfied, the conductive ceramic composition has a low resistance. In addition, a highly conductive conductive porcelain composition that is inferior to a metal material having a desired low resistivity even when heat treatment (firing treatment) is performed in an air atmosphere because of improving oxidation resistance. Can be obtained.

さらに、本発明は、上記一般式(A)で示される主成分に対し、2価のSrに対しドナーとして作用する希土類元素Reや4価のVに対しドナーとして作用する遷移金属元素Mを副成分として微量含有させるのも好ましい。このように微量の希土類元素Reや遷移金属元素Mを主成分に添加することにより、熱処理を行っても抵抗値の増加をより効果的に抑制でき、更には使用時の抵抗値の温度変化を抑制でき、温度変化に依存しない高品質の導電性磁器組成物を得ることができる。   Furthermore, the present invention uses the rare earth element Re acting as a donor for divalent Sr and the transition metal element M acting as a donor for tetravalent V for the main component represented by the general formula (A). It is also preferable to add a trace amount as a component. Thus, by adding a small amount of rare earth element Re or transition metal element M as a main component, an increase in resistance value can be more effectively suppressed even when heat treatment is performed, and further, temperature change of resistance value during use can be suppressed. A high-quality conductive ceramic composition that can be suppressed and does not depend on temperature changes can be obtained.

この場合、導電性磁器組成物は、一般式(B)で表すことができる。
100Sr(V1-x-yTiZr)O+αRe+βM …(B)
ここで、希土類元素Re及び遷移金属元素Mの含有量は、熱処理による抵抗値の増加や抵抗値の温度変化を抑制できる程度であれば、特に限定されるものではなく、例えば希土類元素Re及び遷移金属元素Mの総計(α+β)が主成分100モル部に対し2モル部以下に設定することができる。
In this case, the conductive porcelain composition can be represented by the general formula (B).
100Sr m (V 1-xy Ti x Zr y ) O 3 + αRe + βM (B)
Here, the contents of the rare earth element Re and the transition metal element M are not particularly limited as long as the increase in the resistance value and the temperature change of the resistance value due to the heat treatment can be suppressed. The total (α + β) of the metal elements M can be set to 2 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the main component.

希土類元素Re及び遷移金属元素Mの存在形態は、特に限定されるものではないが、SrやVに対してドナーとして作用するのが好ましく、希土類元素Reは主としてSrサイトに固溶し、遷移金属元素Mは主としてVサイトに固溶しているのが好ましい。   The existence form of the rare earth element Re and the transition metal element M is not particularly limited, but preferably acts as a donor for Sr and V, and the rare earth element Re is mainly dissolved in the Sr site, and the transition metal It is preferable that the element M is mainly dissolved in the V site.

そして、このような希土類元素Reとしては、特に限定されるものではないが、比較的入手が容易なLa、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd等を使用することができる。   Such rare earth elements Re are not particularly limited, but La, Ce, Pr, Sm, Nd, Gd, etc., which are relatively easily available, can be used.

また、遷移金属元素Mについても、Vに対しドナーとして作用するのであれば特に限定されるものではなく、例えば、Nb、Ta、W、Mo等を使用することができる。   The transition metal element M is not particularly limited as long as it acts as a donor for V. For example, Nb, Ta, W, Mo, or the like can be used.

次に、上記導電性磁器組成物の製造方法を詳述する。   Next, the manufacturing method of the said electroconductive ceramic composition is explained in full detail.

まず、セラミック素原料としてSr化合物(例えば、SrCO等)、V化合物(例えば、VO、VとVとの混合物等)、Ti化合物(例えば、TiO等)、Zr化合物(例えば、ZrO等)、必要に応じて希土類化合物(例えば、La等)、遷移金属化合物(例えば、Nb等)を準備する。そして、一般式(A)で表される焼成後の導電性磁器組成物が、数式(1)〜(8)を満足するように、所望する最終形態に応じてセラミック素原料を秤量する。 First, as a ceramic raw material, an Sr compound (for example, SrCO 3 or the like), a V compound (for example, VO 2 , a mixture of V 2 O 5 and V 2 O 3 ), a Ti compound (for example, TiO 2 or the like), Zr, etc. A compound (for example, ZrO 2 or the like), a rare earth compound (for example, La 2 O 3 or the like), and a transition metal compound (for example, Nb 2 O 5 or the like) are prepared as necessary. And the ceramic raw material is weighed according to the desired final form so that the conductive ceramic composition after firing represented by the general formula (A) satisfies the mathematical formulas (1) to (8).

次いで、この秤量物をボールミル等の粉砕機に投入して粉砕・混合した後、1050〜1150℃程度の温度で還元雰囲気下、仮焼処理を行い、その後粉砕し、SrVO系化合物からなる導電性セラミック原料粉末を得る。すなわち、上記秤量物を大気雰囲気下で仮焼すると、Vが溶解してペロブスカイト構造を形成できなくなるおそれがある。このため還元雰囲気で仮焼処理を行い、上述した導電性セラミック原料粉末を得る。 Next, this weighed material is put into a pulverizer such as a ball mill, pulverized and mixed, and then calcined in a reducing atmosphere at a temperature of about 1050 to 1150 ° C., and then pulverized to obtain a conductive material composed of a SrVO 3 compound. An excellent ceramic raw material powder is obtained. That is, when the above-mentioned weighed product is calcined in an air atmosphere, V may be dissolved and a perovskite structure cannot be formed. For this reason, a calcination treatment is performed in a reducing atmosphere to obtain the above-described conductive ceramic raw material powder.

次に、この導電性セラミック原料粉末を有機バインダ、可塑剤及び有機溶媒と共に上記粉砕機に投入し、湿式で混合し、セラミックスラリーを作製する。そして、このセラミックスラリーをドクターブレード法等の成形加工法を使用してシート成形し、導電性シートを作製する。   Next, this conductive ceramic raw material powder is put into the pulverizer together with an organic binder, a plasticizer and an organic solvent, and mixed in a wet manner to produce a ceramic slurry. Then, the ceramic slurry is formed into a sheet using a forming method such as a doctor blade method to produce a conductive sheet.

次に、この導電性シートを複数枚積層し、加熱・圧着してセラミック積層体を作製する。次いで、このセラミック積層体を所定寸法に切断した後、大気雰囲気下、300℃程度の温度で脱バインダ処理を行った後、大気雰囲気下、1300〜1400℃の温度で2時間程度、焼成処理を行い、これにより導電性磁器組成物を作製する。   Next, a plurality of the conductive sheets are laminated, and heated and pressed to produce a ceramic laminate. Next, the ceramic laminate is cut to a predetermined size, and then subjected to a binder removal treatment in an air atmosphere at a temperature of about 300 ° C., and then subjected to a firing treatment in an air atmosphere at a temperature of 1300 to 1400 ° C. for about 2 hours. This produces a conductive porcelain composition.

このように本導電性磁器組成物は、Vの一部を所定量のTi及び/又はZrで置換し、必要に応じて所定量の希土類元素Reや遷移金属元素Mを含有させているので、金属材料と同程度の低い抵抗率を維持しつつ大気雰囲気での焼成に耐え得る耐酸化性の良好な導電性磁器組成物を得ることができる。   Thus, this electroconductive porcelain composition replaces a part of V with a predetermined amount of Ti and / or Zr, and contains a predetermined amount of rare earth element Re or transition metal element M as required. A conductive porcelain composition having good oxidation resistance that can withstand firing in the air atmosphere while maintaining a resistivity as low as that of a metal material can be obtained.

そして、この導電性磁器組成物を主成分とした導電部材を得ることにより、耐酸化性を有し、抵抗率が低く良導電性を有する各種電子デバイスの実現が可能である。   By obtaining a conductive member containing the conductive ceramic composition as a main component, various electronic devices having oxidation resistance, low resistivity, and good conductivity can be realized.

この場合、本導電性磁器組成物は、導電部材の主成分(例えば、95wt‰以上)を形成していればよく、抵抗率や抵抗温度係数に影響を与えない程度の添加物を必要に応じて添加してもよい。   In this case, the conductive porcelain composition only needs to form the main component (for example, 95 wt ‰ or more) of the conductive member, and if necessary, an additive that does not affect the resistivity and the temperature coefficient of resistance. May be added.

図1は、上記導電部材を使用したセラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサの一実施の形態を複式的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view dually showing an embodiment of a multilayer ceramic capacitor as a ceramic electronic component using the conductive member.

この積層セラミックコンデンサは、BaTiO系化合物で形成されたセラミック層1(1a〜1g)と上述した本発明の導電部材で形成された内部電極2(2a〜2f)とが交互に積層された部品素体3を有すると共に、該部品素体3の両端部には外部電極4a、4bが形成され、さらに該外部電極4a、4bの表面には第1のめっき皮膜5a、5b及び第2のめっき皮膜6a、6bがそれぞれ形成されている。 This multilayer ceramic capacitor is a component in which ceramic layers 1 (1a to 1g) formed of a BaTiO 3 based compound and internal electrodes 2 (2a to 2f) formed of the above-described conductive member of the present invention are alternately stacked. In addition to the element body 3, external electrodes 4 a and 4 b are formed on both ends of the component element body 3, and first plating films 5 a and 5 b and a second plating are formed on the surfaces of the external electrodes 4 a and 4 b. Films 6a and 6b are respectively formed.

この積層セラミックコンデンサは、内部電極2a、2c、2eが外部電極4aと電気的に接続され、内部電極2b、2d、2fは外部電極4bと電気的に接続されている。そして、内部電極2a、2c、2eと内部電極2b、2d、2fとの対向面間で静電容量を形成している。   In this multilayer ceramic capacitor, the internal electrodes 2a, 2c, and 2e are electrically connected to the external electrode 4a, and the internal electrodes 2b, 2d, and 2f are electrically connected to the external electrode 4b. A capacitance is formed between the opposing surfaces of the internal electrodes 2a, 2c, and 2e and the internal electrodes 2b, 2d, and 2f.

そして、本積層セラミックコンデンサでは、少なくとも内部電極2a〜2fが、本発明の上記導電部材で形成されているので、焼成処理を行ってもセラミック層1a〜1gと内部電極2a〜2fとの界面に金属酸化物等の不導体が形成されることもなく、内部電極2a〜2fを金属材料で形成した場合と遜色のない抵抗率が低く良導電性を有する耐酸化性が良好な内部電極2a〜2fを備えたセラミックコンデンサを実現することができる。   In this multilayer ceramic capacitor, at least the internal electrodes 2a to 2f are formed of the conductive member of the present invention, so that even if firing is performed, the interface between the ceramic layers 1a to 1g and the internal electrodes 2a to 2f is present. No internal conductors such as metal oxides are formed, and the internal electrodes 2a to 2f are excellent in resistance to oxidation and have low conductivity and good conductivity as compared with the case where the internal electrodes 2a to 2f are formed of a metal material. A ceramic capacitor having 2f can be realized.

このセラミックコンデンサは、以下のようにして容易に作製することができる。まず、上述した方法で一般式(A)が数式(1)〜(8)を満足するように組成成分が調整された導電性シートを作製する。   This ceramic capacitor can be easily manufactured as follows. First, the electroconductive sheet by which the composition component was adjusted so that general formula (A) may satisfy | fill numerical formula (1)-(8) with the method mentioned above is produced.

また、誘電体シートを以下のようにして作製する。すなわち、BaCO、TiO等のセラミック素原料を準備して所定量秤量し、その後、秤量物を粉砕機に投入し、湿式で混合・粉砕した後、1000〜1100℃程度の温度で仮焼し、粉砕し、BaTiO系化合物からなる誘電体セラミック原料粉末を得る。次いで、この誘電体セラミック原料粉末を有機バインダ、可塑剤及び有機溶媒と共に上記粉砕機に役人して湿式混合し、セラミックスラリーを作製する。そして、このセラミックスラリーをドクターブレード法等の成形加工法を使用してシート成形し、誘電体シートを作製する。 Moreover, a dielectric sheet is produced as follows. That is, a ceramic raw material such as BaCO 3 and TiO 2 is prepared and weighed in a predetermined amount, and then the weighed material is put into a pulverizer, mixed and pulverized in a wet state, and calcined at a temperature of about 1000 to 1100 ° C. And pulverizing to obtain a dielectric ceramic raw material powder made of a BaTiO 3 -based compound. Next, the dielectric ceramic raw material powder is wet-mixed together with an organic binder, a plasticizer, and an organic solvent by the pulverizer to prepare a ceramic slurry. Then, the ceramic slurry is formed into a sheet using a forming method such as a doctor blade method to produce a dielectric sheet.

次に、上記導電性シート及び上記誘電体シートをそれぞれ所定枚数ずつ交互に積層し、その後、加熱・圧着し、所定寸法に切断してセラミック積層体を得る。   Next, a predetermined number of the conductive sheets and the dielectric sheets are alternately laminated, and then heated and pressure-bonded, and cut into predetermined dimensions to obtain a ceramic laminate.

そして、このセラミック積層体に大気雰囲気下、300℃程度の温度で脱バインダ処理を施し、有機バインダを燃焼させて除去した後、大気雰囲気下、1300〜1400℃の温度で2時間程度、焼成処理を行い、これにより部品素体3を作製する。   Then, the ceramic laminate is subjected to binder removal treatment at a temperature of about 300 ° C. in an air atmosphere, and the organic binder is burned and removed, followed by firing treatment at a temperature of 1300 to 1400 ° C. for about 2 hours in the air atmosphere. Thus, the component body 3 is produced.

次いで、この部品素体3の両端面に外部電極用導電性ペーストを塗布し、焼付処理を行い、これにより外部電極4a、4bを形成する。   Next, a conductive paste for external electrodes is applied to both end faces of the component element body 3, and a baking process is performed, thereby forming external electrodes 4a and 4b.

ここで、外部電極用導電性ペーストに含有される導電性材料についても、NiやCuを主成分とした卑金属材料の他、上記導電部材をペースト化して使用するのも好ましい。   Here, regarding the conductive material contained in the conductive paste for external electrodes, it is also preferable to use the conductive member as a paste in addition to a base metal material mainly composed of Ni or Cu.

また、セラミック積層体の両端面に外部電極用導電性ペーストを塗布した後、セラミック積層体と同時に焼成処理を施すことにより外部電極4a、4bを形成するのも好ましく、本導電部材は、このような外部電極の形成方法を採用する場合により効果的である。すなわち、外部電極4a、4bをセラミック積層体と同時焼成しても、焼成後の部品素体3と外部電極4a、4bとの間に金属酸化物が形成されることもなく、高品質・高性能の積層セラミックコンデンサを作製することが可能となる。   In addition, it is also preferable to form the external electrodes 4a and 4b by applying a conductive paste for external electrodes to both end faces of the ceramic laminated body and then performing a firing process simultaneously with the ceramic laminated body. It is more effective when a method for forming an external electrode is employed. That is, even when the external electrodes 4a and 4b are simultaneously fired with the ceramic laminate, no metal oxide is formed between the fired component body 3 and the external electrodes 4a and 4b. It becomes possible to produce a multilayer ceramic capacitor having high performance.

そして、最後に、めっき法や真空蒸着法等を使用して外部電極4a、4bの表面にNi、Cu、Ni−Cu合金等からなる第1のめっき皮膜5a、5bを形成し、さらに該第1のめっき皮膜5a、5bの表面にはんだやスズ等からなる第2のめっき皮膜6a、6bを形成し、これにより図1に示すような積層セラミックコンデンサが製造される。   Finally, first plating films 5a and 5b made of Ni, Cu, Ni—Cu alloy, or the like are formed on the surfaces of the external electrodes 4a and 4b by using a plating method, a vacuum deposition method, or the like. Second plating films 6a and 6b made of solder, tin, or the like are formed on the surfaces of the first plating films 5a and 5b, whereby a multilayer ceramic capacitor as shown in FIG. 1 is manufactured.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本導電体磁器組成物は、主成分(例えば、97wt%以上)がSrVO系化合物であればよく、特性に影響を与えない範囲でSr等の異相が混入していてもよい。また、セラミック素原料についても炭酸塩や酸化物に限定されるものではなく、硝酸塩、水酸化物、有機酸塩、アルコキシド、キレート化合物等、適宜選択することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, this conductor porcelain composition only needs to be a SrVO 3 based compound as a main component (eg, 97 wt% or more), and a different phase such as Sr 3 V 2 O 8 is mixed in a range that does not affect the characteristics. May be. Also, the ceramic raw material is not limited to carbonates and oxides, and nitrates, hydroxides, organic acid salts, alkoxides, chelate compounds, and the like can be appropriately selected.

さらに、上記実施の形態では、焼成処理を大気雰囲気で行っているが、H-N-HOガス等の還元雰囲気で行うことを妨げるものではない。 Furthermore, in the above embodiment, the baking treatment is performed in an air atmosphere, but this does not prevent the baking process from being performed in a reducing atmosphere such as H 2 —N 2 —H 2 O gas.

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。 Next, examples of the present invention will be specifically described.

[試料の作製]
セラミック素原料としてSrCO、VO、TiO、ZrO、La、Nbを用意した。そして、焼成後に表1に示すような成分組成となるように、これらセラミック素原料を秤量した後、これら秤量物をボールミルに投入して湿式で混合粉砕し、体積含有量が3vol%のHを含有したN−Hの混合ガスからなる還元雰囲気下、1100℃で2時間、仮焼処理を行い、その後、粉砕し、一般式{100Sr(V1-x-yTiZr)O+αLa+βNb}で表される導電性セラミック原料粉末を作製した。
[Preparation of sample]
SrCO 3 , VO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 were prepared as ceramic raw materials. And after these ceramic raw materials are weighed so that the component composition shown in Table 1 is obtained after firing, these weighed materials are put into a ball mill and mixed and pulverized wet, and H 2 having a volume content of 3 vol%. Calcination treatment is performed at 1100 ° C. for 2 hours in a reducing atmosphere composed of a mixed gas of N 2 —H 2 containing N, and then pulverized to obtain a general formula {100Sr m (V 1-xy Ti x Zr y ) O 3 + αLa + βNb} was produced as a conductive ceramic raw material powder.

次に、この導電性セラミック原料粉末をポリビニルブチラール系の有機バインダ、可塑剤及び有機溶媒としてのエタノールと共にボールミルに投入し、湿式で混合し、これによりセラミックスラリーを作製した。そして、ドクターブレード法を使用し、セラミックスラリーをシート成形し、矩形形状の導電性シートを作製した。   Next, this conductive ceramic raw material powder was put into a ball mill together with a polyvinyl butyral organic binder, a plasticizer and ethanol as an organic solvent, and mixed in a wet manner, thereby producing a ceramic slurry. Then, using a doctor blade method, a ceramic slurry was formed into a sheet to produce a rectangular conductive sheet.

次いで、この導電性シートを複敷枚積層し、加熱・圧着してセラミック積層体を得た。その後、このセラミック積層体を所定寸法に切断した後、大気雰囲気下、300℃に加熱して脱バインダ処理を行って有機バインダを燃焼・除去し、その後、酸素分圧が10-11〜10-12MPaに調整されたH−N−HOの混合ガスからなる還元性雰囲気下、1300〜1400℃の温度で2時間焼成処理を行い、 試料番号1〜24の試料を得た。 Next, this conductive sheet was laminated in multiple layers and heated and pressed to obtain a ceramic laminate. Thereafter, the ceramic laminate is cut to a predetermined size and then heated to 300 ° C. in an air atmosphere to remove the binder to burn and remove the organic binder. Thereafter, the oxygen partial pressure is 10 −11 to 10 −. In a reducing atmosphere composed of a mixed gas of H 2 —N 2 —H 2 O adjusted to 12 MPa, a baking treatment was performed at a temperature of 1300 to 1400 ° C. for 2 hours, and samples Nos. 1 to 24 were obtained.

試料番号1〜24の各試料は、いずれも反りがなく、外形寸法は、長さ8mm、幅8mm、厚さ0.75mmの板状であった。   Each sample of sample numbers 1 to 24 had no warpage, and the outer dimensions were a plate shape having a length of 8 mm, a width of 8 mm, and a thickness of 0.75 mm.

次いで、試料番号1〜24の各試料を溶解し、ICP−AES(誘導結合プラズマ−発光分光分析)法で元素分析を行ったところ、各試料は表1に示す成分組成を有することが確認された。   Next, each sample of sample numbers 1 to 24 was dissolved, and elemental analysis was performed by ICP-AES (inductively coupled plasma-emission spectroscopy) method. As a result, it was confirmed that each sample had the component composition shown in Table 1. It was.

また、これら試料番号1〜24の各試料について、室温25℃でX線回折法を使用して構造解析を行ったところ、立方晶のペロブスカイト構造であることが確認された。   Further, when each of the samples Nos. 1 to 24 was subjected to a structural analysis using an X-ray diffraction method at a room temperature of 25 ° C., it was confirmed to have a cubic perovskite structure.

また、これら各試料のそれぞれについて、別途、大気雰囲気下、800℃で1時間熱処理を行った。   In addition, each of these samples was separately heat-treated at 800 ° C. for 1 hour in an air atmosphere.

[試料の評価]
本実施例では、上述したように各試料について、仮焼処理のみならず焼成処理も還元雰囲気で行って作製し、焼成後に熱処理を行わなかった試料と熱処理を行った試料の双方の抵抗率を測定し、試料の耐酸化性を評価した。
[Sample evaluation]
In this example, as described above, for each sample, not only the calcination treatment but also the firing treatment was performed in a reducing atmosphere, and the resistivity of both the sample that was not heat-treated after firing and the sample that was heat-treated was calculated. Measurements were made to evaluate the oxidation resistance of the samples.

すなわち、試料番号1〜24の各試料5個について、直流四端子ファン・デル・ポー(van der Pauw)法を使用し、熱処理前及び熱処理後における室温25℃での抵抗値を測定し、試料寸法から抵抗率を求めた。さらに、熱処理前の各試料については、100℃での抵抗値をも測定し、25℃及び100℃における抵抗値の測定結果から数式(9)に基づき、抵抗値の温度変化の指標となる抵抗温度係数α(10-3/℃)を求めた。 That is, for each of the five samples of sample numbers 1 to 24, the resistance value at room temperature 25 ° C. before and after heat treatment was measured using the DC four-terminal van der Pauw method. The resistivity was determined from the dimensions. Furthermore, for each sample before the heat treatment, the resistance value at 100 ° C. is also measured, and the resistance that becomes an index of the temperature change of the resistance value based on the mathematical formula (9) from the measurement result of the resistance value at 25 ° C. and 100 ° C. The temperature coefficient α (10 −3 / ° C.) was determined.

α=10(R100− R25)/R25(100−25)…(9)
ここで、R100は100℃における抵抗値(mΩ・cm)、R25は25℃における抵抗値(mΩ・cm)を示している。
α = 10 3 (R 100 −R 25 ) / R 25 (100−25) (9)
Here, R 100 represents a resistance value (mΩ · cm) at 100 ° C., and R 25 represents a resistance value (mΩ · cm) at 25 ° C.

表1は、試料番号1〜24の各試料における成分組成、室温における熱処理前後の抵抗率及び抵抗温度係数αの測定結果(5個の平均値)を示している。抵抗率は1mΩ・cm未満を「良」、1mΩ・cm以上を「不可」とした。   Table 1 shows the measurement results (average value of five) of the component composition, the resistivity before and after the heat treatment at room temperature, and the resistance temperature coefficient α in each sample of sample numbers 1 to 24. The resistivity was determined as “good” when less than 1 mΩ · cm, and “impossible” when 1 mΩ · cm or more.

Figure 2017206406
Figure 2017206406

試料番号1は、主成分中にTiもZrも含有していないため、熱処理前の還元雰囲気で焼成された段階では、抵抗率は0.042mΩ・cmと良好であるが、熱処理後は100000mΩ・cm以上となって抵抗率が極端に増加し、耐酸化性に劣ることが分かった。   Sample No. 1 contains neither Ti nor Zr in the main component, so that the resistivity is good at 0.042 mΩ · cm at the stage of firing in a reducing atmosphere before the heat treatment, but after the heat treatment it is 100,000 mΩ · cm. It was found that the resistivity was extremely increased at a distance of cm or more, and the oxidation resistance was poor.

試料番号5は、主成分中にTiが含有されているため、熱処理前後で抵抗率に変動はなく耐酸化性は確保できているものの、Tiの含有モル比xが0.85と過剰であるため、抵抗率が4.2mΩ・cmと大きくなった。   Sample No. 5 contains Ti in the main component, so the resistivity does not change before and after heat treatment and oxidation resistance is ensured, but the Ti content molar ratio x is 0.85 and excessive. Therefore, the resistivity increased to 4.2 mΩ · cm.

試料番号9は、主成分中にZrが含有されているものの、その含有モル比yが0.25と過剰であるため、焼結性に劣り、緻密な焼結体を得ることができず、抵抗率を測定することができなかった。   Sample No. 9 contains Zr in the main component, but since its content molar ratio y is excessive at 0.25, the sinterability is inferior, and a dense sintered body cannot be obtained. The resistivity could not be measured.

試料番号13は、Tiの含有モル比xが0.25、Zrの含有モル比yが0.15の割合でTi及びZrが主成分のVサイトに含まれているので、試料番号5と同様、耐酸化性は確保できるものの、TiとZrの合計モル比(x+y)が0.40であり、0.30を超えており、Vの含有モル量が相対的に少なくなることから、抵抗率は21mΩ・cmと大きくなった。   Sample No. 13 is the same as Sample No. 5 because Ti and Zr are contained in the main component at a Ti content molar ratio x of 0.25 and a Zr content molar ratio y of 0.15. Although the oxidation resistance can be ensured, the total molar ratio (x + y) of Ti and Zr is 0.40, which exceeds 0.30, and the content of V is relatively small. Increased to 21 mΩ · cm.

試料番号14も、試料番号13と略同様であり、Tiの含有モル比xが0.45、Zrの含有モル比yが0.05の割合でTi及びZrが主成分のVサイトに含まれているので、耐酸化性は確保できるものの、合計モル比(x+y)が0.50であり、0.30を超えていることから、抵抗率は6.3mΩ・cmと大きくなった。   Sample No. 14 is substantially the same as Sample No. 13, and the Ti molar ratio x is 0.45 and the molar molar ratio y of Zr is 0.05, and Ti and Zr are contained in the main V site. Therefore, although the oxidation resistance can be ensured, the total molar ratio (x + y) is 0.50, which exceeds 0.30. Therefore, the resistivity is as large as 6.3 mΩ · cm.

試料番号20は、配合モル比mが0.80であり、過度にVサイトリッチとなり、異相が生成し、このため熱処理前でも抵抗率は1.5mΩ・cmと大きく、また耐酸化性にも劣り、熱処理後の抵抗率は100000mΩ・cm以上となって極端に増加することが分かった。   Sample No. 20 has a compounding molar ratio m of 0.80, becomes excessively V-site rich, and a heterogeneous phase is formed. Therefore, even before heat treatment, the resistivity is as large as 1.5 mΩ · cm, and oxidation resistance is also improved. It was inferior and it turned out that the resistivity after heat processing becomes 100000 mohm * cm or more and increases extremely.

試料番号24は、配合モル比mが1.20であり、過度にSrサイトリッチとなって焼結性が劣り、緻密な焼結体を得ることができず、抵抗率を測定することができなかった。   Sample No. 24 has a compounding molar ratio m of 1.20, becomes excessively Sr-site rich, has poor sinterability, cannot obtain a dense sintered body, and can measure resistivity. There wasn't.

これに対し試料番号2〜4、6〜8、10〜12、15〜19、及び21〜23は、いずれも本発明範囲内であるので、良好な耐酸化性を有し、熱処理前及び熱処理後のいずれにおいても抵抗率は1mΩ・cm未満と良好であり、また、抵抗温度係数αも絶対値換算で8.1(10-3/℃)以下であり、通常の使用温度である25℃〜100℃の間で抵抗の温度変化を十分に抑制できることが分かった。 On the other hand, since sample numbers 2 to 4, 6 to 8, 10 to 12, 15 to 19, and 21 to 23 are all within the scope of the present invention, they have good oxidation resistance. In any of the latter, the resistivity is good at less than 1 mΩ · cm, and the resistance temperature coefficient α is 8.1 (10 −3 / ° C.) or less in terms of absolute value, which is 25 ° C., which is a normal use temperature. It was found that the temperature change of the resistance can be sufficiently suppressed between ˜100 ° C.

また、本発明試料のうち、La及び/又はNbを所定範囲内で含有させた試料番号4、16〜19、及び21〜23は、La及びNbを含有させなかった試料番号2、3、6〜8、10〜12、及び15に比べ、熱処理前後における抵抗率の変動幅を抑制できることが分かった。   In addition, among the samples of the present invention, sample numbers 4, 16 to 19, and 21 to 23 containing La and / or Nb within a predetermined range are sample numbers 2, 3, and 6 that do not contain La and Nb. Compared to ˜8, 10-12, and 15, it was found that the fluctuation range of the resistivity before and after the heat treatment can be suppressed.

さらに、試料番号15と試料番号16〜19との対比から明らかなように、主成分100モル部に対し0.5〜2.0モル部のLa又はNbを含有させることにより、抵抗温度係数αを絶対値換算で低下させることができ、La及びNbには抵抗の温度変化の抑制作用があることが分かった。   Furthermore, as is clear from the comparison between Sample No. 15 and Sample Nos. 16 to 19, the resistance temperature coefficient α is obtained by adding 0.5 to 2.0 mol parts of La or Nb with respect to 100 mol parts of the main component. It was found that La and Nb have the effect of suppressing the temperature change of the resistance.

磁器組成物であっても金属と同程度の低抵抗率を有し、耐酸化性の良好な導電性磁器組成物を実現し、積層セラミックコンデンサ等の各種セラミック電子部品の電極材料として利用できるようにする。   Even a porcelain composition can be used as an electrode material for various ceramic electronic parts such as multilayer ceramic capacitors by realizing a conductive porcelain composition having a low resistivity equivalent to that of metal and good oxidation resistance. To.

1a〜1g セラミック層
2a〜2f 内部電極
3 部品素体
4a、4b 外部電極
1a to 1g Ceramic layers 2a to 2f Internal electrode 3 Component element body 4a, 4b External electrode

Claims (4)

主成分が、ペロブスカイト型結晶構造を有するSrVO系化合物で形成された導電性磁器組成物であって、
前記Vサイトに対する前記Srサイトの配合モル比mは、0.90〜1.10であり、
前記Vサイトは、Ti及びZrのうちの少なくとも一方を含有すると共に、
前記Ti及び前記Zrのうちの前記Tiが含有される場合は、前記Tiの含有量は、前記V及び前記Tiの総計に対し、モル比換算で0.1〜0.6であり、
前記Ti及び前記Zrのうちの前記Zrが含有される場合は、前記Zrの含有量は、前記V及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.05〜0.15であり、
前記Ti及び前記Zrの双方が含有される場合は、前記Tiの含有量は、前記V、前記Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.1〜0.6であり、前記Zrの含有量は、前記V、Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.05〜0.15であり、かつ前記Ti及び前記Zrの含有量合計が、前記V、前記Ti及び前記Zrの総計に対し、モル比換算で0.3以下であることを特徴とする導電性磁器組成物。
The main component is a conductive porcelain composition formed of a SrVO 3 -based compound having a perovskite crystal structure,
The molar ratio m of the Sr site to the V site is 0.90 to 1.10.
The V site contains at least one of Ti and Zr,
When the Ti of the Ti and the Zr is contained, the content of the Ti is 0.1 to 0.6 in terms of molar ratio with respect to the total of the V and the Ti,
When the Zr of the Ti and the Zr is contained, the content of the Zr is 0.05 to 0.15 in terms of molar ratio with respect to the total of the V and the Zr,
When both Ti and Zr are contained, the content of Ti is 0.1 to 0.6 in terms of molar ratio with respect to the total of V, Ti and Zr, and the Zr The total content of V, Ti and Zr is 0.05 to 0.15 in terms of molar ratio, and the total content of Ti and Zr is V, Ti and A conductive porcelain composition having a molar ratio of 0.3 or less with respect to the total amount of Zr.
La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Nb、Ta、W、及びMoの群から選択された少なくとも1種を副成分として含有し、
前記副成分の含有量は、前記主成分100モル部に対し2モル部以下であることを特徴とする請求項1記載の導電性磁器組成物。
Containing at least one selected from the group of La, Ce, Pr, Sm, Nd, Gd, Nb, Ta, W, and Mo as a subcomponent;
The conductive porcelain composition according to claim 1, wherein the content of the subcomponent is 2 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the main component.
主成分が、請求項1又は請求項2記載の導電性磁器組成物で形成されていることを特徴とする導電部材。   A conductive member, wherein the main component is formed of the conductive porcelain composition according to claim 1 or 2. 内部電極とセラミック層とが交互に積層された部品素体の表面に外部電極が形成されたセラミック電子部品であって、
少なくとも前記内部電極が、請求項3記載の導電部材で形成されていることを特徴とするセラミック電子部品。
A ceramic electronic component in which external electrodes are formed on the surface of a component body in which internal electrodes and ceramic layers are alternately laminated,
A ceramic electronic component, wherein at least the internal electrode is formed of the conductive member according to claim 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116082055A (en) * 2023-01-18 2023-05-09 潮州三环(集团)股份有限公司 Spliced ceramic and preparation method and application thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01100026A (en) * 1987-10-13 1989-04-18 Canon Inc Metallic oxide material
JPH06342659A (en) * 1993-06-01 1994-12-13 Ngk Insulators Ltd Cathode material of lithium battery
JP2000269463A (en) * 1999-03-19 2000-09-29 Toshiba Corp Semiconductor storage device
JP2002293629A (en) * 2001-04-03 2002-10-09 Fujitsu Ltd Electroconductive ceramic material, component for electrode, electrostatic polarizer, and charged particle beam exposing device
JP2013080903A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Multilayer ceramic electronic component and manufacturing method thereof
US20140302420A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 University Of Maryland, College Park Ceramic Anode Materials for Solid Oxide Fuel Cells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01100026A (en) * 1987-10-13 1989-04-18 Canon Inc Metallic oxide material
JPH06342659A (en) * 1993-06-01 1994-12-13 Ngk Insulators Ltd Cathode material of lithium battery
JP2000269463A (en) * 1999-03-19 2000-09-29 Toshiba Corp Semiconductor storage device
JP2002293629A (en) * 2001-04-03 2002-10-09 Fujitsu Ltd Electroconductive ceramic material, component for electrode, electrostatic polarizer, and charged particle beam exposing device
JP2013080903A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Multilayer ceramic electronic component and manufacturing method thereof
US20140302420A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 University Of Maryland, College Park Ceramic Anode Materials for Solid Oxide Fuel Cells

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
斉藤孝幸 他: "ペロブスカイト類似酸化物Srn+1(V1-xTix)nO3n+1-δ(n=3,∞)の磁性と電気伝導性", 日本化学会第61春季年会 講演予稿集I, JPN6020007819, 14 March 1991 (1991-03-14), JP, pages 108, ISSN: 0004224484 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116082055A (en) * 2023-01-18 2023-05-09 潮州三环(集团)股份有限公司 Spliced ceramic and preparation method and application thereof
CN116082055B (en) * 2023-01-18 2023-09-26 潮州三环(集团)股份有限公司 Spliced ceramic and preparation method and application thereof

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