JP2509043B2 - 温度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料組成物 - Google Patents
温度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料組成物Info
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Description
及びそれに用いられる原料組成物に係り、特に、比誘電
率の温度係数が改善された、Sr・CaTiO3 系の温
度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料
組成物に関するものである。
正するために、各種の温度補償用誘電体磁器の開発が進
められてきているが、そのような温度補償用誘電体磁器
を製造するための基礎材料としては、MgTiO3 ,C
aTiO3 ,SrTiO3 ,BaTiO3 等のペロブス
カイト型結晶構造を有するものを始めとする、各種チタ
ン酸塩や、酸化チタン等が、好適に用いられている。そ
して、より優れた電気的特性を有する温度補償用誘電体
磁器を得るべく、それら基礎材料が、種々組み合わされ
て、配合材料が構成され、更にこの配合材料に対して、
焼成操作が施され、以て所望の温度補償用誘電体磁器が
製造されている。
数を有する誘電体磁器を得ようとする場合には、一般
に、MgTiO3 −CaTiO3 系、またはLa2 Ti
2 O7−CaTiO3 系等の組成系から選択された配合
材料に対して、所定の焼成操作が施される。ところが、
そのような組成系の配合材料からでは、せいぜい、17
0程度の低い誘電率のものしか、得られない。しかも、
それらの組成系の配合材料から誘電体磁器を製造する場
合においては、よく知られているように、比誘電率を高
める程、その温度係数が大きくなってしまい、また温度
係数を小さくしようとすると、比誘電率までもが低くな
ってしまうことが、避けられなかったのである。
得、高い比誘電率を有し、且つその温度係数が小さな誘
電体磁器を与え得る配合材料が、種々検討され、例え
ば、そのような配合材料として、以下の如き方法にて得
られるSrTiO3 −CaTiO3 混合系配合材料が、
提案されている。
CO3 とTiO2 とを等モル量の割合で用い、それらを
ボールミル中に水と共に投入し、湿式混合して、混合物
を得る。次いで、この得られた混合物をボールミル中か
ら取り出して、脱水、乾燥した後、1100℃で3時間
程度仮焼・反応せしめ、そしてその仮焼物を粉砕して、
SrTiO3 の粉末を得る。一方、CaCO3 とTiO
2 とを、同じく、等モル量の割合で用い、上記と同様に
して、CaTiO3 の粉末を得る。そして、それらSr
TiO3 粉末とCaTiO3 粉末とを、任意の比率に
て、ボールミル中で、再び湿式混合せしめ、その後脱
水、乾燥して、SrTiO3 −CaTiO3混合系配合
材料を得るのである。また、これとは別の方法では、S
rCO3 とCaCO 3 とTiO2 とを出発原料として用
い、それらを、同時に、ボールミル中に水と共に投入
し、湿式混合して、混合物を得た後、この得られた混合
物に対して、上記と同様の操作を施して、SrTiO3
−CaTiO3 混合系配合材料を得るのである。
記の如くして得られるSrTiO3−CaTiO3 混合
系配合材料は、それぞれの製造手法において工程数の違
いはあるにせよ、それらを焼成して得られる誘電体磁器
の電気的特性において、ほぼ一致するものではあるが、
その温度変化特性は、下記表1に示される如く、それら
配合材料中のSrTiO3 とCaTiO3 の組成割合を
種々変えたとしても、温度補償用誘電体磁器に対する要
求特性を、充分に満足し得るものではないことが明らか
となったのである。
に、上記のようにして得られたSrTiO3 −CaTi
O3 混合系配合材料を用いて製造される誘電体磁器は、
比誘電率においては、SrTiO3 とCaTiO3 の組
成割合に関係なく、250前後の高い値を示すのである
が、温度係数は、−55℃→+20℃の温度範囲におい
て、1300ppm/℃を下回ることがなく、1000
ppm/℃前後の小さな値を得ることが出来ないのであ
り、またそれら試料A〜Mの何れにあっても、−55℃
→+125℃の温度範囲内における、温度範囲別の値の
バラツキが、極めて大きいのである。
景にして為されたものであって、その解決すべき課題と
するところは、+20℃における比誘電率が250程度
の高い値に確保されつつ、従来のものに比して、−55
℃→+125℃の温度範囲における温度係数が小さく、
且つバラツキの小さい平坦な温度補償用誘電体磁器の製
造方法及びそれに用いられる原料組成物を提供すること
にある。
を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、ストロンチウム
とカルシウムの特定範囲の組成比を有するストロンチウ
ム/カルシウム共沈炭酸塩と、酸化チタンとを、出発原
料として用いて得られる誘電体磁器が、SrCO3 とC
aCO3 とTiO2 とを出発原料とする、前述の従来法
にて得られる誘電体磁器に対して、+20℃における比
誘電率が、ほぼ同程度の大きさを示し、−55℃→+1
25℃の温度範囲における比誘電率の変化量が比較的小
さく、しかもその変化率が平坦であることを見い出した
のである。
完成されたものであって、その特徴とするところは、
[(Sr)X (Ca)1-X ]CO3 (但し、0.59≦
x≦0.66)にて表わされるストロンチウム/カルシ
ウム共沈炭酸塩と酸化チタンを出発原料とし、これを焼
成する温度補償用誘電体磁器の製造法にある。
1-X ]CO3 (但し、0.59≦x≦0.66)にて表
わされるストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩と酸化
チタンとからなる温度補償用誘電体磁器製造のための原
料組成物をも、その特徴とするものである。
SrTiO3 −CaTiO3 系の温度補償用誘電体磁器
の、従来の製造法において、出発原料に含まれるSrC
O3 及びCaCO3 と、かかる従来法における出発原料
である、それらSrCO3 及びCaCO3 とTiO2 と
の混合物とに対して、また本発明において、出発原料と
して用いられる、ストロンチウム/カルシウム共沈炭酸
塩と酸化チタンとからなる原料組成物に対して、それぞ
れ、X線回折を行なったところ、図1乃至図4の如きピ
ーク位置及び強度を示す(但し、図3及び4において
は、TiO2 によるものと思われるピークは除いた。)
ことが、確認された。そして、それらの図から、かかる
ストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩が、SrCO3
とCaCO3との単なる混合物ではなく、固溶体となっ
ていることが、明らかとなったのである。
原料たる原料組成物が、固溶体であるストロンチウム/
カルシウム共沈炭酸塩と酸化チタンとから構成されてい
ることにより、得られる誘電体磁器において、高い比誘
電率を保持しつつ、−55℃→+125℃の温度範囲に
おける、比誘電率の温度係数の改善が図られるものであ
ると考えられる。
として用いられる、固溶体となったストロンチウム/カ
ルシウム共沈炭酸塩は、一般に、特開昭64−5909
号公報等にて開示される、以下の如き公知の手法に従っ
て製造され得るものである。
ロンチウム及びカルシウムの、それぞれの水溶性化合物
が溶解してなる水溶液と、該水溶液中に溶解するストロ
ンチウムとカルシウムとの合計量に対して、炭酸根が当
量以上となるような、炭酸化合物の水溶液とを、別々に
調製し、それら二つの水溶液を、反応器中に、同時に投
入したり、或いはかかる二つの水溶液のうちの一方に、
他方を加えたりすることによって、固溶体となったスト
ロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩たる沈澱物を生成せ
しめるのである。
ウムの水溶性化合物とカルシウムの水溶性化合物とを、
適量の水に溶解せしめる。そして、それとは別に、炭酸
根が、ストロンチウムとカルシウムとの合計量に対し
て、当量以上となる量の水溶性の炭酸化合物を、適当な
量の水に溶解する。次いで、かくして得られた二つの水
溶液を、それぞれ、一般に20〜90℃に加温し、その
後、該二つの水溶液を、適量の水を入れた反応器中に、
攪拌しながら、同時に、約10秒間にて投入し、更に、
該反応器中において、好ましくは20〜90℃の温度
で、約1時間攪拌しつつ熟成して、固溶体となったスト
ロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩たる沈澱物を生ぜし
める。そして、この沈澱物を濾別し、水洗した後、該沈
澱物を容器に移し、これに適量の水を加え、常温にて約
60分間攪拌し、その後、再び、濾別し、水洗する。こ
のようなリパルプ、濾別、水洗する操作を4回繰り返し
て、該沈澱物に含まれる不純物を除去せしめ、しかる
後、その沈澱物を、乾燥器中にて温度110℃±5℃で
約10時間乾燥する。そして、この得られた乾燥物を、
必要に応じて、サンプルミル等にて粉砕せしめ、かくし
てストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩の粉末を得る
のである。
ストロンチウム及びカルシウムの水溶性化合物として
は、塩化物及び硫化物が好適に用いられ得るが、その
他、水酸化物や硝酸塩、或いは酢酸塩のような水溶性の
有機酸塩等も使用可能である。一方、水溶性の炭酸化合
物も、特に限定されるものではなく、例えば、ナトリウ
ムやカリウム等のアルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩等
が、使用され得る他、炭酸アンモニウムや炭酸水素アン
モニウム等のアンモニウム塩を用いても良い。また、ア
ルカリ物質を含む水溶液中に二酸化炭素を加えて、水溶
液中で、上記の如き水溶性の炭酸化合物を生成せしめ、
この水溶液とストロンチウム及びカルシウムの水溶性化
合物の水溶液とを反応せしめても良く、更にはそのよう
な炭酸化合物の水溶液を用いずに、ストロンチウム及び
カルシウムの水溶性化合物の水溶液に、直接、二酸化炭
素を吹き込んでも良い。
て、通常得られるものや、一般に市販されるもののう
ち、特に、[(Sr)X (Ca)1-X ]CO3 (但し、
0.59≦x≦0.66)にて表される一般式を満足す
るもののみが、用いられることとなる。けだし、かかる
一般式を満たさないストロンチウム/カルシウム共沈炭
酸塩、即ち、かかる一般式中のSrとCaの組成比にお
いて、xの範囲が、x<0.59、またはx>0.66
であるストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩を、出発
原料として用いて、得られる誘電体磁器にあっては、比
誘電率の温度係数の有利な改善が図られ得ないからであ
る。
ウム/カルシウム共沈炭酸塩と共に、原料組成物を構成
する酸化チタンは、一般に市販されるものの他、従来か
ら公知の手法に従って製造されるものが、何れも、使用
され得る。
記した一般式を満たすストロンチウム/カルシウム共沈
炭酸塩と酸化チタンとが、出発原料として用いられ、こ
れに対して、所定の焼成操作が施されることによって、
目的とする温度補償用誘電体磁器が得られることとな
る。
すストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩の粉末と、酸
化チタンの粉末とを、好ましくは等モル量にて、ボール
ミル等の所定の混合容器中に水と共に投入して、湿式混
合せしめ、泥漿を得る。次いで、その得られた泥漿を、
混合容器中から取り出し、通常の手法にて脱水、乾燥し
た後、有利には、900〜1000℃で3時間仮焼し
て、化学反応を行なわしめ、ストロンチウム/カルシウ
ム共沈炭酸塩系の配合材料を得る。そして、かくして得
られたストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩系配合材
料に、必要に応じて粘結材等を適当量添加した後、所望
の形状に成形し、この成形物を、一般に、1300〜1
350℃で2時間本焼成することによって、目的とする
温度補償用誘電体磁器たる焼成物を得るのである。な
お、この焼成操作においては、よく知られているよう
に、Mn、Ce、La、クレー等の元素を、焼結助材と
して、添加せしめることにより、焼結温度の低下、焼結
幅の拡大等が図られ得る。
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。また、
本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記の具体
的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおい
て、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良
等を加え得るものであることが、理解されるべきであ
る。
るような、ストロンチウムとカルシウムの種々の組成比
を有するストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩と共
に、酸化チタンを用い、それらを、それぞれ、1モルず
つボールミル中に投入し、更に水を加えて湿式混合せし
め、泥漿を得た。そして、それら泥漿をボールミル中か
ら取り出し、脱水、乾燥した後、それぞれ、950℃で
3時間仮焼して、ストロンチウム/カルシウム共沈炭酸
塩系の配合材料を得た。次いで、それら配合材料に、各
々、バインダーを適当量添加せしめた後、造粒し、かく
して得られた造粒物を加圧成型機にかけ、約3t/cm2
の圧力にて直径:16mm、厚さ:0.5mmの円板状の成
形体を、それぞれ、作製した。その後、それら成形体
を、1300〜1350℃で2時間本焼成し、焼結体を
得た。
ペーストを塗布し、これを850℃にて焼き付け、磁器
試料とした。そして、それら磁器試料の電気的特性、即
ち、比誘電率、Q値、比誘電率の温度係数を測定し、そ
の得られた結果を、下記表2に示した。なお、それら電
気的特性の測定に際しては、測定条件として、1KH
z、1Vrmsの測定電圧を採用し、恒温槽(ジェック
(株)製:201D)内にて、Q値は、Qメーター(目
黒電波測器(株)製:MQ−1601)、比誘電率は、
LCRメーター(横河ヒューレット・パッカード(株)
製:4274A)を、それぞれ、使用して測定した。ま
た、温度係数は、所定温度での比誘電率を、それぞれ、
測定し、+20℃を基準とした温度変化に対する比誘電
率の変化率として示した。
従って、[(Sr)X (Ca)1-X]CO3 (但し、
0.59≦x≦0.66)にて表される一般式を満たす
ストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩と、酸化チタン
とからなる原料組成物を出発原料として用い、これを焼
成して得られた試料No.3〜7は、+20℃における
比誘電率が、従来法にて得られる前記表1の試料A〜M
とほぼ同程度の250前後の値を示している。
温度係数は、表1の試料A〜Mや、上記した一般式を満
たさないストロンチウム/カルシウム共沈炭酸塩と酸化
チタンとを出発原料とする試料No.1〜2及び8〜1
0が、1000〜2000ppm/℃、或いは2000
〜3000ppm/℃といった大きな値で、しかも温度
変化によるバラツキが大きいのに対して、本発明に従っ
て得られる試料No.3〜7は、1000ppm/℃の
比較的小さな値で、且つ平坦な値を示している。更に、
Q値においては、本発明に従って得られる試料No.3
〜7が、従来法にて得られる表1の試料A〜Mよりも、
格段に大きな値となっているのである。
如き本発明手法に従えば、比誘電率が高く、しかも−5
5℃〜+125℃の温度範囲における、比誘電率の温度
係数が小さく且つ平坦であり、更には高いQ値を有する
温度補償用誘電体磁器を得ることが出来るのである。
を用いて、誘電体素子、例えば積層コンデンサー等を製
造すれば、その小型、大容量化が、効果的に図られ得る
のである。
電体磁器の、従来の製造法において、出発原料の一つと
して用いられるSrCO3 のX線回折図に基づく、ピー
ク位置及び強度を模式的に示す図である。
電体磁器の、従来の製造法において、出発原料の一つと
して用いられるCaCO3 のX線回折図に基づく、ピー
ク位置及び強度を模式的に示す図である。
電体磁器の、従来の製造法における出発原料である、S
rCO3 とCaCO3 とTiO2 との混合物のX線回折
図に基づく、ピーク位置及び強度を模式的に示す図であ
る。
炭酸塩と酸化チタンとからなる原料組成物のX線回折図
に基づく、ピーク位置及び強度を模式的に示す図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 [(Sr)x (Ca)1-X ]CO3 (但
し、0.59≦x≦0.66)にて表わされるストロン
チウム/カルシウム共沈炭酸塩と酸化チタンを出発原料
とし、これを焼成することを特徴とする温度補償用誘電
体磁器の製造法。 - 【請求項2】 [(Sr)X (Ca)1-X ]CO3 (但
し、0.59≦x≦0.66)にて表わされるストロン
チウム/カルシウム共沈炭酸塩と酸化チタンとからなる
温度補償用誘電体磁器製造のための原料組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4076314A JP2509043B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 温度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4076314A JP2509043B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 温度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05242731A JPH05242731A (ja) | 1993-09-21 |
JP2509043B2 true JP2509043B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=13601916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4076314A Expired - Lifetime JP2509043B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 温度補償用誘電体磁器の製造法及びそれに用いられる原料組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2509043B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2022059650A1 (ja) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS645909A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Sakai Chemical Industry Co | Carbonate of alkaline-earth metal |
JPH02188472A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-24 | Fine Ceramics Center | セラミツクス複合材料 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4076314A patent/JP2509043B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05242731A (ja) | 1993-09-21 |
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