JP2956131B2 - チタン酸ストロンチウム系半導体磁器およびその製造方法 - Google Patents
チタン酸ストロンチウム系半導体磁器およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は粒界バリア型高静電容量セラミックスバリス
タまたは粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデン
サのもととなるチタン酸ストロンチウム系半導体磁器お
よびその製造方法に関するものである。
タまたは粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデン
サのもととなるチタン酸ストロンチウム系半導体磁器お
よびその製造方法に関するものである。
従来の技術 従来、この種のセラミックス酸化物半導体磁器の結晶
粒界を絶縁化することによって、これまでのセラミック
ス誘導体と比較して、見かけ誘電率の非常に大きなコン
デンサ素体が得られることが知られている。さらに、こ
れら酸化物半導体磁器にNaを含む物質を塗布し、これを
熱により粒界拡散させ、電極を形成するとしきい値電圧
で急激に電流が流れる、いわゆるバリスタが得られるこ
とも知られている。
粒界を絶縁化することによって、これまでのセラミック
ス誘導体と比較して、見かけ誘電率の非常に大きなコン
デンサ素体が得られることが知られている。さらに、こ
れら酸化物半導体磁器にNaを含む物質を塗布し、これを
熱により粒界拡散させ、電極を形成するとしきい値電圧
で急激に電流が流れる、いわゆるバリスタが得られるこ
とも知られている。
例えば、SrTiO3を主成分とし、これにNb2O5およびAl2
O3−SiO2系混合物を添加して成形し、還元雰囲気中で焼
結してなる多結晶セラミックス半導体の表面に、酸化銅
（CuO）および酸化ビスマス（Bi2O3）を塗布し熱して拡
散せしめ、粒界部に高抵抗層を形成して得た粒界バリア
型セラミックスコンデンサ材料は、20.000〜100.000の
ごとく大きな値の見かけ誘電率を持っている。
O3−SiO2系混合物を添加して成形し、還元雰囲気中で焼
結してなる多結晶セラミックス半導体の表面に、酸化銅
（CuO）および酸化ビスマス（Bi2O3）を塗布し熱して拡
散せしめ、粒界部に高抵抗層を形成して得た粒界バリア
型セラミックスコンデンサ材料は、20.000〜100.000の
ごとく大きな値の見かけ誘電率を持っている。
一方において、SrTiO3を主成分とし、これにNb2O5お
よびAl2O3−SiO2系混合物を添加して成形し、還元雰囲
気中で焼結してなる多結晶セラミックス半導体の表面
に、炭酸ソーダを塗布し熱して拡散せしめ、電極を形成
して電圧を加えると、しきい値以上では急激に電流が流
れる高静電容量粒界バリア型セラミックスバリスタが得
られる。この主の粒界バリヤ型セラミックスコンデンサ
やバリスタは、静電容量・対温度特性などにおいて優れ
た特性を持つので産業界では広く使用されている。
よびAl2O3−SiO2系混合物を添加して成形し、還元雰囲
気中で焼結してなる多結晶セラミックス半導体の表面
に、炭酸ソーダを塗布し熱して拡散せしめ、電極を形成
して電圧を加えると、しきい値以上では急激に電流が流
れる高静電容量粒界バリア型セラミックスバリスタが得
られる。この主の粒界バリヤ型セラミックスコンデンサ
やバリスタは、静電容量・対温度特性などにおいて優れ
た特性を持つので産業界では広く使用されている。
発明が解決しようとする課題 以上のような製造方法で粒界バリヤ型高静電容量セラ
ミックスコンデンサやバリスタを製造しようとする場
合、チタン酸ストロンチウム系半導体磁器の表面にビス
マス化合物やナトリウム化合物などを塗布し、これを熱
拡散によって焼結体内部まで拡散させる工程がある。し
かし、この工程は煩雑な上に製品の特性にバラツキを作
る原因となりやすい。特に、均一に塗布を行うこと自体
が困難であるし、また特に試料に厚みがある場合など均
一に拡散することも容易ではない。
ミックスコンデンサやバリスタを製造しようとする場
合、チタン酸ストロンチウム系半導体磁器の表面にビス
マス化合物やナトリウム化合物などを塗布し、これを熱
拡散によって焼結体内部まで拡散させる工程がある。し
かし、この工程は煩雑な上に製品の特性にバラツキを作
る原因となりやすい。特に、均一に塗布を行うこと自体
が困難であるし、また特に試料に厚みがある場合など均
一に拡散することも容易ではない。
本発明は上記のような問題点を解決し、良特性の半導
体コンデンサやバリスタが得られるチタン酸ストロンチ
ウム系半導体磁器およびその製造方法を提供することを
目的とするものである。
体コンデンサやバリスタが得られるチタン酸ストロンチ
ウム系半導体磁器およびその製造方法を提供することを
目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記のような課題を解決するために本発明は、SrTiO3
100wt％と、Nb2O50.05〜2.0wt％と、ZrO20.1〜4.0wt％
と、TiO2−MgO−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O
3−SiO2系の内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1
〜5.0wt％とよりなり、開口空孔部を体積にして５〜20v
ol％持つチタン酸ストロンチウム系半導体磁器を提供す
るものである。また、本発明は、製造工程中の塗布・拡
散工程が均一に行われやすくするもので、SrTiO3粉体
に、主として高温度で液相を形成するところのTiO2−Mg
O−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O3−SiO2系の
内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1〜5.0wt％、
主としてペロブスカイト相に固溶する半導体化促進剤と
してのNb2O50.05〜2.0wt％、および粒成長制御剤として
のZrO20.1〜4.0wt％をそれぞれ添加し、混合・加圧成型
したのち、大気中1350〜1500℃にて焼結したのち、還元
雰囲気中1000〜1500℃にて還元を施して得るチタン酸ス
トロンチウム系半導体磁器の製造方法を提供するもので
ある。
100wt％と、Nb2O50.05〜2.0wt％と、ZrO20.1〜4.0wt％
と、TiO2−MgO−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O
3−SiO2系の内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1
〜5.0wt％とよりなり、開口空孔部を体積にして５〜20v
ol％持つチタン酸ストロンチウム系半導体磁器を提供す
るものである。また、本発明は、製造工程中の塗布・拡
散工程が均一に行われやすくするもので、SrTiO3粉体
に、主として高温度で液相を形成するところのTiO2−Mg
O−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O3−SiO2系の
内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1〜5.0wt％、
主としてペロブスカイト相に固溶する半導体化促進剤と
してのNb2O50.05〜2.0wt％、および粒成長制御剤として
のZrO20.1〜4.0wt％をそれぞれ添加し、混合・加圧成型
したのち、大気中1350〜1500℃にて焼結したのち、還元
雰囲気中1000〜1500℃にて還元を施して得るチタン酸ス
トロンチウム系半導体磁器の製造方法を提供するもので
ある。
作用 以上のように、SrTiO3粉体に、主として高温度で液相
を形成する焼結促進剤、主としてペロブスカイト相に固
溶する半導体化促進剤としてのNb2O5、粒成長制御剤と
してのZrO2を添加・混合し、高温で焼結し、還元雰囲気
中熱処理で半導体化した本発明になる磁器は、焼結体の
微結晶のサイズがよく揃い、さらに微結晶の三重結合点
に沿って焼結体全体にわたって網の目のようにつながっ
た細い空孔を持つので、この磁器に粒界拡散物質を分散
させた液体を含浸させ、乾燥させたのちに熱処理を施し
て拡散物質を粒界に拡散すれば、粒界は絶縁化され、容
易にばらつきが少なく、高静電容量を持つ特性の良い半
導体コンデンサやバリスタが得られることとなる。
を形成する焼結促進剤、主としてペロブスカイト相に固
溶する半導体化促進剤としてのNb2O5、粒成長制御剤と
してのZrO2を添加・混合し、高温で焼結し、還元雰囲気
中熱処理で半導体化した本発明になる磁器は、焼結体の
微結晶のサイズがよく揃い、さらに微結晶の三重結合点
に沿って焼結体全体にわたって網の目のようにつながっ
た細い空孔を持つので、この磁器に粒界拡散物質を分散
させた液体を含浸させ、乾燥させたのちに熱処理を施し
て拡散物質を粒界に拡散すれば、粒界は絶縁化され、容
易にばらつきが少なく、高静電容量を持つ特性の良い半
導体コンデンサやバリスタが得られることとなる。
ここで、微結晶の三重結合点に沿って焼結体全体にわ
たって網の目のようにつながった細い空孔を持つ焼結体
は、極端に粒成長を抑制した中で異常成長が生ずる焼結
において得られるものと考えられる。そして、かかる空
孔を持つ焼結体にて半導体セラミックスデバイスを作ろ
うとする場合には、従来、行われていた半導体化後の塗
布の工程にかわって、拡散物質の含浸という合理的な工
程を採用することができ、容易にバラツキのない優れた
粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデンサやバリ
スタを得ることができるものである。
たって網の目のようにつながった細い空孔を持つ焼結体
は、極端に粒成長を抑制した中で異常成長が生ずる焼結
において得られるものと考えられる。そして、かかる空
孔を持つ焼結体にて半導体セラミックスデバイスを作ろ
うとする場合には、従来、行われていた半導体化後の塗
布の工程にかわって、拡散物質の含浸という合理的な工
程を採用することができ、容易にバラツキのない優れた
粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデンサやバリ
スタを得ることができるものである。
実施例 以下、本発明の実施例を具体例に沿って説明する。
（実施例１） 蓚酸チタニルストロンチウム〔SrTiO（C2O4）２・4H2
O〕を熱分解して得たチタン酸ストロンチウム（SrTi
O3）粉体に、主として高温度で液相を形成する焼結促進
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2（20:35:45wt比）を0.05
〜6.0wt％、主としてペロブスカイト相に固溶する半導
体化促進剤としてのNb2O5を0.02〜3.0wt％、粒成長制御
剤としてのZrO2を0.05〜5.0wt％をそれぞれ添加し、よ
く混合したのち、大気中900℃にて仮焼した。次に、そ
の仮焼体を湿式粉砕の後、乾燥，造粒，成型して、大気
中1400℃にて焼結し、次に窒素90％と水素10％よりなる
還元雰囲気中1300℃にて熱処理して厚さ約0.5mm,半径4.
0mmのディスク状半導体SrTiO3磁器を得た。このように
して得た磁器の概略剤を第１図に、また組成を下記の第
１表に示す。第１図において、１はSrTiO3半導体セラミ
ックスを示している。
O〕を熱分解して得たチタン酸ストロンチウム（SrTi
O3）粉体に、主として高温度で液相を形成する焼結促進
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2（20:35:45wt比）を0.05
〜6.0wt％、主としてペロブスカイト相に固溶する半導
体化促進剤としてのNb2O5を0.02〜3.0wt％、粒成長制御
剤としてのZrO2を0.05〜5.0wt％をそれぞれ添加し、よ
く混合したのち、大気中900℃にて仮焼した。次に、そ
の仮焼体を湿式粉砕の後、乾燥，造粒，成型して、大気
中1400℃にて焼結し、次に窒素90％と水素10％よりなる
還元雰囲気中1300℃にて熱処理して厚さ約0.5mm,半径4.
0mmのディスク状半導体SrTiO3磁器を得た。このように
して得た磁器の概略剤を第１図に、また組成を下記の第
１表に示す。第１図において、１はSrTiO3半導体セラミ
ックスを示している。
なお、上記において焼結促進剤としてのTiO2−Al2O3
−SiO2（20:35:45wt比）は、市販のTiO2,Al2O3,SiO2の
粉体を所定の重量比に従って秤量・混合し、大気中1200
℃にて焼成し、粉砕して得た。そして、焼結体中の結晶
粒の粒径は切断面を研摩したのち、研摩面にBi2O3系金
属石鹸を塗布し、大気中1000℃で熱処理を施して粒界を
鮮明にして光学顕微鏡で観察して求めた。また、開口の
空孔率は、水中に試料を入れて煮沸し、吸水量を求めて
得た。
−SiO2（20:35:45wt比）は、市販のTiO2,Al2O3,SiO2の
粉体を所定の重量比に従って秤量・混合し、大気中1200
℃にて焼成し、粉砕して得た。そして、焼結体中の結晶
粒の粒径は切断面を研摩したのち、研摩面にBi2O3系金
属石鹸を塗布し、大気中1000℃で熱処理を施して粒界を
鮮明にして光学顕微鏡で観察して求めた。また、開口の
空孔率は、水中に試料を入れて煮沸し、吸水量を求めて
得た。
このようにして得た半導体SrTiO3磁器を二つに分けて
二種類の実験を行った。なお、焼結促進剤の添加量が5.
0wt％を超えると、焼結体が変形したり、付着したりし
て実用的でないことが確認された。
二種類の実験を行った。なお、焼結促進剤の添加量が5.
0wt％を超えると、焼結体が変形したり、付着したりし
て実用的でないことが確認された。
（１） ディスク状半導体SrTiO3磁器をBi2O3系金属石
鹸の水溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃にて熱
処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行った。
この電気特性の測定に用いた試料の概略図を第２図に示
し、測定結果を下記の第２表に示す。また、第２図にお
いて、２は粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデ
ンサ、３は電極、４はリード線である。
鹸の水溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃にて熱
処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行った。
この電気特性の測定に用いた試料の概略図を第２図に示
し、測定結果を下記の第２表に示す。また、第２図にお
いて、２は粒界バリア型高静電容量セラミックスコンデ
ンサ、３は電極、４はリード線である。
第２表より明らかなごとく、SrTiO3粉体に、焼結促進
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系混合物が0.1〜5.0wt
％、半導体化促進剤としてのNb2O2が0.05〜2.0wt％、粒
成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％それぞれ添加さ
れ、焼成されてれて得た開口の空孔を持つ半導体SrTiO3
磁器を、Bi2O3などの粒界絶縁化材料を含有する溶液に
浸し、乾燥したのち、熱処理で粒界に拡散して粒界に高
絶縁性のBi2O3含有の粒界層を形成すれば、見かけ誘電
率が高く、誘電損失が小さく、絶縁性に優れ、かつ耐破
壊電圧の高いセラミックスコンデンサ材料が得られる。
これは本コンデンサ材料のもととなった半導体SrTiO3磁
器の粒径が均一で、さらに焼結体粒子の三重結合点に形
成された空孔が焼結体全体にわたって均質に網の目のよ
うにゆきわたっていることによると考えられる。
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系混合物が0.1〜5.0wt
％、半導体化促進剤としてのNb2O2が0.05〜2.0wt％、粒
成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％それぞれ添加さ
れ、焼成されてれて得た開口の空孔を持つ半導体SrTiO3
磁器を、Bi2O3などの粒界絶縁化材料を含有する溶液に
浸し、乾燥したのち、熱処理で粒界に拡散して粒界に高
絶縁性のBi2O3含有の粒界層を形成すれば、見かけ誘電
率が高く、誘電損失が小さく、絶縁性に優れ、かつ耐破
壊電圧の高いセラミックスコンデンサ材料が得られる。
これは本コンデンサ材料のもととなった半導体SrTiO3磁
器の粒径が均一で、さらに焼結体粒子の三重結合点に形
成された空孔が焼結体全体にわたって均質に網の目のよ
うにゆきわたっていることによると考えられる。
また、顕微鏡観察の結果、焼結体の微粒子は粒径が良
く揃っていて、約50μｍで、誘電体損失は5.0％以下、
見かけ誘電率は8.000以上であった。さらに、コンデン
サとしての材料の絶縁抵抗は1010オーム以上で、絶縁破
壊電圧は1000V以上であった。
く揃っていて、約50μｍで、誘電体損失は5.0％以下、
見かけ誘電率は8.000以上であった。さらに、コンデン
サとしての材料の絶縁抵抗は1010オーム以上で、絶縁破
壊電圧は1000V以上であった。
（２） ディスク状半導体SrTiO3磁器を0.5規定の水酸
化ナトリウム溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃
にて熱処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行
った。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は
第２図と同様であり、粒界バリア型高静電容量セラミッ
クスコンデンサ２が同セラミックスバリスタとなるもの
である。そして、電気特性の測定結果を下記の第３表に
示す。
化ナトリウム溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃
にて熱処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行
った。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は
第２図と同様であり、粒界バリア型高静電容量セラミッ
クスコンデンサ２が同セラミックスバリスタとなるもの
である。そして、電気特性の測定結果を下記の第３表に
示す。
第３表より明らかなごとく、SrTiO3粉体に、焼結促進
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系が0.1〜5.0wt％、半導
体化促進剤としてのNb2O5が0.05〜2.0wt％、粒成長制御
剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％添加され、焼成されて得
た本材料は、粒径が均一で極めて優れたバリスタ特性を
持ち、また高い誘電体特性を示し、高静電容量バリスタ
として使用できる。即ち、顕微鏡観察の結果、焼結体の
微粒子は粒径が良く揃っていて、約50μｍで、誘電体損
失は2.0％以下、見かけ誘電率は9.000以上であった。ま
た、バリスタとしての材料の立ち上がり電圧V1mAは130
〜150V/mmで、V1mA〜Ｖ0.1mA間における非直線抵抗指数
αは殆ど10以上の値をとるものであった。その他、バリ
スタとしてのサージ耐量、高電流域における非直線抵抗
特性を表す制限電圧比、立ち上がり電圧V1mAの温度係
数、静電容量の温度係数などの測定を行ったが、全て満
足できる値を得た。
剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系が0.1〜5.0wt％、半導
体化促進剤としてのNb2O5が0.05〜2.0wt％、粒成長制御
剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％添加され、焼成されて得
た本材料は、粒径が均一で極めて優れたバリスタ特性を
持ち、また高い誘電体特性を示し、高静電容量バリスタ
として使用できる。即ち、顕微鏡観察の結果、焼結体の
微粒子は粒径が良く揃っていて、約50μｍで、誘電体損
失は2.0％以下、見かけ誘電率は9.000以上であった。ま
た、バリスタとしての材料の立ち上がり電圧V1mAは130
〜150V/mmで、V1mA〜Ｖ0.1mA間における非直線抵抗指数
αは殆ど10以上の値をとるものであった。その他、バリ
スタとしてのサージ耐量、高電流域における非直線抵抗
特性を表す制限電圧比、立ち上がり電圧V1mAの温度係
数、静電容量の温度係数などの測定を行ったが、全て満
足できる値を得た。
（実施例２） 市販の工業用チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）粉体
に、TiO2−MgO−SiO2系（例えば、30:30:40wt％比）、T
iO2−MnO−SiO2系（例えば、10:50:40wt％比）、TiO2−
Al2O3−SiO2系（例えば、20:35:45wt％比）の内のいず
れかから選ばれた主として高温度で液相を形成する焼結
促進剤を0.1〜5.0wt％、主としてペロブスカイト相に固
溶する半導体化促進剤としてのNb2O5を0.05〜2.0wt％、
粒成長制御剤としてのZrO2を0.1〜4.0wt％添加し、よく
混合したのち、大気中900℃にて仮焼した。次いで、そ
れを湿式粉砕ののち、乾燥，造粒し、ディスク状に成型
して、大気中1400℃にて焼成したのち、窒素−水素混合
ガス中1250℃にて熱処理した。これらの組成を下記の第
４表に示す。
に、TiO2−MgO−SiO2系（例えば、30:30:40wt％比）、T
iO2−MnO−SiO2系（例えば、10:50:40wt％比）、TiO2−
Al2O3−SiO2系（例えば、20:35:45wt％比）の内のいず
れかから選ばれた主として高温度で液相を形成する焼結
促進剤を0.1〜5.0wt％、主としてペロブスカイト相に固
溶する半導体化促進剤としてのNb2O5を0.05〜2.0wt％、
粒成長制御剤としてのZrO2を0.1〜4.0wt％添加し、よく
混合したのち、大気中900℃にて仮焼した。次いで、そ
れを湿式粉砕ののち、乾燥，造粒し、ディスク状に成型
して、大気中1400℃にて焼成したのち、窒素−水素混合
ガス中1250℃にて熱処理した。これらの組成を下記の第
４表に示す。
次いで、かくして得た半導体SrTiO3磁器を二つに分け
て二種類の実験を行った。なお、焼結促進剤の添加量が
5.0wt％を超えると焼結体が変形したり、付着したりし
て実用的でないことが確認された。
て二種類の実験を行った。なお、焼結促進剤の添加量が
5.0wt％を超えると焼結体が変形したり、付着したりし
て実用的でないことが確認された。
（１） ディスク状半導体SrTiO3磁器をBi2O3系金属石
鹸の水溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃にて熱
処理を施し、電極を形成して粒界バリア型高静電容量セ
ラミックスコンデンサを作製し、電気特性の測定を行っ
た。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は第
２図に示した通りであり、測定結果を下記の第５表に示
す。なお、焼結促進剤は、例えばTiO2−MgO−SiO2系（3
0:30:40wt％比）は、市販のTiO2,MgO,SiO2の粉体を所定
の重量比で秤量・混合し、大気中1200℃にて焼成し、粉
砕して得た。
鹸の水溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃にて熱
処理を施し、電極を形成して粒界バリア型高静電容量セ
ラミックスコンデンサを作製し、電気特性の測定を行っ
た。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は第
２図に示した通りであり、測定結果を下記の第５表に示
す。なお、焼結促進剤は、例えばTiO2−MgO−SiO2系（3
0:30:40wt％比）は、市販のTiO2,MgO,SiO2の粉体を所定
の重量比で秤量・混合し、大気中1200℃にて焼成し、粉
砕して得た。
第５表より明らかなごとく、SrTiO3に、TiO2−MgO−S
iO2系などの主として高温度で液相を形成する焼結促進
剤が0.1〜5.0wt％、半導体化促進剤としてのNb2O5が0.0
5〜2.0wt％、粒成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％
添加され、焼成されて得た開口の空孔を持つ半導体SrTi
O3磁器材料に、Bi2O3系金属石鹸などの粒界絶縁化材料
を拡散すれば、極めて優れた誘電体特性を示し、高静電
容量コンデンサとして使用できる。これは本コンデンサ
材料のもととなった半導体SrTiO3磁器の粒径が均一で、
さらに焼結体粒子の三重結合点に形成された空孔が焼結
体全体にわたって均質に網の目のようにゆきわたってい
ることによると考えられる。
iO2系などの主として高温度で液相を形成する焼結促進
剤が0.1〜5.0wt％、半導体化促進剤としてのNb2O5が0.0
5〜2.0wt％、粒成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％
添加され、焼成されて得た開口の空孔を持つ半導体SrTi
O3磁器材料に、Bi2O3系金属石鹸などの粒界絶縁化材料
を拡散すれば、極めて優れた誘電体特性を示し、高静電
容量コンデンサとして使用できる。これは本コンデンサ
材料のもととなった半導体SrTiO3磁器の粒径が均一で、
さらに焼結体粒子の三重結合点に形成された空孔が焼結
体全体にわたって均質に網の目のようにゆきわたってい
ることによると考えられる。
また、顕微鏡観察の結果、焼結体の微粒子は粒径が良
く揃っていて、約30μｍで、誘電体損失は2.0％以下、
見かけ誘電率は6.000以上であった。さらに、コンデン
サとしての材料の絶縁抵抗は1010オーム以上で、絶縁破
壊電圧は1000V以上であった。
く揃っていて、約30μｍで、誘電体損失は2.0％以下、
見かけ誘電率は6.000以上であった。さらに、コンデン
サとしての材料の絶縁抵抗は1010オーム以上で、絶縁破
壊電圧は1000V以上であった。
（２） ディスク状半導体SrTiO3磁器を0.5規定の水酸
化ナトリウム溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃
にて熱処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行
った。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は
既に述べたように第２図と同じであり、測定結果を下記
の第６表に示す。
化ナトリウム溶液に含浸し乾燥したのち、大気中1000℃
にて熱処理を施し、電極を形成して電気特性の測定を行
った。ここで、電気特性の測定に用いた試料の概略図は
既に述べたように第２図と同じであり、測定結果を下記
の第６表に示す。
第６表より明らかなごとく、市販の工業用SrTiO3粉体
に、焼結促進剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系が0.1〜5.
0wt％、半導体化促進剤としてのNb2O5が0.05〜2.0wt
％、粒成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％添加さ
れ、焼成されて得た本材料は、粒径が均一で極めて優れ
たバリスタ特性を持ち、また高い誘電体特性を示し、高
静電容量バリスタとして使用できる。即ち、顕微鏡観察
の結果、焼結体の微粒子は粒径が良く揃っていて平均粒
径は30μｍで、誘電体損失は2.0％以下、見かけ誘電率
は8.000以上であった。また、バリスタとしての材料の
立ち上がり電圧V1mAは250〜350V/mmで、V1mA〜Ｖ0.1mA
間における非直線抵抗指数αは殆ど10以上の値をとるも
のであった。その他、バリスタとしてのサージ耐量，高
電流域における非直線抵抗特性を表す制限電圧比、立ち
上がり電圧V1mAの温度係数、静電容量の温度係数などの
測定を行ったが、全て満足できる値を得た。
に、焼結促進剤としてのTiO2−Al2O3−SiO2系が0.1〜5.
0wt％、半導体化促進剤としてのNb2O5が0.05〜2.0wt
％、粒成長制御剤としてのZrO2が0.1〜4.0wt％添加さ
れ、焼成されて得た本材料は、粒径が均一で極めて優れ
たバリスタ特性を持ち、また高い誘電体特性を示し、高
静電容量バリスタとして使用できる。即ち、顕微鏡観察
の結果、焼結体の微粒子は粒径が良く揃っていて平均粒
径は30μｍで、誘電体損失は2.0％以下、見かけ誘電率
は8.000以上であった。また、バリスタとしての材料の
立ち上がり電圧V1mAは250〜350V/mmで、V1mA〜Ｖ0.1mA
間における非直線抵抗指数αは殆ど10以上の値をとるも
のであった。その他、バリスタとしてのサージ耐量，高
電流域における非直線抵抗特性を表す制限電圧比、立ち
上がり電圧V1mAの温度係数、静電容量の温度係数などの
測定を行ったが、全て満足できる値を得た。
発明の効果 以上のように本発明によれば、チタン酸ストロンチウ
ム（SrTiO3）粉体に、主として混合物よりなり液相を形
成する焼結促進剤を0.1〜5.0wt％、主としてペロブスカ
イト相に固溶する半導体化促進剤としてのNb2O5を0.05
〜2.0wt％、粒成長制御剤としてのZrO2を0.1〜4.0wt％
加えて混合して得た粉体を加圧成型したのち、1250〜15
00℃における焼結・還元工程を施した磁器はBi2O3を含
む液体を含浸し乾燥したのち、大気中で熱処理を施すと
良特性のセラミックスコンデンサが得られ、ナトリウム
を含む液体を含浸し乾燥したのち、大気中で熱処理を施
すと良特性のセラミックスバリスタを得ることができる
という効果が得られる。
ム（SrTiO3）粉体に、主として混合物よりなり液相を形
成する焼結促進剤を0.1〜5.0wt％、主としてペロブスカ
イト相に固溶する半導体化促進剤としてのNb2O5を0.05
〜2.0wt％、粒成長制御剤としてのZrO2を0.1〜4.0wt％
加えて混合して得た粉体を加圧成型したのち、1250〜15
00℃における焼結・還元工程を施した磁器はBi2O3を含
む液体を含浸し乾燥したのち、大気中で熱処理を施すと
良特性のセラミックスコンデンサが得られ、ナトリウム
を含む液体を含浸し乾燥したのち、大気中で熱処理を施
すと良特性のセラミックスバリスタを得ることができる
という効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例によるSrTiO3半導体磁器を示
す斜視図、第２図は本発明の実施例によるSrTiO3半導体
磁器に電極およびリード線を形成した粒界バリア型高静
電容量セラミックスコンデンサを示す概略斜視図であ
る。 １……SrTiO3半導体セラミックス、２……粒界バリア型
高静電容量セラミックスコンデンサ、３……電極、４…
…リード線。
す斜視図、第２図は本発明の実施例によるSrTiO3半導体
磁器に電極およびリード線を形成した粒界バリア型高静
電容量セラミックスコンデンサを示す概略斜視図であ
る。 １……SrTiO3半導体セラミックス、２……粒界バリア型
高静電容量セラミックスコンデンサ、３……電極、４…
…リード線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/42 - 35/49 H01C 7/02 - 7/22 H01G 4/12
Claims (2)
- 【請求項１】チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）100wt
％と、Nb2O50.05〜2.0wt％と、ZrO20.1〜4.0wt％と、Ti
O2−MgO−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O3−SiO
2系の内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1〜5.0w
t％とよりなり、開口空孔部を体積にして５〜20vol％持
つチタン酸ストロンチウム系半導体磁器。 - 【請求項２】チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）粉体
に、主として高温度で液相を形成するところのTiO2−Mg
O−SiO2系,TiO2−MnO−SiO2系,TiO2−Al2O3−SiO2系の
内のいずれかより選択された焼結促進剤0.1〜5.0wt％、
主としてペロブスカイト相に固溶する半導体化促進剤と
してのNb2O50.05〜2.0wt％、粒成長制御剤としてのZrO2
0.1〜4.0wt％をそれぞれ添加し、混合・加圧成型したの
ち、大気中1350〜1500℃にて焼結したのち、還元雰囲気
中1000〜1500℃にて還元を施して得るチタン酸ストロン
チウム系半導体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135948A JP2956131B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | チタン酸ストロンチウム系半導体磁器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135948A JP2956131B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | チタン酸ストロンチウム系半導体磁器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431357A JPH0431357A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2956131B2 true JP2956131B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=15163587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2135948A Expired - Fee Related JP2956131B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | チタン酸ストロンチウム系半導体磁器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956131B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100319059B1 (ko) * | 1999-01-26 | 2002-01-09 | 박호군 | 저전압 바리스터-커패시터 복합소자 제조방법 |
| DE102014208794A1 (de) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zum Schalten eines ersten und zweiten Schaltelements, und Getriebe mit einer solchen Vorrichtung |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2135948A patent/JP2956131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431357A (ja) | 1992-02-03 |
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