JP3246001B2 - 粉体の比誘電率の測定方法 - Google Patents
粉体の比誘電率の測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉体の比誘電率の測
定方法に関するもので、特に、粉体と空気との複合系の
見掛けの比誘電率を測定した後、対数混合則またはリヒ
トネッカロータの式を適用して粉体の比誘電率を求め
る、粉体の比誘電率の測定方法に関するものである。
定方法に関するもので、特に、粉体と空気との複合系の
見掛けの比誘電率を測定した後、対数混合則またはリヒ
トネッカロータの式を適用して粉体の比誘電率を求め
る、粉体の比誘電率の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、電子部品の分野において、種
々の誘電体が用いられているが、電子部品の設計にあた
っては、用いられる誘電体の比誘電率を把握する必要が
ある。電子部品に適用される、たとえばセラミックのよ
うな無機誘電体は、通常、粉体の状態で用意される。し
たがって、このようなセラミックのような無機誘電体の
比誘電率を評価するにあたっては、一般的には、セラミ
ック等の粉体を、バインダとともに成形した後、焼成
し、その表面に銀電極等を付与して、比誘電率を測定す
ることが行なわれている。
々の誘電体が用いられているが、電子部品の設計にあた
っては、用いられる誘電体の比誘電率を把握する必要が
ある。電子部品に適用される、たとえばセラミックのよ
うな無機誘電体は、通常、粉体の状態で用意される。し
たがって、このようなセラミックのような無機誘電体の
比誘電率を評価するにあたっては、一般的には、セラミ
ック等の粉体を、バインダとともに成形した後、焼成
し、その表面に銀電極等を付与して、比誘電率を測定す
ることが行なわれている。
【０００３】しかしながら、上述したような比誘電率の
測定方法は、それほど能率的ではないという問題があ
る。この問題を解決するため、粉体の比誘電率を、粉体
の状態のままで求める方法も提案されている。その方法
は、以下のとおりである。
測定方法は、それほど能率的ではないという問題があ
る。この問題を解決するため、粉体の比誘電率を、粉体
の状態のままで求める方法も提案されている。その方法
は、以下のとおりである。
【０００４】すなわち、一定の間隔を置いて対向する１
対の電極が配置された容器が用意され、この容器内に、
比誘電率を測定すべき粉体が入れられる。その状態で、
１対の電極間に電圧を印加して、粉体と空気との複合系
の見掛けの比誘電率が測定される。このようにして、実
測された粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率εか
ら、対数混合則またはリヒトネッカロータの式のような
混合材料の比誘電率を算出する式を用いて、粉体の比誘
電率が求められる。より具体的には、 ［対数混合則］ log ε＝ｖ1 log ε1 ＋ｖ2 log ε2 、 または ［リヒトネッカロータの式］ εk ＝ｖ1 ε1 k ＋ｖ2 ε2 k （−１≦ｋ≦１） ただし、ε1 ：粉体の比誘電率 ε2 ：空気の比誘電率（＝１） ｖ1 ：粉体の容積割合 ｖ2 ：空気の容積割合 が用いられることにより、粉体の比誘電率ε1 が計算さ
れる。
対の電極が配置された容器が用意され、この容器内に、
比誘電率を測定すべき粉体が入れられる。その状態で、
１対の電極間に電圧を印加して、粉体と空気との複合系
の見掛けの比誘電率が測定される。このようにして、実
測された粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率εか
ら、対数混合則またはリヒトネッカロータの式のような
混合材料の比誘電率を算出する式を用いて、粉体の比誘
電率が求められる。より具体的には、 ［対数混合則］ log ε＝ｖ1 log ε1 ＋ｖ2 log ε2 、 または ［リヒトネッカロータの式］ εk ＝ｖ1 ε1 k ＋ｖ2 ε2 k （−１≦ｋ≦１） ただし、ε1 ：粉体の比誘電率 ε2 ：空気の比誘電率（＝１） ｖ1 ：粉体の容積割合 ｖ2 ：空気の容積割合 が用いられることにより、粉体の比誘電率ε1 が計算さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た対数混合則またはリヒトネッカロータの式は、混合材
料の比誘電率を近似的に算出するのには便利ではある
が、これらには、理論的根拠がない。そのため、対数混
合則またはリヒトネッカロータの式から算出された複合
系の比誘電率の値は、同じ複合系の比誘電率の実測値か
らずれることがある。このことは、求めようとする粉体
の比誘電率の値に対する信頼性が低いことを意味する。
た対数混合則またはリヒトネッカロータの式は、混合材
料の比誘電率を近似的に算出するのには便利ではある
が、これらには、理論的根拠がない。そのため、対数混
合則またはリヒトネッカロータの式から算出された複合
系の比誘電率の値は、同じ複合系の比誘電率の実測値か
らずれることがある。このことは、求めようとする粉体
の比誘電率の値に対する信頼性が低いことを意味する。
【０００６】そこで、この発明は、上述したような対数
混合則またはリヒトネッカロータの式を適用して粉体の
比誘電率を求めるに際して、その信頼性を高めることが
できる、粉体の比誘電率の測定方法を提供しようとする
ことである。
混合則またはリヒトネッカロータの式を適用して粉体の
比誘電率を求めるに際して、その信頼性を高めることが
できる、粉体の比誘電率の測定方法を提供しようとする
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、前述したよ
うに、一定の間隔を置いて対向する１対の電極が配置さ
れた容器内に、比誘電率を測定すべき粉末を入れ、前記
１対の電極間に電圧を印加して、前記粉体と空気との複
合系の見掛けの比誘電率を測定し、その実測値εを、下
式： ［対数混合則］ log ε＝ｖ1 log ε1 ＋ｖ2 log ε2 、 または ［リヒトネッカロータの式］ εk ＝ｖ1 ε1 k ＋ｖ2 ε2 k （−１≦ｋ≦１） ただし、ε1 ：粉体の比誘電率 ε2 ：空気の比誘電率（＝１） ｖ1 ：粉体の容積割合 ｖ2 ：空気の容積割合 に入れることにより、粉体の比誘電率ε1 を求める、粉
体の比誘電率の測定方法に向けられるものである。
うに、一定の間隔を置いて対向する１対の電極が配置さ
れた容器内に、比誘電率を測定すべき粉末を入れ、前記
１対の電極間に電圧を印加して、前記粉体と空気との複
合系の見掛けの比誘電率を測定し、その実測値εを、下
式： ［対数混合則］ log ε＝ｖ1 log ε1 ＋ｖ2 log ε2 、 または ［リヒトネッカロータの式］ εk ＝ｖ1 ε1 k ＋ｖ2 ε2 k （−１≦ｋ≦１） ただし、ε1 ：粉体の比誘電率 ε2 ：空気の比誘電率（＝１） ｖ1 ：粉体の容積割合 ｖ2 ：空気の容積割合 に入れることにより、粉体の比誘電率ε1 を求める、粉
体の比誘電率の測定方法に向けられるものである。
【０００８】本発明者は、上述した対数混合則またはリ
ヒトネッカロータの式を用いる場合、粉体と空気との複
合系の見掛けの比誘電率を測定する条件を適宜に選べ
ば、高い信頼性をもって粉体の比誘電率を求められるこ
とを見い出した。この発明は、このような信頼性の高い
測定を可能とする条件を提供しようとするもので、１対
の電極間にある粉体と空気との複合系における粉体容積
割合が０．３５〜０．４５に設定されるとともに、１対
の電極間に印加される電圧が１ＭＨｚ以上の周波数を有
するものとされることを特徴としている。
ヒトネッカロータの式を用いる場合、粉体と空気との複
合系の見掛けの比誘電率を測定する条件を適宜に選べ
ば、高い信頼性をもって粉体の比誘電率を求められるこ
とを見い出した。この発明は、このような信頼性の高い
測定を可能とする条件を提供しようとするもので、１対
の電極間にある粉体と空気との複合系における粉体容積
割合が０．３５〜０．４５に設定されるとともに、１対
の電極間に印加される電圧が１ＭＨｚ以上の周波数を有
するものとされることを特徴としている。
【０００９】
【作用】この発明において、粉体と空気との複合系にお
ける粉体容積割合が０．３５〜０．４５に設定されるこ
とにより、このような複合系の比誘電率が、計算値と実
測値との間であまり差がないことが、実験により確認さ
れた。
ける粉体容積割合が０．３５〜０．４５に設定されるこ
とにより、このような複合系の比誘電率が、計算値と実
測値との間であまり差がないことが、実験により確認さ
れた。
【００１０】また、この発明において、１対の電極間
に、１ＭＨｚ以上の周波数を有する電圧を印加すること
により、水分を影響をほとんど受けることなく、比誘電
率を測定できることが、実験により確認された。
に、１ＭＨｚ以上の周波数を有する電圧を印加すること
により、水分を影響をほとんど受けることなく、比誘電
率を測定できることが、実験により確認された。
【００１１】
【発明の効果】したがって、この発明によれば、対数混
合則またはリヒトネッカロータの式を用いて、粉体の比
誘電率を、粉体の状態のまま、高い信頼性をもって求め
ることができる。その結果、セラミックのような無機誘
電体の比誘電率を求めるため、粉体を、バインダと混合
して、成形し、焼成し、さらに銀電極等を付与するとい
った工程が不要となり、能率的な測定が可能となる。そ
のため、このような誘電体を用いる電子部品の設計が容
易になる。
合則またはリヒトネッカロータの式を用いて、粉体の比
誘電率を、粉体の状態のまま、高い信頼性をもって求め
ることができる。その結果、セラミックのような無機誘
電体の比誘電率を求めるため、粉体を、バインダと混合
して、成形し、焼成し、さらに銀電極等を付与するとい
った工程が不要となり、能率的な測定が可能となる。そ
のため、このような誘電体を用いる電子部品の設計が容
易になる。
【００１２】
【実施例】図１は、この発明の一実施例による粉体の比
誘電率の測定方法に適用される測定容器１を示す断面図
である。測定容器１は、たとえば内径１０ｍｍの電気絶
縁性のリング２を備える。このリング２には、金属のよ
うな導電体からなる第１および第２の電極部材３および
４が嵌合され、それによって、閉じられた空間５が形成
される。この空間５内には、比誘電率を測定すべき粉体
６が充填される。第１の電極部材３と第２の電極部材４
との間の間隔は、たとえば１ｍｍと一定にされる。
誘電率の測定方法に適用される測定容器１を示す断面図
である。測定容器１は、たとえば内径１０ｍｍの電気絶
縁性のリング２を備える。このリング２には、金属のよ
うな導電体からなる第１および第２の電極部材３および
４が嵌合され、それによって、閉じられた空間５が形成
される。この空間５内には、比誘電率を測定すべき粉体
６が充填される。第１の電極部材３と第２の電極部材４
との間の間隔は、たとえば１ｍｍと一定にされる。
【００１３】このような測定容器１を用いながら、第１
および第２の電極部材３および４間に電圧を印加して、
粉体６と空気との複合系の見掛けの比誘電率が測定され
る。このとき、当然、測定容器１が与える比誘電率の分
は補正される。
および第２の電極部材３および４間に電圧を印加して、
粉体６と空気との複合系の見掛けの比誘電率が測定され
る。このとき、当然、測定容器１が与える比誘電率の分
は補正される。
【００１４】このようにして得られた粉体と空気との複
合系の見掛けの比誘電率εが、前述した対数混合則また
はリヒトネッカロータの式に適用される。対数混合則ま
たはリヒトネッカロータの式において、空気の比誘電率
ε2 は「１」と既知であり、また、粉体の容積割合ｖ1
および空気の容積割合ｖ2 は、それぞれ、測定容器１の
空間５内に入れる粉体６の量により決まる。したがっ
て、粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率εがわか
れば、粉体の比誘電率ε1 を求めることができる。
合系の見掛けの比誘電率εが、前述した対数混合則また
はリヒトネッカロータの式に適用される。対数混合則ま
たはリヒトネッカロータの式において、空気の比誘電率
ε2 は「１」と既知であり、また、粉体の容積割合ｖ1
および空気の容積割合ｖ2 は、それぞれ、測定容器１の
空間５内に入れる粉体６の量により決まる。したがっ
て、粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率εがわか
れば、粉体の比誘電率ε1 を求めることができる。
【００１５】この発明では、上述した測定容器１を用い
ての粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率の測定に
際し、第１および第２の電極部材３および４間にある粉
体６と空気との複合系における粉体容積割合が０．３５
〜０．４５に設定され、第１および第２の電極部材３お
よび４間に印加される電圧が１ＭＨｚ以上の周波数を有
するものとされる。以下に、このような条件を選んだ根
拠となる実験例について記載しておく。
ての粉体と空気との複合系の見掛けの比誘電率の測定に
際し、第１および第２の電極部材３および４間にある粉
体６と空気との複合系における粉体容積割合が０．３５
〜０．４５に設定され、第１および第２の電極部材３お
よび４間に印加される電圧が１ＭＨｚ以上の周波数を有
するものとされる。以下に、このような条件を選んだ根
拠となる実験例について記載しておく。
【００１６】図１に示した測定容器１を用いて、第１お
よび第２の電極部材３および４の間隔を一定にしなが
ら、粉体容積割合を０．２〜０．５５の範囲で変え、第
１および第２の電極部材３および４間に１ＭＨｚの周波
数を有する電圧を印加し、室温（２５℃）にて、粉体６
と空気との複合系の比誘電率を測定した。また、粉体６
として、チタン酸カルシウムの粉体を用いた。
よび第２の電極部材３および４の間隔を一定にしなが
ら、粉体容積割合を０．２〜０．５５の範囲で変え、第
１および第２の電極部材３および４間に１ＭＨｚの周波
数を有する電圧を印加し、室温（２５℃）にて、粉体６
と空気との複合系の比誘電率を測定した。また、粉体６
として、チタン酸カルシウムの粉体を用いた。
【００１７】表１には、種々の粉体容積割合における複
合系の比誘電率の実測値が、計算値と併せて示され、ま
た、実測値の計算値からのずれが示されている。また、
このずれは、［（実測値）−（計算値）］／（実測値）
の式に基づき計算したものである。また、計算値は、既
知のチタン酸カルシウムの比誘電率から対数混合則に基
づき複合系の比誘電率を求めたものである。
合系の比誘電率の実測値が、計算値と併せて示され、ま
た、実測値の計算値からのずれが示されている。また、
このずれは、［（実測値）−（計算値）］／（実測値）
の式に基づき計算したものである。また、計算値は、既
知のチタン酸カルシウムの比誘電率から対数混合則に基
づき複合系の比誘電率を求めたものである。
【００１８】
【表１】 上述した表１に示した実測値および計算値は、図２およ
び図３にも示されている。図２および図３では、横軸が
チタン酸カルシウム（ＣＴ）の容積割合を示し、縦軸が
「ε割合」すなわちチタン酸カルシウムの容積割合が
「１」のときの比誘電率を「１」としたときの比誘電率
の値を示している。また、図３は、図２の一部を拡大し
て示したものである。
び図３にも示されている。図２および図３では、横軸が
チタン酸カルシウム（ＣＴ）の容積割合を示し、縦軸が
「ε割合」すなわちチタン酸カルシウムの容積割合が
「１」のときの比誘電率を「１」としたときの比誘電率
の値を示している。また、図３は、図２の一部を拡大し
て示したものである。
【００１９】上述した表１、図２および図３から、粉体
容積割合が０．３５〜０．４５の範囲内で、ずれが−
０．５４〜＋０．１２となり、この範囲内であれば、対
数混合則により、高い信頼性をもって、粉体の比誘電率
を求められることがわかる。特に、粉体容積割合が０．
４３のとき、ずれが最小となっている。ここで、粉体容
積割合を０．４３とし、実測値から対数混合則を用いて
チタン酸カルシウムの比誘電率を求めたところ、「１６
８」の値が得られ、その焼結品の公称値である「１８
０」に対し、９３．３％といった優れた一致を見ること
ができた。
容積割合が０．３５〜０．４５の範囲内で、ずれが−
０．５４〜＋０．１２となり、この範囲内であれば、対
数混合則により、高い信頼性をもって、粉体の比誘電率
を求められることがわかる。特に、粉体容積割合が０．
４３のとき、ずれが最小となっている。ここで、粉体容
積割合を０．４３とし、実測値から対数混合則を用いて
チタン酸カルシウムの比誘電率を求めたところ、「１６
８」の値が得られ、その焼結品の公称値である「１８
０」に対し、９３．３％といった優れた一致を見ること
ができた。
【００２０】次に、粉体容積割合を０．４３とし、図１
に示した測定容器１における第１および第２の電極部材
３および４間に印加される電圧の周波数を１ｋＨｚ〜１
ＭＨｚの範囲で変化させて、粉体６と空気との複合系の
見掛けの比誘電率および誘電正接ＤＦを測定した。その
結果が、表２に示されている。
に示した測定容器１における第１および第２の電極部材
３および４間に印加される電圧の周波数を１ｋＨｚ〜１
ＭＨｚの範囲で変化させて、粉体６と空気との複合系の
見掛けの比誘電率および誘電正接ＤＦを測定した。その
結果が、表２に示されている。
【００２１】
【表２】 表２における特に誘電正接ＤＦに注目すると、周波数が
高くなるほど、誘電正接ＤＦが小さくなっており、この
ことから、周波数を１ＭＨｚ以上にすれば、粉体に含ま
れる水分の影響をほとんど受けることなく、比誘電率を
測定できることがわかる。
高くなるほど、誘電正接ＤＦが小さくなっており、この
ことから、周波数を１ＭＨｚ以上にすれば、粉体に含ま
れる水分の影響をほとんど受けることなく、比誘電率を
測定できることがわかる。
【００２２】なお、上述した実験例では、比誘電率を対
数混合則に基づいて評価したが、リヒトネッカロータの
式に基づいて評価しても、実質的に同様の結果が得られ
る。一例を示すと、リヒトネッカロータの式において、
ｋ＝０．０４２としたとき、この式が最も高い信頼性の
ある結果を与え、たとえば、粉体容積割合ｖ1 ＝０．４
で、ずれがわずか０．０３となった。
数混合則に基づいて評価したが、リヒトネッカロータの
式に基づいて評価しても、実質的に同様の結果が得られ
る。一例を示すと、リヒトネッカロータの式において、
ｋ＝０．０４２としたとき、この式が最も高い信頼性の
ある結果を与え、たとえば、粉体容積割合ｖ1 ＝０．４
で、ずれがわずか０．０３となった。
【図１】この発明の一実施例による粉体の比誘電率の測
定方法を実施するための測定容器１を示す断面図であ
る。
定方法を実施するための測定容器１を示す断面図であ
る。
【図２】チタン酸カルシウムと空気との複合系の比誘電
率の実測値を計算値と併せて示す図である。
率の実測値を計算値と併せて示す図である。
【図３】図２の主要部の拡大図である。
１ 測定容器 ３，４ 電極部材 ６ 粉体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−153481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−85864（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82413（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24 G01R 27/00 - 27/32
Claims (1)
- 【請求項１】 一定の間隔を置いて対向する１対の電極
が配置された容器内に、比誘電率を測定すべき粉体を入
れ、前記１対の電極間に電圧を印加して、前記粉体と空
気との複合系の見掛けの比誘電率を測定し、その実測値
εを下式： log ε＝ｖ1 log ε1 ＋ｖ2 log ε2 、 または εk ＝ｖ1 ε1 k ＋ｖ2 ε2 k （−１≦ｋ≦１） ただし、ε1 ：粉体の比誘電率 ε2 ：空気の比誘電率（＝１） ｖ1 ：粉体の容積割合 ｖ2 ：空気の容積割合 に入れることにより、粉体の比誘電率ε1 を求める、粉
体の比誘電率の測定方法において、 前記１対の電極間にある前記粉体と空気との複合系にお
ける粉体容積割合が０．３５〜０．４５に設定されると
ともに、前記１対の電極間に印加される電圧が１ＭＨｚ
以上の周波数を有するものとされることを特徴とする、
粉体の比誘電率の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28985092A JP3246001B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 粉体の比誘電率の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28985092A JP3246001B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 粉体の比誘電率の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138076A JPH06138076A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3246001B2 true JP3246001B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=17748579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28985092A Expired - Fee Related JP3246001B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 粉体の比誘電率の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246001B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4517679B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2010-08-04 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体の複素誘電率の測定装置 |
| JP4828983B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2011-11-30 | 京セラ株式会社 | 圧粉体の比誘電率測定方法 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP28985092A patent/JP3246001B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06138076A (ja) | 1994-05-20 |
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