JP3279856B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体磁器組成物に係
り，特に誘電率が４０００以上で破壊電圧の高い高電圧
用コンデンサに最適な高誘電率誘電体磁器組成物に関す
る。
り，特に誘電率が４０００以上で破壊電圧の高い高電圧
用コンデンサに最適な高誘電率誘電体磁器組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】磁器コンデンサ，積層コンデンサ，高周
波用コンデンサ，高電圧用コンデンサ等として広く利用
されている高誘電率誘電体磁器組成物として，従来，Ｂ
ａＴｉＯ３−ＢａＺｒＯ３−ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ
３系の磁器組成物を主成分としたものが知られている
（特開平３−６５５５７号公報，特開平３−６５５５８
号公報）。
波用コンデンサ，高電圧用コンデンサ等として広く利用
されている高誘電率誘電体磁器組成物として，従来，Ｂ
ａＴｉＯ３−ＢａＺｒＯ３−ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ
３系の磁器組成物を主成分としたものが知られている
（特開平３−６５５５７号公報，特開平３−６５５５８
号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが，従来のＢａ
ＴｉＯ３−ＢａＺｒＯ３−ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ３
系の誘電体磁器組成物は強誘電性であるため，比誘電率
を４０００以上とした場合に，誘電損失を小さくし，４
ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流破壊電圧を確保することが困
難であった。
ＴｉＯ３−ＢａＺｒＯ３−ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ３
系の誘電体磁器組成物は強誘電性であるため，比誘電率
を４０００以上とした場合に，誘電損失を小さくし，４
ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流破壊電圧を確保することが困
難であった。
【０００４】そこで，本発明は，４０００以上の高い比
誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流破壊電圧を有し，
誘電体損失が小さい高誘電率誘電体磁器組成物を提供す
ることを目的とする。
誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流破壊電圧を有し，
誘電体損失が小さい高誘電率誘電体磁器組成物を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の誘電体
磁器組成物は， チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）：６０．３〜６７．
５モル％ ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）：１１．９〜１
５．６モル％ チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）：１５．８〜２
３．０モル％ チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ３）：２．６〜５．
８モル％ の範囲からなる主組成物１００モル％に対して， 酸化ニッケル（ＮｉＯ）：０．０５〜０．４重量％ 酸化セリウム（ＣｅＯ２）：０．０５〜０．３重量％ 酸化マンガン（ＭｎＯ）：０．０３〜０．２重量％ 酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：０．０〜０．２５重量％ の範囲からなるからなる添加物を含有させてなることを
特徴とするものである。
磁器組成物は， チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）：６０．３〜６７．
５モル％ ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）：１１．９〜１
５．６モル％ チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）：１５．８〜２
３．０モル％ チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ３）：２．６〜５．
８モル％ の範囲からなる主組成物１００モル％に対して， 酸化ニッケル（ＮｉＯ）：０．０５〜０．４重量％ 酸化セリウム（ＣｅＯ２）：０．０５〜０．３重量％ 酸化マンガン（ＭｎＯ）：０．０３〜０．２重量％ 酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：０．０〜０．２５重量％ の範囲からなるからなる添加物を含有させてなることを
特徴とするものである。
【０００６】上記のような組成とすることにより，４０
００以上の高い比誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流
破壊電圧を有し，誘電体損失が小さい，焼結性の良好な
誘電体磁器組成物を得ることができる。
００以上の高い比誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交流
破壊電圧を有し，誘電体損失が小さい，焼結性の良好な
誘電体磁器組成物を得ることができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【０００８】まず，本実施例の誘電体磁器組成物の製造
工程を説明する。
工程を説明する。
【０００９】出発原料として炭酸バリウム（ＢａＣ
Ｏ３），酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ２），炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３），炭酸マ
グネシウム（ＭｇＣＯ３），酸化ニッケル（ＮｉＯ），
酸化セリウム（ＣｅＯ２），酸化マンガン（ＭｎＯ），
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用い，焼成後の組成が，表
１，表２に示す配合比となるように秤量し，この原料配
合物をポットミルで湿式混合撹拌を１６時間行い，脱水
乾燥後，１１６０〜１２００℃で仮焼成し，化学反応を
行わせた。
Ｏ３），酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ２），炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３），炭酸マ
グネシウム（ＭｇＣＯ３），酸化ニッケル（ＮｉＯ），
酸化セリウム（ＣｅＯ２），酸化マンガン（ＭｎＯ），
酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用い，焼成後の組成が，表
１，表２に示す配合比となるように秤量し，この原料配
合物をポットミルで湿式混合撹拌を１６時間行い，脱水
乾燥後，１１６０〜１２００℃で仮焼成し，化学反応を
行わせた。
【００１０】これを粗粉砕した後，再びポットミルで微
粉砕し，脱水乾燥した後，これに有機結合剤としてポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）を添加し，造粒整粒を行
い，顆粒粉末とした。この顆粒粉末を３００ＭＰａの圧
力で成形し直径１６．５ｍｍ，厚さ１．１ｍｍの円板状
の成形物にする。
粉砕し，脱水乾燥した後，これに有機結合剤としてポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）を添加し，造粒整粒を行
い，顆粒粉末とした。この顆粒粉末を３００ＭＰａの圧
力で成形し直径１６．５ｍｍ，厚さ１．１ｍｍの円板状
の成形物にする。
【００１１】この成形物を空気で，１２８０〜１３４０
℃で本焼成し，磁器素体を得た。このようにして得られ
た磁器素体の両面に銀（Ａｇ）ペーストで焼付け電極を
形成し，これにリード線を半田付けして磁器コンデンサ
を得た。このようにして，得られた各試料の電気的特性
を測定した結果を表１，表２に示す。
℃で本焼成し，磁器素体を得た。このようにして得られ
た磁器素体の両面に銀（Ａｇ）ペーストで焼付け電極を
形成し，これにリード線を半田付けして磁器コンデンサ
を得た。このようにして，得られた各試料の電気的特性
を測定した結果を表１，表２に示す。
【００１２】尚，表１表２の各電気的特性の測定に於い
て，比誘電率（εｓ）及び誘電体損失（ｔａｎδ）は，
周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖで測定し，絶縁抵抗（ＩＲ）
は，直流電圧５００Ｖを印加して測定し，破壊電圧は，
単位厚み当りの交流破壊電圧（ＡＣ・Ｅｂ）とし，焼結
性は，焼成温度１３２０℃で本焼成した試料について調
べた。
て，比誘電率（εｓ）及び誘電体損失（ｔａｎδ）は，
周波数１ｋＨｚ，電圧１Ｖで測定し，絶縁抵抗（ＩＲ）
は，直流電圧５００Ｖを印加して測定し，破壊電圧は，
単位厚み当りの交流破壊電圧（ＡＣ・Ｅｂ）とし，焼結
性は，焼成温度１３２０℃で本焼成した試料について調
べた。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】表１，表２に示した誘電体磁器組成物の試
料のうち，本発明の範囲である試料Ｎｏ．２〜６，８，
９，１２〜１４，１７〜２０，２２〜２４，２６，２
７，２９〜３１，３３，３４の誘電体磁器組成物につい
ては，比誘電率が４０００以上で，交流破壊電圧が４．
０ｋＶ／ｍｍの良好な電気的特性が得られた。又，これ
らの焼結性は比較的良好であったが，その中でも試料Ｎ
ｏ．２６，３０，３３の誘電体磁器組成物については，
焼結性が特に優れていた。
料のうち，本発明の範囲である試料Ｎｏ．２〜６，８，
９，１２〜１４，１７〜２０，２２〜２４，２６，２
７，２９〜３１，３３，３４の誘電体磁器組成物につい
ては，比誘電率が４０００以上で，交流破壊電圧が４．
０ｋＶ／ｍｍの良好な電気的特性が得られた。又，これ
らの焼結性は比較的良好であったが，その中でも試料Ｎ
ｏ．２６，３０，３３の誘電体磁器組成物については，
焼結性が特に優れていた。
【００１６】一方，比誘電率が４０００未満である試料
Ｎｏ．１，１６，２１，２５，２８，３２，３５〜３９
の誘電体磁器組成物は本発明の範囲外であり，交流破壊
電圧が４．０ｋＶ／ｍｍ未満である試料Ｎｏ．１，７，
１０，１１，１５，３２，３５〜３８の誘電体磁器組成
物も本発明の範囲外である。又，試料Ｎｏ．１０，１
１，１６，２１，２５，２８，３２，３５〜３９の誘電
体磁器組成物は焼結性が悪かった。
Ｎｏ．１，１６，２１，２５，２８，３２，３５〜３９
の誘電体磁器組成物は本発明の範囲外であり，交流破壊
電圧が４．０ｋＶ／ｍｍ未満である試料Ｎｏ．１，７，
１０，１１，１５，３２，３５〜３８の誘電体磁器組成
物も本発明の範囲外である。又，試料Ｎｏ．１０，１
１，１６，２１，２５，２８，３２，３５〜３９の誘電
体磁器組成物は焼結性が悪かった。
【００１７】次に，本発明の組成範囲の限定理由につい
て説明する。
て説明する。
【００１８】（１）主成分であるチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタン酸
バリウムの含有量が６０．３モル％未満の場合（試料Ｎ
ｏ．１），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊電圧も低
下する。一方，チタン酸バリウムの含有量が６７．５モ
ル％より大きい場合（試料Ｎｏ．１０），誘電体損失が
大幅に増加し，交流破壊電圧が低下する。従って，チタ
ン酸バリウムの含有量は６０．３〜６７．５モル％であ
ることが好ましい。
ａＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタン酸
バリウムの含有量が６０．３モル％未満の場合（試料Ｎ
ｏ．１），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊電圧も低
下する。一方，チタン酸バリウムの含有量が６７．５モ
ル％より大きい場合（試料Ｎｏ．１０），誘電体損失が
大幅に増加し，交流破壊電圧が低下する。従って，チタ
ン酸バリウムの含有量は６０．３〜６７．５モル％であ
ることが好ましい。
【００１９】（２）主成分であるジルコン酸バリウム
（ＢａＺｒＯ３）の含有量について：主成分であるジル
コン酸バリウムの含有量が１１．９モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．１０，１１）は，誘電体損失が大幅に増加
し，交流破壊電圧が低下する。一方，ジルコン酸バリウ
ムの含有量が１５．６モル％より大きい場合（試料Ｎ
ｏ．１６），誘電体損失は減少するが，比誘電率が低下
し，温度による静電容量変化率が大きくなる。従って，
ジルコン酸バリウムの含有量は１１．９〜１５．６モル
％であることが好ましい。
（ＢａＺｒＯ３）の含有量について：主成分であるジル
コン酸バリウムの含有量が１１．９モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．１０，１１）は，誘電体損失が大幅に増加
し，交流破壊電圧が低下する。一方，ジルコン酸バリウ
ムの含有量が１５．６モル％より大きい場合（試料Ｎ
ｏ．１６），誘電体損失は減少するが，比誘電率が低下
し，温度による静電容量変化率が大きくなる。従って，
ジルコン酸バリウムの含有量は１１．９〜１５．６モル
％であることが好ましい。
【００２０】（３）主成分であるチタン酸カルシウム
（ＣａＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタ
ン酸カルシウムの含有量が１５．８モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．７）は，交流破壊電圧が大幅に低下し，温
度による静電容量変化率が大きくなる。一方，チタン酸
カルシウムの含有量が２３．０モル％より大きい場合
（試料Ｎｏ．１），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊
電圧も低下する。従って，チタン酸カルシウムの含有量
は１５．８〜２３．０モル％であることが好ましい。
（ＣａＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタ
ン酸カルシウムの含有量が１５．８モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．７）は，交流破壊電圧が大幅に低下し，温
度による静電容量変化率が大きくなる。一方，チタン酸
カルシウムの含有量が２３．０モル％より大きい場合
（試料Ｎｏ．１），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊
電圧も低下する。従って，チタン酸カルシウムの含有量
は１５．８〜２３．０モル％であることが好ましい。
【００２１】（４）主成分であるチタン酸マグネシウム
（ＭｇＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタ
ン酸マグネシウムの含有量が２．６モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．１５）は，交流破壊電圧が低下し，温度に
よる静電容量変化率が大きくなる。一方，チタン酸マグ
ネシウムの含有量が５．８モル％より大きい場合（試料
Ｎｏ．２１），比誘電率が低下し，焼結性が悪くなる。
従って，チタン酸マグネシウムの含有量は２．６〜５．
８モル％であることが好ましい。
（ＭｇＴｉＯ３）の含有量について：主成分であるチタ
ン酸マグネシウムの含有量が２．６モル％未満の場合
（試料Ｎｏ．１５）は，交流破壊電圧が低下し，温度に
よる静電容量変化率が大きくなる。一方，チタン酸マグ
ネシウムの含有量が５．８モル％より大きい場合（試料
Ｎｏ．２１），比誘電率が低下し，焼結性が悪くなる。
従って，チタン酸マグネシウムの含有量は２．６〜５．
８モル％であることが好ましい。
【００２２】（５）添加物である酸化ニッケル（Ｎｉ
Ｏ）の含有量について：添加物である酸化ニッケルの含
有量が０．０５重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３７）
は，比誘電率及び交流破壊電圧が低下する。一方，酸化
ニッケルの含有量が０．４重量％より大きい場合（試料
Ｎｏ．２５），比誘電率が低下し，誘電体損失が増加す
るだけでなく，焼結性も悪くなる。従って，酸化ニッケ
ルの含有量は０．０５〜０．４重量％であることが好ま
しい。
Ｏ）の含有量について：添加物である酸化ニッケルの含
有量が０．０５重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３７）
は，比誘電率及び交流破壊電圧が低下する。一方，酸化
ニッケルの含有量が０．４重量％より大きい場合（試料
Ｎｏ．２５），比誘電率が低下し，誘電体損失が増加す
るだけでなく，焼結性も悪くなる。従って，酸化ニッケ
ルの含有量は０．０５〜０．４重量％であることが好ま
しい。
【００２３】（６）添加物である酸化セリウム（ＣｅＯ
２）の含有量について：添加物である酸化セリウムの含
有量が０．０５重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３８）
は，比誘電率が低下し，誘電体損失が増加する。一方，
酸化セリウムの含有量が０．３重量％より大きい場合
（試料Ｎｏ．２８），比誘電率が低下し，温度による静
電容量変化率が大きくなるだけでなく，焼結性も悪くな
る。従って，酸化セリウムの含有量は０．０５〜０．３
重量％であることが好ましい。
２）の含有量について：添加物である酸化セリウムの含
有量が０．０５重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３８）
は，比誘電率が低下し，誘電体損失が増加する。一方，
酸化セリウムの含有量が０．３重量％より大きい場合
（試料Ｎｏ．２８），比誘電率が低下し，温度による静
電容量変化率が大きくなるだけでなく，焼結性も悪くな
る。従って，酸化セリウムの含有量は０．０５〜０．３
重量％であることが好ましい。
【００２４】（７）添加物である酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ）の含有量について：添加物である酸化マンガンの含
有量が０．０３重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３９）
は，比誘電率が低下し，焼結性が悪くなる。一方，酸化
マンガンの含有量が０．２重量％より大きい場合（試料
Ｎｏ．３２），比誘電率及び交流破壊電圧が大幅に低下
し，誘電体損失が増加する。従って，酸化マンガンの含
有量は０．０３〜０．２重量％であることが好ましい。
Ｏ）の含有量について：添加物である酸化マンガンの含
有量が０．０３重量％未満の場合（試料Ｎｏ．３９）
は，比誘電率が低下し，焼結性が悪くなる。一方，酸化
マンガンの含有量が０．２重量％より大きい場合（試料
Ｎｏ．３２），比誘電率及び交流破壊電圧が大幅に低下
し，誘電体損失が増加する。従って，酸化マンガンの含
有量は０．０３〜０．２重量％であることが好ましい。
【００２５】（８）添加物である酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ２）の含有量について：添加物である酸化ケイ素の含
有量が０．２５重量％より大きい場合（試料Ｎｏ．３
５），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊電圧も低下す
る。又，この場合，焼結時に素地付着が見られ焼結性も
悪くなる。従って，酸化ケイ素の含有量は０．０〜０．
２５重量％であることが好ましい。
Ｏ２）の含有量について：添加物である酸化ケイ素の含
有量が０．２５重量％より大きい場合（試料Ｎｏ．３
５），比誘電率が大幅に低下し，交流破壊電圧も低下す
る。又，この場合，焼結時に素地付着が見られ焼結性も
悪くなる。従って，酸化ケイ素の含有量は０．０〜０．
２５重量％であることが好ましい。
【００２６】（９）添加物の有無について：上記添加物
を全く添加しなかった場合（試料Ｎｏ．３６），比誘電
率及び交流破壊電圧が低下し，焼結性が悪くなる。
を全く添加しなかった場合（試料Ｎｏ．３６），比誘電
率及び交流破壊電圧が低下し，焼結性が悪くなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の組成の誘電体磁器組成物は，４
０００以上の高い比誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交
流破壊電圧を有し，誘電体損失及び温度による静電容量
変化率が小さい誘電体磁器組成物である。従って，高電
圧用コンデンサや高電圧貫通型コンデンサ等として特に
有効である。
０００以上の高い比誘電率と４ｋＶ／ｍｍ以上の高い交
流破壊電圧を有し，誘電体損失及び温度による静電容量
変化率が小さい誘電体磁器組成物である。従って，高電
圧用コンデンサや高電圧貫通型コンデンサ等として特に
有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−65558（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−267732（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−12427（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−65557（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/46 C04B 35/49 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】 チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）：６
０．３〜６７．５モル％ ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）：１１．９〜１
５．６モル％ チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）：１５．８〜２
３．０モル％ チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ３）：２．６〜５．
８モル％ の範囲からなる主組成物１００モル％に対して， 酸化ニッケル（ＮｉＯ）：０．０５〜０．４重量％ 酸化セリウム（ＣｅＯ２）：０．０５〜０．３重量％ 酸化マンガン（ＭｎＯ）：０．０３〜０．２重量％ 酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：０．０〜０．２５重量％ の範囲からなるからなる添加物を含有させてなることを
特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02569595A JP3279856B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘電体磁器組成物 |
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