JP3401834B2 - 誘電体材料 - Google Patents
誘電体材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ペロブスカイト系構
造を有する高誘電率の誘電体材料に関する。 【０００２】 【従来の技術】高誘電率を示す誘電体材料は、チップ部
品、各種フィルター、コンデンサー等の電子部品に有用
なものとなっている。 【０００３】誘電体材料としては、誘電率が高く、かつ
広い温度領域で誘電率の温度による変化ができるだけ小
さいという平坦な温度特性を有することが望まれる。そ
こで、従来より、種々の誘電体材料について、誘電率と
温度との関係が測定されている。例えば、ペロブスカイ
ト系構造を有する誘電体材料としては、Ｐｂ（Ｉｎ1/2
Ｔａ1/2 ）Ｏ3 が、図９に示したような、誘電率εr ´
と温度との関係及び誘電損失ｔａｎδと温度との関係を
有すること、また、Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 が、
図１０に示したような、誘電率εr ´と温度との関係及
び誘電損失ｔａｎδと温度との関係を有することが報告
されている（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏ
ｌ３１，ｐｐＬ５７４−５７５（１９９２））。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
材料に高い誘電率と平坦な温度特性を同時に実現するこ
とは非常に困難である。例えば、図９に示したＰｂ（Ｉ
ｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 及び図１０に示したＰｂ（Ｉｎ
1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のいずれのペロブスカイト系構造を
有する誘電体材料においても、層転移点が０℃近傍にあ
るために、室温近傍の常用温度領域では誘電率が温度に
よって大きく変化し、良好な温度特性を有しているとは
いえない。 【０００５】また、このようなペロブスカイト系構造を
有する誘電体材料を製造するためには、その原料粉末
を、例えば数秒間で１０００℃以上に加熱するという急
速な昇温速度で焼結することが必要とされる。そのた
め、特殊な焼結炉を使用しなければ製造できないという
問題もある。 【０００６】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、室温近傍の常用温度領域
において高い誘電率と平坦な温度特性とを同時に実現す
るペロブスカイト系構造の誘電体材料を得ること、また
そのような誘電体材料を通常の焼結炉を使用し、１００
０℃以下程度の低温焼結で製造できるようにすることを
目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明者は、ペロブス
カイト系構造の誘電体材料であるＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ
1/2 ）Ｏ3 あるいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のＰ
ｂの一部をＢａで置き換えることにより、常用温度領域
において高い誘電率と平坦な温度特性とを有する新規な
ペロブスカイト系構造の誘電体材料が得られ、しかもそ
のような誘電体材料は、低温焼結により容易に製造でき
ることを見出し、この発明を完成させるに至った。 【０００８】即ち、この発明は、次式 （Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｍ1/2 ）Ｏ3-y （１） （式中、ＭはＴａ又はＮｂであり、０＜ｘ＜１、ｙ≧０
である）で表されるペロブスカイト系誘電体材料を提供
する。 【０００９】このように、この発明の誘電体材料は、Ｐ
ｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 あるいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 のＰｂの一部をＢａで置き換えた構造を有
することを特徴としている。ＢａではなくＣａやＳｒで
置き換えても、ペロブスカイト系構造の焼結体を得るこ
とはできない。 【００１０】また、Ｐｂの一部をＢａで置き換える割合
に関し、式（１）中のｘは０より大きく１未満とし、好
ましくは０．０５以上０．７以下とする。この範囲でＢ
ａを導入することにより、容易にペロブスカイト系構造
の焼結体を得ることができる。この場合、さらにｘを
０．５以下とすると、誘電率を大きく向上させることが
でき、誘電率の温度特性を平坦にできるのでより好まし
い。なお、式（１）中、酸素の割合を規定しているｙは
焼結体の格子欠損等に基づく数値である。 【００１１】この発明の誘電体材料の製造方法として
は、Ｐｂ以外の成分をあらかじめ焼成してＢａ−Ｉｎ−
Ｍ−Ｏｘ（式中、ＭはＴａ又はＮｂである）なる酸化物
を合成し、その後ＰｂＯ、Ｐｂ３Ｏ４、ＰｂＯ２等の鉛
酸化物を加え、常法により混合し、成形し、焼結するこ
とにより容易に得ることができる。この焼結時の昇温速
度は速い方が好ましいが、急速焼結法のように２００℃
／秒程度の急速な昇温速度で加熱することは必要ない。 【００１２】 【作用】この発明の誘電体材料は、ペロブスカイト系構
造の誘電体材料であるＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 あ
るいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のＰｂの一部をＢ
ａで置き換えた構造を有している。このため、常用温度
領域において高い誘電率と平坦な温度特性とを兼ね備え
たものとなり、誘電材料として有用なものとなる。しか
も、この発明の誘電体材料は、低温焼結により容易に製
造できるものとなる。 【００１３】 【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。 【００１４】実施例１ 純度９９．９％以上のＩｎ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びＢａ
ＣＯ３の粉末を用意し、これらをＩｎＴａＯ４、Ｂａ２
ＩｎＴａＯ６に対応する組成でそれぞれ秤量し、水を混
合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後、溶媒を
蒸発除去した。 【００１５】次ぎに、５００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧
成形し、１２００℃で２４時間焼成した。そして焼成物
を粉砕し、ＩｎＴａＯ４及びＢａ−Ｉｎ−Ｔａ−Ｏの粉
末を得た。 【００１６】これらの粉末とＢａＣＯ３とＰｂＯとを原
料粉末とし、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）
Ｏ3-y において、ｘ＝０．１５となるように秤量し、水
を混合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後溶媒
を蒸発除去し、１０００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧成形
し、本焼成した。この場合、本焼成の条件は、焼結温度
１０００℃、焼結時間５分、昇降温速度９０００℃／
時、空気雰囲気とした。その結果、収縮率１９％、焼結
密度８．５８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得
られた焼結体について、Ｘ線回折パターン（Ｃｕ Ｋα
線使用）を測定した。その結果を図１に示す。 【００１７】実施例２ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．３０となるように秤量した以外は実施例１と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率２０％、焼結密度
７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図１に示す。 【００１８】実施例３ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．５０となるように秤量した以外は実施例１と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率１０％、焼結密度
５．０５ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図１に示す。 【００１９】比較例１ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．０となるように秤量した以外は実施例１と同様にし
て本焼成した。その結果、収縮率８％、焼結密度６．１
８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られた焼結
体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パターンを
測定した。その結果を図１に示す。 【００２０】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔ
ａ1/2 ）Ｏ3-y のＢａ量と結晶構造との関係］図１か
ら、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y の
組成の焼結体は、Ｂａ量に関して、ｘの値が０．０、
０．１５、０．３０、０．５０と増加するにつれて格子
定数がａ＝４．１０９Ａ、４．１１６１Ａ、４．１２９
５Ａ、４．１３２４Ａと増大し、Ｂａが結晶格子に取り
込まれていることがわかる。 【００２１】また、ｘの値が０．１５〜０．５である実
施例の焼結体のＸ線回折パターンには、ペロブスカイト
型もしくは近似的にペトブスカイトとみなせる特有のパ
ターンが見られ、これらの焼結体がペロブスカイト系構
造を有していることが確認できた。 【００２２】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔ
ａ1/2 ）Ｏ3-y の誘電率の温度依存性］実施例１及び実
施例２で得た焼結体について、それぞれ誘電率（１００
ＫＨｚ）の温度依存性を求めた。結果を図２及び図３に
示す。 【００２３】図２及び図３に示した結果と、前述した図
９の従来のＢａを含まない誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2
Ｔａ1/2 ）Ｏ3 ）の結果とを比較することにより、実施
例の焼結体によれば、室温近傍の温度領域において平坦
な温度特性を得られることがわかる。また、このことを
明らかにするために、図２、図３及び図９において誘電
率がピークを示す温度（Ｔｍ''）をそれぞれ読取り、そ
の温度Ｔｍ''をｘの値に対してプロットし、図４に示し
た。図４から、ＰｂをＢａで置き換えた実施例の焼結体
は、誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）が下がってい
ることが明らかである。一般に、誘電率がピークを示す
温度（Ｔｍ''）が下ると、その温度Ｔｍ''よりも高温度
領域にある温度特性の平坦な領域が広がって温度特性が
向上することから、図４の結果からも、実施例の焼結体
は温度特性が向上していることがわかる。 【００２４】実施例４ 純度９９．９％以上のＩｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＢａ
ＣＯ３の粉末を用意し、これらをＩｎＮｂＯ４、Ｂａ２
ＩｎＮｂＯ６に対応する組成でそれぞれ秤量し、水を混
合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後、溶媒を
蒸発除去した。 【００２５】次ぎに、実施例１と同様にして加圧成形
し、焼成し、焼成物を粉砕して、ＩｎＮｂＯ４及びＢａ
−Ｉｎ−Ｎｂ−Ｏの粉末を得た。 【００２６】次ぎにこれらの粉末とＢａＣＯ３とＰｂＯ
とを原料粉末とし、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ
1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝０．１５となるように秤量
し、実施例１と同様にして原料粉末をボールミルで混合
処理し、加圧成形し、本焼成した。この場合、本焼成の
条件は、焼結温度９００℃、焼結時間１２０分、昇降温
速度９０００℃／時、空気雰囲気とした。その結果、収
縮率１９％、焼結密度７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得
られた。また、得られた焼結体について、実施例１と同
様にしてＸ線回折パターンを測定した。その結果を図５
に示す。 【００２７】実施例５ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．３０となるように秤量した以外は実施例４と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率２０％、焼結密度
７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図５に示す。 【００２８】実施例６ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．５０となるように秤量した以外は実施例４と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率１８％、焼結密度
６．５４ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図５に示す。 【００２９】比較例２ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．０となるように秤量した以外は実施例４と同様にし
て本焼成した（焼結時間５５分）。その結果、収縮率１
５％、焼結密度８．１３ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られ
た。また、得られた焼結体について、実施例１と同様に
してＸ線回折パターンを測定した。その結果を図５に示
す。 【００３０】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3-y のＢａ量と結晶構造との関係］図５か
ら、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y の
組成の焼結体は、Ｂａ量に関して、ｘの値が０．０、
０．１５、０．３０、０．５０と増加するにつれて格子
定数がａ＝４．１１７Ａ、４．１２３７Ａ、４．１２９
２Ａ、４．１３５０Ａと増大し、Ｂａが結晶格子に取り
込まれていることがわかる。 【００３１】また、ｘの値が０．１５〜０．５である実
施例の焼結体のＸ線回折パターンには、ペロブスカイト
型もしくは近似的にペトブスカイトとみなせる特有のパ
ターンが見られ、これらの焼結体がペロブスカイト系構
造を有していることが確認できた。 【００３２】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3-y の誘電率の温度依存性］実施例４及び実
施例５で得た焼結体について、それぞれ誘電率（１００
ＫＨｚ）の温度依存性を求めた。結果を図６及び図７に
示す。 【００３３】図６及び図７に示した結果と、前述した図
１０の従来のＢａを含まない誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ
1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 ）の結果とを比較することにより、
実施例の焼結体によれば、室温近傍の温度領域において
平坦な温度特性を得られることがわかる。また、このこ
とを明らかにするために、図６、図７及び図１０におい
て誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）をそれぞれ読取
り、その温度Ｔｍ''をｘの値に対してプロットし、図８
に示した。図８から、ＰｂをＢａで置き換えた実施例の
焼結体は、誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）が下が
っていることが明らかである。したがって、図８の結果
からも実施例の焼結体は温度特性が向上していることが
わかる。 【００３４】 【発明の効果】この発明の誘電体材料によれば、室温近
傍の常用温度領域において高い誘電率と平坦な温度特性
とを同時に実現するペロブスカイト系構造の誘電体材料
を、通常の焼結炉を使用して１０００℃以下程度の低温
焼結により製造することが可能となる。
造を有する高誘電率の誘電体材料に関する。 【０００２】 【従来の技術】高誘電率を示す誘電体材料は、チップ部
品、各種フィルター、コンデンサー等の電子部品に有用
なものとなっている。 【０００３】誘電体材料としては、誘電率が高く、かつ
広い温度領域で誘電率の温度による変化ができるだけ小
さいという平坦な温度特性を有することが望まれる。そ
こで、従来より、種々の誘電体材料について、誘電率と
温度との関係が測定されている。例えば、ペロブスカイ
ト系構造を有する誘電体材料としては、Ｐｂ（Ｉｎ1/2
Ｔａ1/2 ）Ｏ3 が、図９に示したような、誘電率εr ´
と温度との関係及び誘電損失ｔａｎδと温度との関係を
有すること、また、Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 が、
図１０に示したような、誘電率εr ´と温度との関係及
び誘電損失ｔａｎδと温度との関係を有することが報告
されている（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏ
ｌ３１，ｐｐＬ５７４−５７５（１９９２））。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
材料に高い誘電率と平坦な温度特性を同時に実現するこ
とは非常に困難である。例えば、図９に示したＰｂ（Ｉ
ｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 及び図１０に示したＰｂ（Ｉｎ
1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のいずれのペロブスカイト系構造を
有する誘電体材料においても、層転移点が０℃近傍にあ
るために、室温近傍の常用温度領域では誘電率が温度に
よって大きく変化し、良好な温度特性を有しているとは
いえない。 【０００５】また、このようなペロブスカイト系構造を
有する誘電体材料を製造するためには、その原料粉末
を、例えば数秒間で１０００℃以上に加熱するという急
速な昇温速度で焼結することが必要とされる。そのた
め、特殊な焼結炉を使用しなければ製造できないという
問題もある。 【０００６】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、室温近傍の常用温度領域
において高い誘電率と平坦な温度特性とを同時に実現す
るペロブスカイト系構造の誘電体材料を得ること、また
そのような誘電体材料を通常の焼結炉を使用し、１００
０℃以下程度の低温焼結で製造できるようにすることを
目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明者は、ペロブス
カイト系構造の誘電体材料であるＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ
1/2 ）Ｏ3 あるいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のＰ
ｂの一部をＢａで置き換えることにより、常用温度領域
において高い誘電率と平坦な温度特性とを有する新規な
ペロブスカイト系構造の誘電体材料が得られ、しかもそ
のような誘電体材料は、低温焼結により容易に製造でき
ることを見出し、この発明を完成させるに至った。 【０００８】即ち、この発明は、次式 （Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｍ1/2 ）Ｏ3-y （１） （式中、ＭはＴａ又はＮｂであり、０＜ｘ＜１、ｙ≧０
である）で表されるペロブスカイト系誘電体材料を提供
する。 【０００９】このように、この発明の誘電体材料は、Ｐ
ｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 あるいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 のＰｂの一部をＢａで置き換えた構造を有
することを特徴としている。ＢａではなくＣａやＳｒで
置き換えても、ペロブスカイト系構造の焼結体を得るこ
とはできない。 【００１０】また、Ｐｂの一部をＢａで置き換える割合
に関し、式（１）中のｘは０より大きく１未満とし、好
ましくは０．０５以上０．７以下とする。この範囲でＢ
ａを導入することにより、容易にペロブスカイト系構造
の焼結体を得ることができる。この場合、さらにｘを
０．５以下とすると、誘電率を大きく向上させることが
でき、誘電率の温度特性を平坦にできるのでより好まし
い。なお、式（１）中、酸素の割合を規定しているｙは
焼結体の格子欠損等に基づく数値である。 【００１１】この発明の誘電体材料の製造方法として
は、Ｐｂ以外の成分をあらかじめ焼成してＢａ−Ｉｎ−
Ｍ−Ｏｘ（式中、ＭはＴａ又はＮｂである）なる酸化物
を合成し、その後ＰｂＯ、Ｐｂ３Ｏ４、ＰｂＯ２等の鉛
酸化物を加え、常法により混合し、成形し、焼結するこ
とにより容易に得ることができる。この焼結時の昇温速
度は速い方が好ましいが、急速焼結法のように２００℃
／秒程度の急速な昇温速度で加熱することは必要ない。 【００１２】 【作用】この発明の誘電体材料は、ペロブスカイト系構
造の誘電体材料であるＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3 あ
るいはＰｂ（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 のＰｂの一部をＢ
ａで置き換えた構造を有している。このため、常用温度
領域において高い誘電率と平坦な温度特性とを兼ね備え
たものとなり、誘電材料として有用なものとなる。しか
も、この発明の誘電体材料は、低温焼結により容易に製
造できるものとなる。 【００１３】 【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。 【００１４】実施例１ 純度９９．９％以上のＩｎ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びＢａ
ＣＯ３の粉末を用意し、これらをＩｎＴａＯ４、Ｂａ２
ＩｎＴａＯ６に対応する組成でそれぞれ秤量し、水を混
合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後、溶媒を
蒸発除去した。 【００１５】次ぎに、５００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧
成形し、１２００℃で２４時間焼成した。そして焼成物
を粉砕し、ＩｎＴａＯ４及びＢａ−Ｉｎ−Ｔａ−Ｏの粉
末を得た。 【００１６】これらの粉末とＢａＣＯ３とＰｂＯとを原
料粉末とし、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）
Ｏ3-y において、ｘ＝０．１５となるように秤量し、水
を混合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後溶媒
を蒸発除去し、１０００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧成形
し、本焼成した。この場合、本焼成の条件は、焼結温度
１０００℃、焼結時間５分、昇降温速度９０００℃／
時、空気雰囲気とした。その結果、収縮率１９％、焼結
密度８．５８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得
られた焼結体について、Ｘ線回折パターン（Ｃｕ Ｋα
線使用）を測定した。その結果を図１に示す。 【００１７】実施例２ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．３０となるように秤量した以外は実施例１と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率２０％、焼結密度
７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図１に示す。 【００１８】実施例３ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．５０となるように秤量した以外は実施例１と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率１０％、焼結密度
５．０５ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図１に示す。 【００１９】比較例１ 実施例１と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．０となるように秤量した以外は実施例１と同様にし
て本焼成した。その結果、収縮率８％、焼結密度６．１
８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られた焼結
体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パターンを
測定した。その結果を図１に示す。 【００２０】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔ
ａ1/2 ）Ｏ3-y のＢａ量と結晶構造との関係］図１か
ら、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ3-y の
組成の焼結体は、Ｂａ量に関して、ｘの値が０．０、
０．１５、０．３０、０．５０と増加するにつれて格子
定数がａ＝４．１０９Ａ、４．１１６１Ａ、４．１２９
５Ａ、４．１３２４Ａと増大し、Ｂａが結晶格子に取り
込まれていることがわかる。 【００２１】また、ｘの値が０．１５〜０．５である実
施例の焼結体のＸ線回折パターンには、ペロブスカイト
型もしくは近似的にペトブスカイトとみなせる特有のパ
ターンが見られ、これらの焼結体がペロブスカイト系構
造を有していることが確認できた。 【００２２】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔ
ａ1/2 ）Ｏ3-y の誘電率の温度依存性］実施例１及び実
施例２で得た焼結体について、それぞれ誘電率（１００
ＫＨｚ）の温度依存性を求めた。結果を図２及び図３に
示す。 【００２３】図２及び図３に示した結果と、前述した図
９の従来のＢａを含まない誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2
Ｔａ1/2 ）Ｏ3 ）の結果とを比較することにより、実施
例の焼結体によれば、室温近傍の温度領域において平坦
な温度特性を得られることがわかる。また、このことを
明らかにするために、図２、図３及び図９において誘電
率がピークを示す温度（Ｔｍ''）をそれぞれ読取り、そ
の温度Ｔｍ''をｘの値に対してプロットし、図４に示し
た。図４から、ＰｂをＢａで置き換えた実施例の焼結体
は、誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）が下がってい
ることが明らかである。一般に、誘電率がピークを示す
温度（Ｔｍ''）が下ると、その温度Ｔｍ''よりも高温度
領域にある温度特性の平坦な領域が広がって温度特性が
向上することから、図４の結果からも、実施例の焼結体
は温度特性が向上していることがわかる。 【００２４】実施例４ 純度９９．９％以上のＩｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＢａ
ＣＯ３の粉末を用意し、これらをＩｎＮｂＯ４、Ｂａ２
ＩｎＮｂＯ６に対応する組成でそれぞれ秤量し、水を混
合溶媒としてボールミルで混合処理し、その後、溶媒を
蒸発除去した。 【００２５】次ぎに、実施例１と同様にして加圧成形
し、焼成し、焼成物を粉砕して、ＩｎＮｂＯ４及びＢａ
−Ｉｎ−Ｎｂ−Ｏの粉末を得た。 【００２６】次ぎにこれらの粉末とＢａＣＯ３とＰｂＯ
とを原料粉末とし、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ
1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝０．１５となるように秤量
し、実施例１と同様にして原料粉末をボールミルで混合
処理し、加圧成形し、本焼成した。この場合、本焼成の
条件は、焼結温度９００℃、焼結時間１２０分、昇降温
速度９０００℃／時、空気雰囲気とした。その結果、収
縮率１９％、焼結密度７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得
られた。また、得られた焼結体について、実施例１と同
様にしてＸ線回折パターンを測定した。その結果を図５
に示す。 【００２７】実施例５ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．３０となるように秤量した以外は実施例４と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率２０％、焼結密度
７．６８ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図５に示す。 【００２８】実施例６ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．５０となるように秤量した以外は実施例４と同様に
して本焼成した。その結果、収縮率１８％、焼結密度
６．５４ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られた。また、得られ
た焼結体について、実施例１と同様にしてＸ線回折パタ
ーンを測定した。その結果を図５に示す。 【００２９】比較例２ 実施例４と同様にして焼成した原料粉末を、（Ｐｂ1-x
Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y において、ｘ＝
０．０となるように秤量した以外は実施例４と同様にし
て本焼成した（焼結時間５５分）。その結果、収縮率１
５％、焼結密度８．１３ｇ／ｃｍ３の焼結体が得られ
た。また、得られた焼結体について、実施例１と同様に
してＸ線回折パターンを測定した。その結果を図５に示
す。 【００３０】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3-y のＢａ量と結晶構造との関係］図５か
ら、（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3-y の
組成の焼結体は、Ｂａ量に関して、ｘの値が０．０、
０．１５、０．３０、０．５０と増加するにつれて格子
定数がａ＝４．１１７Ａ、４．１２３７Ａ、４．１２９
２Ａ、４．１３５０Ａと増大し、Ｂａが結晶格子に取り
込まれていることがわかる。 【００３１】また、ｘの値が０．１５〜０．５である実
施例の焼結体のＸ線回折パターンには、ペロブスカイト
型もしくは近似的にペトブスカイトとみなせる特有のパ
ターンが見られ、これらの焼結体がペロブスカイト系構
造を有していることが確認できた。 【００３２】［（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3-y の誘電率の温度依存性］実施例４及び実
施例５で得た焼結体について、それぞれ誘電率（１００
ＫＨｚ）の温度依存性を求めた。結果を図６及び図７に
示す。 【００３３】図６及び図７に示した結果と、前述した図
１０の従来のＢａを含まない誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ
1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 ）の結果とを比較することにより、
実施例の焼結体によれば、室温近傍の温度領域において
平坦な温度特性を得られることがわかる。また、このこ
とを明らかにするために、図６、図７及び図１０におい
て誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）をそれぞれ読取
り、その温度Ｔｍ''をｘの値に対してプロットし、図８
に示した。図８から、ＰｂをＢａで置き換えた実施例の
焼結体は、誘電率がピークを示す温度（Ｔｍ''）が下が
っていることが明らかである。したがって、図８の結果
からも実施例の焼結体は温度特性が向上していることが
わかる。 【００３４】 【発明の効果】この発明の誘電体材料によれば、室温近
傍の常用温度領域において高い誘電率と平坦な温度特性
とを同時に実現するペロブスカイト系構造の誘電体材料
を、通常の焼結炉を使用して１０００℃以下程度の低温
焼結により製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のＸ線回折パターンである。 【図２】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図３】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図４】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のｘの値と誘電率がピークを示す温度
（Ｔｍ''）との関係図である。 【図５】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のＸ線回折パターンである。 【図６】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図７】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図８】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のｘの値と誘電率がピークを示す温度
（Ｔｍ''）との関係図である。 【図９】従来の誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）
Ｏ3 ）の誘電率の温度依存性及び誘電損失の温度依存性
を示す関係図である。 【図１０】従来の誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 ）の誘電率の温度依存性及び誘電損失の温
度依存性を示す関係図である。
3-y の誘電体材料のＸ線回折パターンである。 【図２】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図３】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図４】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のｘの値と誘電率がピークを示す温度
（Ｔｍ''）との関係図である。 【図５】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のＸ線回折パターンである。 【図６】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図７】実施例の温度と誘電率の関係図である。 【図８】（Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ
3-y の誘電体材料のｘの値と誘電率がピークを示す温度
（Ｔｍ''）との関係図である。 【図９】従来の誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｔａ1/2 ）
Ｏ3 ）の誘電率の温度依存性及び誘電損失の温度依存性
を示す関係図である。 【図１０】従来の誘電体材料（Ｐｂ（Ｉｎ1/2 Ｎ
ｂ1/2 ）Ｏ3 ）の誘電率の温度依存性及び誘電損失の温
度依存性を示す関係図である。
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01G 35/00
C01G 33/00
C04B 35/495
ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 次式 （Ｐｂ1-x Ｂａx ）（Ｉｎ1/2 Ｍ1/2 ）Ｏ3-y （１） （式中、ＭはＴａ又はＮｂであり、０＜ｘ＜１、ｙ≧０
である）で表されるペロブスカイト系誘電体材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12544793A JP3401834B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 誘電体材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12544793A JP3401834B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 誘電体材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06305733A JPH06305733A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3401834B2 true JP3401834B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=14910315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12544793A Expired - Fee Related JP3401834B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 誘電体材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401834B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003262231A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-25 | Council Of Scientific And Industrial Research | Mg2mm' 06+x, ( m=y, rare earth metal, and m'=sn, sb, zr, hf, and ta) compounds and a method for the production of the same |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP12544793A patent/JP3401834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06305733A (ja) | 1994-11-01 |
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