JPH0329017B2 - - Google Patents
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- JPH0329017B2 JPH0329017B2 JP60227109A JP22710985A JPH0329017B2 JP H0329017 B2 JPH0329017 B2 JP H0329017B2 JP 60227109 A JP60227109 A JP 60227109A JP 22710985 A JP22710985 A JP 22710985A JP H0329017 B2 JPH0329017 B2 JP H0329017B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は1100℃以下で焼成される高誘電率系誘
電体磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で
焼成でき高い抵抗率の得られる組成物に関する。 従来の技術 近年セラミツクコンデンサにおいては素子の小
型化、大容量化への要求から積層型セラミツクコ
ンデンサが急速に普及しつつある。積層型セラミ
ツクコンデンサは内部電極とセラミツクを一体焼
成する工程によつて通常製造される。従来より高
誘電率系のセラミツクコンデンサ材料にはチタン
酸バリウム系の材料が用いられてきたが、焼成温
度が1300℃程度と高いため、内部電極材料として
はPt、Pdなどの高価な金属を用いる必要があつ
た。 これに対し空気中1000℃以下で焼成でき内部電
極として安価なAg系材料を用いることができる
鉛複合ペロブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲
気中で焼成できNiなどの卑金属材料を内部電極
として使用できるチタン酸バリウム系材料が開発
されている。前者については発明者らはすでに
PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3を含む誘電体磁器組成物を提案している。後
者については特公昭56−46641号公報に記載の材
料などが知られている。 PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3系固溶体は低温で焼成でき、誘電率の温度変
化率が同程度のチタン酸バリウム系材料に比べ高
い誘電率が得られる。従つてこの誘電体磁器組成
物とAg系内部電極からなる積層コンデンサは素
子の大容量、小型化、低コスト化が図れる利点を
有している。しかし近年さらに内部電極材料の低
コスト化が図れるCuなどの卑金属を内部電極と
して用いることが求められており、このため、同
時焼成したときCuなどの金属が酸化しないよう
な低酸素分圧雰囲気で焼成でき、高い抵抗率が得
られる材料が必要とされている。 発明が解決しようとする問題点 PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3系固溶体は低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ
密に焼成せず、また抵抗率が小さくなる傾向があ
る。 本発明はPbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb
(Ni1/2W1/2)O3系のもつ高い誘電率と低温焼結性
をそこなわず、低酸素分圧雰囲気で焼成したとき
抵抗値が高い誘電体磁器組成物を提供することを
目的としている。 問題点を解決するための手段 Pba(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aで表さ
れる磁器組成物(ただしx+y+z=1)におい
て、1.001≦a≦1.110の範囲とする 作 用 本発明の組成物においてはAサイト成分を過剰
にすることにより、低酸素分圧雰囲気、1100℃以
下でチ密な焼成物が得られ、高い抵抗率を有する
信頼性の高い素子がえられる。 実施例 出発原料には化学的に高純度なPbO、MgO、
Nb2O5、TiO2、NiO、WO3を用いた。これらを
純度補正をおこなつたうえで所定量を秤量し、メ
ノウ製玉石を用い純水を溶媒としボールミルで17
時間湿式混合した。これを吸引ろ過して水分の大
半を分離した後乾燥し、その後ライカイ機で充分
解砕した後粉体量の5wt%の水分を加え、直径60
mm高さ約50mmの円柱状に成形圧力500Kg/cm2で成
形した。これをアルミナルツボ中に入れ同質のフ
タをし、750℃〜880℃で2時間仮焼した。次に仮
焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにメノウ製玉
石を用い純水を溶媒としてボールミルで17時間粉
砕し、これを吸引ろ過し水分の大半を分離した後
乾燥した。以上の仮焼、粉砕、乾燥を数回くりか
えした後この粉末にポリビニルアルコール6wt%
水溶液を粉体量の6wt%加え、32メツシユふるい
を通して造粒し、成形圧力1000Kg/cm2で直径13mm
高さ約5mmの円柱状に成形した。成形物は空気中
で700℃まで昇温し1時間保持しポリビニルアル
コール分をバーンアウトした。これを上述の仮焼
粉を体積の1/3程度敷きつめた上に200メツシユ
ZrO2粉を約1mm敷いたマグネシヤ磁器容器に移
し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿
入し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したの
ちN2−H2混合ガスで置換し、酸素分圧(Po2)
が1.0×10-8atmになるようN2とH2ガスの混合比
を調節しながら混合ガスを流し所定温度まで400
℃/hrで昇温し2時間保持後400℃/hrで降温し
た。炉心管内のPo2は挿入した安定化ジルコニア
酸素センサーにより測定した。第2図に焼成時の
マグネシヤ磁器容器の構造を、第3図に炉心管内
部をそれぞれ断面図で示す。 第2図において1はマグネシア容器であり、そ
の上部はマグネシア容器蓋2で封じた。マグネシ
ア容器1の下部には仮焼紛3を配置し、その上に
ギルコニア紛24を配置した。さらにその上に試
料5を配置した。 第2図のように準備されたマグネシア容器1を
第3図のように炉心管6内に配置した。7は安定
化ジルコニア酸素センサーである。 焼成物は厚さ1mmの円板状に切断し、両面に
Cr−Auを蒸着し、誘電率、tanδを1kHz1V/mmの
電界下で測定した。また抵抗率は1kV/mmの電圧
を印加後1分値から求めた。 なお焼成温度は焼成物の密度がもつとも大きく
なる温度とした。 表1に本発明の組成範囲および周辺組成の成
分、(a、x、y、zはPba(Mg1/3Nb2/3)xTiy
(Ni1/2W1/2)zO2+aと表したときの値)低酸素分圧
雰囲気で焼成したときの焼成温度、誘電率、誘電
率の温度変化率(20℃に対する)、tanδ、抵抗率、
密度を示した。 第1図は表1に示した各試料をPbaTiO2+aPba
(Mg1/3Nb2/3)O2+a−Pba(Ni1/2W1/2)O2+aを端成
分とする三角組成図中に示したもので、斜線の範
囲が発明の範囲である。
電体磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で
焼成でき高い抵抗率の得られる組成物に関する。 従来の技術 近年セラミツクコンデンサにおいては素子の小
型化、大容量化への要求から積層型セラミツクコ
ンデンサが急速に普及しつつある。積層型セラミ
ツクコンデンサは内部電極とセラミツクを一体焼
成する工程によつて通常製造される。従来より高
誘電率系のセラミツクコンデンサ材料にはチタン
酸バリウム系の材料が用いられてきたが、焼成温
度が1300℃程度と高いため、内部電極材料として
はPt、Pdなどの高価な金属を用いる必要があつ
た。 これに対し空気中1000℃以下で焼成でき内部電
極として安価なAg系材料を用いることができる
鉛複合ペロブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲
気中で焼成できNiなどの卑金属材料を内部電極
として使用できるチタン酸バリウム系材料が開発
されている。前者については発明者らはすでに
PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3を含む誘電体磁器組成物を提案している。後
者については特公昭56−46641号公報に記載の材
料などが知られている。 PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3系固溶体は低温で焼成でき、誘電率の温度変
化率が同程度のチタン酸バリウム系材料に比べ高
い誘電率が得られる。従つてこの誘電体磁器組成
物とAg系内部電極からなる積層コンデンサは素
子の大容量、小型化、低コスト化が図れる利点を
有している。しかし近年さらに内部電極材料の低
コスト化が図れるCuなどの卑金属を内部電極と
して用いることが求められており、このため、同
時焼成したときCuなどの金属が酸化しないよう
な低酸素分圧雰囲気で焼成でき、高い抵抗率が得
られる材料が必要とされている。 発明が解決しようとする問題点 PbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/2W1/2)
O3系固溶体は低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ
密に焼成せず、また抵抗率が小さくなる傾向があ
る。 本発明はPbTiO3−Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb
(Ni1/2W1/2)O3系のもつ高い誘電率と低温焼結性
をそこなわず、低酸素分圧雰囲気で焼成したとき
抵抗値が高い誘電体磁器組成物を提供することを
目的としている。 問題点を解決するための手段 Pba(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aで表さ
れる磁器組成物(ただしx+y+z=1)におい
て、1.001≦a≦1.110の範囲とする 作 用 本発明の組成物においてはAサイト成分を過剰
にすることにより、低酸素分圧雰囲気、1100℃以
下でチ密な焼成物が得られ、高い抵抗率を有する
信頼性の高い素子がえられる。 実施例 出発原料には化学的に高純度なPbO、MgO、
Nb2O5、TiO2、NiO、WO3を用いた。これらを
純度補正をおこなつたうえで所定量を秤量し、メ
ノウ製玉石を用い純水を溶媒としボールミルで17
時間湿式混合した。これを吸引ろ過して水分の大
半を分離した後乾燥し、その後ライカイ機で充分
解砕した後粉体量の5wt%の水分を加え、直径60
mm高さ約50mmの円柱状に成形圧力500Kg/cm2で成
形した。これをアルミナルツボ中に入れ同質のフ
タをし、750℃〜880℃で2時間仮焼した。次に仮
焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにメノウ製玉
石を用い純水を溶媒としてボールミルで17時間粉
砕し、これを吸引ろ過し水分の大半を分離した後
乾燥した。以上の仮焼、粉砕、乾燥を数回くりか
えした後この粉末にポリビニルアルコール6wt%
水溶液を粉体量の6wt%加え、32メツシユふるい
を通して造粒し、成形圧力1000Kg/cm2で直径13mm
高さ約5mmの円柱状に成形した。成形物は空気中
で700℃まで昇温し1時間保持しポリビニルアル
コール分をバーンアウトした。これを上述の仮焼
粉を体積の1/3程度敷きつめた上に200メツシユ
ZrO2粉を約1mm敷いたマグネシヤ磁器容器に移
し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿
入し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したの
ちN2−H2混合ガスで置換し、酸素分圧(Po2)
が1.0×10-8atmになるようN2とH2ガスの混合比
を調節しながら混合ガスを流し所定温度まで400
℃/hrで昇温し2時間保持後400℃/hrで降温し
た。炉心管内のPo2は挿入した安定化ジルコニア
酸素センサーにより測定した。第2図に焼成時の
マグネシヤ磁器容器の構造を、第3図に炉心管内
部をそれぞれ断面図で示す。 第2図において1はマグネシア容器であり、そ
の上部はマグネシア容器蓋2で封じた。マグネシ
ア容器1の下部には仮焼紛3を配置し、その上に
ギルコニア紛24を配置した。さらにその上に試
料5を配置した。 第2図のように準備されたマグネシア容器1を
第3図のように炉心管6内に配置した。7は安定
化ジルコニア酸素センサーである。 焼成物は厚さ1mmの円板状に切断し、両面に
Cr−Auを蒸着し、誘電率、tanδを1kHz1V/mmの
電界下で測定した。また抵抗率は1kV/mmの電圧
を印加後1分値から求めた。 なお焼成温度は焼成物の密度がもつとも大きく
なる温度とした。 表1に本発明の組成範囲および周辺組成の成
分、(a、x、y、zはPba(Mg1/3Nb2/3)xTiy
(Ni1/2W1/2)zO2+aと表したときの値)低酸素分圧
雰囲気で焼成したときの焼成温度、誘電率、誘電
率の温度変化率(20℃に対する)、tanδ、抵抗率、
密度を示した。 第1図は表1に示した各試料をPbaTiO2+aPba
(Mg1/3Nb2/3)O2+a−Pba(Ni1/2W1/2)O2+aを端成
分とする三角組成図中に示したもので、斜線の範
囲が発明の範囲である。
【表】
*印は発明の範囲外の比較例
発明範囲外の組成物では、aが1.001より小さ
いと低酸素分圧雰囲気で焼成したときチ密な焼結
物が得られない、もしくは抵抗率が低くなる難点
を有しており、1.110より大きくなると誘電率お
よび抵抗率が低下する難点を有する。またx、
y、zが限定の範囲外の組成物はキユリー点が室
温から大きくはずれ誘電率が低くなる、もしくは
誘電率の温度変化率が大きくなる難点を有してい
る。特許請求の範囲内の組成物では前記の問題が
いずれも克服されている。 なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲
気Po2;1.0x10-8atmは焼成温度における銅の平
衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと
考えられる。 発明の効果 本発明によれば低酸素分圧雰囲気1100℃以下の
焼成で積層コンデンサ素子として高信頼性を得る
ためのチ密で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部
電極としてCuなどの卑金属材料を用いることが
可能になる優れた誘電体磁器組成物を得ることが
できる。
発明範囲外の組成物では、aが1.001より小さ
いと低酸素分圧雰囲気で焼成したときチ密な焼結
物が得られない、もしくは抵抗率が低くなる難点
を有しており、1.110より大きくなると誘電率お
よび抵抗率が低下する難点を有する。またx、
y、zが限定の範囲外の組成物はキユリー点が室
温から大きくはずれ誘電率が低くなる、もしくは
誘電率の温度変化率が大きくなる難点を有してい
る。特許請求の範囲内の組成物では前記の問題が
いずれも克服されている。 なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲
気Po2;1.0x10-8atmは焼成温度における銅の平
衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと
考えられる。 発明の効果 本発明によれば低酸素分圧雰囲気1100℃以下の
焼成で積層コンデンサ素子として高信頼性を得る
ためのチ密で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部
電極としてCuなどの卑金属材料を用いることが
可能になる優れた誘電体磁器組成物を得ることが
できる。
第1図は本発明に係る磁器組成物の成分組成を
示す三角組成図、第2図は焼成時に磁器を入れる
マグネシヤ容器の断面図、第3図は焼成時の炉心
管内の断面図を示す。 1;マグネシヤ容器、2;マグネシヤ容器蓋、
3;仮焼粉、4;ジルコニア粉、5;試料、6;
炉心管、7;安定化ジルコニア酸素センサー。
示す三角組成図、第2図は焼成時に磁器を入れる
マグネシヤ容器の断面図、第3図は焼成時の炉心
管内の断面図を示す。 1;マグネシヤ容器、2;マグネシヤ容器蓋、
3;仮焼粉、4;ジルコニア粉、5;試料、6;
炉心管、7;安定化ジルコニア酸素センサー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Pba(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+a
で表される組成式(ただし、x+y+z=1)に
おいて 1.001≦a≦1.110 の範囲にあり、この範囲内の各aの値に対しPba
(Mg1/3Nb2/3)O2+a,PbaTiO2+a、Pba(Ni1/2
W1/2)O2+aを頂点とする三角座標において下記組
成点A、B、C、D、Eを頂点とする五角形の領
域内の組成物からなることを特徴とする誘電体磁
器組成物。 A;x=0.950 y=0.025 z=0.025 B;x=0.850 y=0.125 z=0.025 C;x=0.100 y=0.060 z=0.300 D;x=0.100 y=0.400 z=0.500 E;x=0.900 y=0.025 z=0.075
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60227109A JPS6287454A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 誘電体磁器組成物 |
US06/917,673 US4751209A (en) | 1985-10-11 | 1986-10-10 | Dielectric ceramic compositions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60227109A JPS6287454A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6287454A JPS6287454A (ja) | 1987-04-21 |
JPH0329017B2 true JPH0329017B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=16855616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60227109A Granted JPS6287454A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6287454A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH029750A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Tdk Corp | 高誘電率セラミックス組成物 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP60227109A patent/JPS6287454A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6287454A (ja) | 1987-04-21 |
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