JPH0712975B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0712975B2 JPH0712975B2 JP60269769A JP26976985A JPH0712975B2 JP H0712975 B2 JPH0712975 B2 JP H0712975B2 JP 60269769 A JP60269769 A JP 60269769A JP 26976985 A JP26976985 A JP 26976985A JP H0712975 B2 JPH0712975 B2 JP H0712975B2
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- JP
- Japan
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- composition
- partial pressure
- oxygen partial
- firing
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 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。
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 近年セラミッ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ックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
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った。
容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
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った。
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(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/2W1/2)O3か
らなる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。
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(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/2W1/2)O3か
らなる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(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/2W1/2)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。従っ
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
成したとき誘電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要
とされている。
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。従っ
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
成したとき誘電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要
とされている。
発明が解決しようとする問題点 PbTiO3−Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/2W1/2)O3系固溶体
は低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ密に焼結せず、また
抵抗率が小さくなる傾向がある。
は低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ密に焼結せず、また
抵抗率が小さくなる傾向がある。
本発明はPbTiO3−Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb(Zn1/2W1/2)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。
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 本発明は、 （PbaMeb）｛(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)z｝O2+a+bで
表わされる組成を有し（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、Me
がCa,Sr,Baからなる群から選ばれた少なくとも一種であ
り、 0.001≦ｂ≦0.250 1.001≦ａ＋ｂ≦1.200 の範囲にあり、この範囲内の各a,bの値に対し、 （PbaMeb）（Ni1/3Nb2/3）O2+a+b、（PbaMeb）Ti
O2+a+b、（PbaMeb）（Zn1/2W1/2）O2+a+bを頂点とする
三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂点とする四角
形にある領域内の組成物からなることを特徴とする誘電
体磁器組成物である。
表わされる組成を有し（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、Me
がCa,Sr,Baからなる群から選ばれた少なくとも一種であ
り、 0.001≦ｂ≦0.250 1.001≦ａ＋ｂ≦1.200 の範囲にあり、この範囲内の各a,bの値に対し、 （PbaMeb）（Ni1/3Nb2/3）O2+a+b、（PbaMeb）Ti
O2+a+b、（PbaMeb）（Zn1/2W1/2）O2+a+bを頂点とする
三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂点とする四角
形にある領域内の組成物からなることを特徴とする誘電
体磁器組成物である。
A;x＝0.770 ｙ＝0.229 ｚ＝0.001 B;x＝0.450 ｙ＝0.549 ｚ＝0.001 C;x＝0.001 ｙ＝0.700 ｚ＝0.299 D;x＝0.001 ｙ＝0.400 ｚ＝0.599 作 用 本発明の組成物においては、低酸素分圧雰囲気1100℃以
下の焼成温度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。
下の焼成温度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,NiO,MeCO3（Me:Ca,S
r,Ba），Nb2O5，TiO2,ZnO,WO3を用いた。これらを純度
補正をおこなっ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60mm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
メッシュ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メッシュ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（P
o2）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。
r,Ba），Nb2O5，TiO2,ZnO,WO3を用いた。これらを純度
補正をおこなっ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60mm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
メッシュ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メッシュ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（P
o2）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
に仮焼粉３を配置し、その上にジルコニア粉４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。
マグネシア容器蓋２で封じた。マグネシア容器１の下部
に仮焼粉３を配置し、その上にジルコニア粉４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。
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っとも大きくなる温度
とした。
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,b,x,
y,zは（PbaMeb）(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)zO2+a+b
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(PbaMeb)TiO2+a+b，(PbaMeb)(Ni1/3Nb
2/3)O2+a+b，(PbaMeb)(Zn1/2W1/2)O2+a+b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。
y,zは（PbaMeb）(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)zO2+a+b
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(PbaMeb)TiO2+a+b，(PbaMeb)(Ni1/3Nb
2/3)O2+a+b，(PbaMeb)(Zn1/2W1/2)O2+a+b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。
発明範囲外の組成物では、ａ＋ｂ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.
200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ｂが0.250より大きいと誘電率が低下
する。x,y,zが限定の範囲外の組成物はキュリー点が室
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。発明の範
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。
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.
200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ｂが0.250より大きいと誘電率が低下
する。x,y,zが限定の範囲外の組成物はキュリー点が室
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。発明の範
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.
0×10-8atm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。
0×10-8atm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。
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の断面図である。 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…マグネシヤ容器,7…炉心
管,8…安定化ジルコニア酸素センサー。
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の断面図である。 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…マグネシヤ容器,7…炉心
管,8…安定化ジルコニア酸素センサー。
Claims (1)
- 【請求項１】（PbaMeb）｛(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Zn
1/2W1/2)z｝O2+a+bで表わされる組成を有し（ただし、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、MeがCa,Sr,Baからなる群から選ばれ
た少なくとも一種であり、 0.001≦ｂ≦0.250 1.001≦ａ＋ｂ≦1.200 の範囲にあり、この範囲内の各a,bの値に対し、 （PbaMeb）（Ni1/3Nb2/3）O2+a+b、（PbaMeb）Ti
O2+a+b、（PbaMeb）（Zn1/2W1/2）O2+a+bを頂点とする
三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂点とする四角
形にある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＝0.770 ｙ＝0.229 ｚ＝0.001 B;x＝0.450 ｙ＝0.549 ｚ＝0.001 C;x＝0.001 ｙ＝0.700 ｚ＝0.299 D;x＝0.001 ｙ＝0.400 ｚ＝0.599
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269769A JPH0712975B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269769A JPH0712975B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128966A JPS62128966A (ja) | 1987-06-11 |
| JPH0712975B2 true JPH0712975B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17476890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60269769A Expired - Lifetime JPH0712975B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712975B2 (ja) |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60269769A patent/JPH0712975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62128966A (ja) | 1987-06-11 |
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