JPH07172837A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH07172837A
JPH07172837A JP5323016A JP32301693A JPH07172837A JP H07172837 A JPH07172837 A JP H07172837A JP 5323016 A JP5323016 A JP 5323016A JP 32301693 A JP32301693 A JP 32301693A JP H07172837 A JPH07172837 A JP H07172837A
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JP
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dielectric
oxygen
pbo
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grain size
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JP5323016A
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English (en)
Inventor
Munetoshi Watanabe
宗敏 渡辺
Hiroyuki Hata
博之 畑
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Sitix Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】一般式ABO3(Aは酸素12配位金属元素で、P
b、またはPbと、Ba、Sr、Ca、LaLiの中の少なくとも一
種の元素とが組み合わされたもの、Bは酸素6配位金属
元素で、Nb、Zn、Mg、Zr、Ti、Ni、Fe、WおよびMnの中
の少なくとも一種の元素、Oは酸素)で示されるペロブ
スカイト型酸化物に、一酸化鉛および五酸化ニオブが、
Nbに換算して0.01〜2.0 重量%含まれ、かつPb/Nb(モ
ル比)が0.5〜3.0 の範囲である誘電体磁器組成物。 【効果】易焼結性で、グレインサイズが微細であり、し
かも、電気特性(誘電率、誘電損失)が良好で、誘電体
磁器材料として優れた特性を有しており、電子部品(例
えば、積層コンデンサーなど)の小型化、大容量化の実
現が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ペロブスカイト型酸化
物粉末を用いて製造される誘電体磁器組成物であって、
微細なグレインサイズを有し、焼結性ならびに電気特性
(誘電率、誘電損失)に優れた誘電体磁器組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般式ABO3(Aは酸素12配位金属元
素、Bは酸素6配位金属元素、Oは酸素である)で示さ
れるペロブスカイト型酸化物は誘電性や圧電性を有し、
また、焼結体としたとき透光性を持つものは電気光学効
果を有することが知られており、これらの特性を利用し
て、コンデンサー、フィルター、超音波素子、アクチュ
エーター、光シャッター等の機能性セラミックスとして
幅広く利用されている。そして、最近では、これらの電
子セラミックス部品の小型化、軽量化および機能の多様
化が進んでおり、そのため、原料である酸化物粉末に対
しても粒度が均一で、機能特性に優れ、かつ、低温で焼
結することができ、しかも低コストであること等が望ま
れている。
【0003】これらのペロブスカイト型酸化物粉末の製
造方法としては、従来から固相合成法や、液相合成法が
知られている。
【0004】固相合成法は最も一般的な方法で、各成分
元素の酸化物や炭酸塩等の粉末を混合した後、高温で固
相反応を起こさせて目的の酸化物粉末を得る方法であ
る。この方法は操作が比較的簡単で原料が安価であると
いう利点を有するが、酸化物粉末の組成が不均一になり
やすく、また、高温で処置するため粒度が粗くなってお
り、粒子の微細化が困難であるという欠点がある。
【0005】一方、液相合成法としては、アルコキシド
法、共沈法、水熱法等が知られている。いずれの方法
も、液相から粒子を析出させるため、組成の均一性が高
く、粒子の微細化も可能で、これらの方法で製造される
液相合成粉末を用いれば、固相合成粉末を用いる場合よ
りも低温で焼結することができ、粒径(グレインサイ
ズ)の微細な焼結体が得られる。しかし、最近の電子部
品の小型化は著しく、積層コンデンサーなどの積層型部
品においては、一層の厚さが10μm 以下で、グレインサ
イズも1〜2μm 以下であることが要望されており、こ
れを達成することができる素材としての組成物を提供す
るとは上記の液相合成粉末を用いても困難である。
【0006】この問題を解決するための一つの方法とし
て添加物を利用する方法があり、例えば、ペロブスカイ
ト型酸化物粉末にニオブ(Nb)の酸化物(Nb2O5)を添加
することによって粒の成長が抑制され、グレインサイズ
が微細化することが知られている(例えば、「工業材
料」第35巻第16号 (1987年11月別冊) 89〜95頁)。しか
し、この場合、グレインサイズは微細化するものの、誘
電率が低下したり、焼結温度が高くなり、誘電損失が大
きくなるという悪影響が現れる。これは添加するNb2O5
が安定な化合物であり、母材であるペロブスカイト型酸
化物粉末と反応しにくく、未反応のNb2O5 が粒界に存在
することが原因と考えられる。
【0007】また、ペロブスカイト型酸化物粉末に一酸
化鉛(PbO) を添加すると焼結温度が低下することが知ら
れているが(例えば、「積層セラミックコンデンサ」
(学献社) 105〜109 頁)、Pbは粒の成長を促進し、グ
レインサイズを増大させる。また、Pbの添加量を増せ
ば、誘電率および誘電損失が悪化する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問
題、すなわち、易焼結性でグレインサイズの微細な組成
物が得られにくく、添加物を用いてグレインサイズを微
細化することができたとしても、焼結性や誘電率などの
電気特性に悪影響が現れ、電子部品の小型化に対応でき
る組成物の製造が難いという問題を解決し、微細なグレ
インサイズを有し、かつ、焼結性ならびに電気特性(誘
電率、誘電損失)に優れた誘電体磁器組成物を提供する
ことを課題としてなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の易
焼結性に有効なPbとグレインサイズを微細化するNbの効
果を活用し、しかも電気特性(誘電率、誘電損失)を損
なわない組成物を得るために、ペロブスカイト型酸化物
粉末に添加する一酸化鉛(PbO) および五酸化ニオブ(Nb2
O5) の添加量、添加の際のPb/Nb(モル比)の適正範
囲、添加方法などについて研究を重ねた結果、極めて優
れた特性を有する誘電体磁器組成物を得ることができ
た。
【0010】本発明の要旨は、下記の誘電体磁器組成物
にある。
【0011】一般式ABO3(Aは酸素12配位金属元素、
Bは酸素6配位金属元素、Oは酸素である)で示される
ペロブスカイト型酸化物に、一酸化鉛および五酸化ニオ
ブが、Pb/Nb(モル比)が 0.5〜3.0 の範囲で、かつNb
に換算して0.01〜2.0 重量%含まれていることを特徴と
する誘電体磁器組成物。
【0012】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物は、一般式ABO
3(Aは酸素12配位金属元素、Bは酸素6配位金属元素、
Oは酸素である)で示されるペロブスカイト型酸化物
に、一酸化鉛(PbO)および五酸化ニオブ(Nb2O5) が添加
された組成を有している。上記の一般式において、A
は、鉛(Pb)、または、鉛(Pb)と、バリウム(Ba)、ストロ
ンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、ランタン(La)およびリ
チウム(Li)の中の少なくとも一種の元素とが組み合わさ
れたものであり、Bは、ニオブ(Nb)、亜鉛(Zn)、マグネ
シウム(Mg)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、ニッケル
(Ni)、鉄(Fe)、タングステン(W)およびマンガン(Mn)
の中の少なくとも一種の元素であり、また、Oは酸素で
ある。つまり、本発明におけるペロブスカイト型酸化物
とは、上記のAの元素およびBの元素それぞれの中の少
なくとも一種を含む酸化物で、例えば、PLZT〔 (P
b、La)(Zr、Ti)O3 〕系や、PMN〔 Pb(Mg、Nb)O3
系の酸化物である。
【0013】このようなペロブスカイト型酸化物の粉末
に PbO及び Nb2O5の粉末が所定量添加され、焼結された
組成物が本発明の誘電体磁器組成物である。 PbO及び N
b2O5は、例えば、 PbO+Nb2O5 混合物、あるいは2PbO
+Nb2O5 混合物として添加されており、添加される全体
としての組成は同じであっても、 PbNb2O6やPb2Nb2O7
して添加されたものではない。この PbOと Nb2O5の混合
物中におけるNbに対するPbのモル比(以下、単にPb/Nb
という)は 0.5〜3.0 の範囲内であることが必要で、こ
の範囲を外れると PbOおよび Nb2O5の添加の効果は認め
られない。なお、前記の PbO+Nb2O5 混合物として添加
される場合はPb/Nbは 0.5であり、2PbO +Nb2O5 混合
物として添加される場合はPb/Nbは 1.0に相当し、いず
れも本発明で定める範囲内である。
【0014】ペロブスカイト型酸化物に含まれる PbOお
よび Nb2O5の量はNbに換算して0.01〜2.0 重量%である
ことが必要である。0.01重量%に満たない場合は PbOお
よびNb2O5の添加の効果が認められず、 2.0重量%を超
えると、PbあるいはNbがそれぞれ単独で含まれる場合の
悪影響が顕著になる。なお、Nbに換算するとは、例えば
PbO+Nb2O5 混合物として添加されている場合は、添加
量に係数として0.38〔{ 93(Nbの原子量) ×2}/{ 2
23(PbOの分子量) + 266(Nb2O5の分子量) }=0.38 〕
を、また、2PbO +Nb2O5 混合物として添加されている
場合は、同じく係数として0.26〔93×2/( 223×2+
266) =0.26〕を乗ずることを意味する。
【0015】本発明の誘電体磁器組成物は易焼結性で焼
結温度が低いので、例えば本発明の磁器組成物を用いて
積層コンデンサーを作製した場合、内部電極として比較
的安価な銀系の電極を使用することができ、また、微細
なグレインサイズを有しているので、一層の厚さを数ミ
クロン程度まで薄くすることができる。しかも、誘電
率、誘電損失などの電気特性が損なわれることがないの
で、積層コンデンサーを小型化、大容量化することが可
能となる。
【0016】本発明の誘電体磁器組成物を製造するに
は、 PbOの粉末と Nb2O5の粉末をPb/Nbが 0.5〜3.0 の
範囲になるようにボールミルなどにより機械的に混合
し、これをNbに換算して0.01〜2.0 重量%になるように
前記のペロブスカイト型酸化物の粉末に添加、混合し、
焼結すればよい。
【0017】母材であるペロブスカイト型酸化物粉末の
粒度は約 0.5μm 、 PbOの粉末およびNb2O5 の粉末の粒
度もともに 0.5μm とするのが好ましい。
【0018】PbOの粉末と Nb2O5の粉末の混合、および
ペロブスカイト型酸化物粉末への添加ならびに混合は、
通常のボールミルを使用し、一般に用いられるポットに
ジルコニアボールを入れ、純水を溶媒として行えばよ
い。
【0019】焼結は、混合された後の粉末にバインダー
としてポリビニルアルコールを加えてプレス成形し、脱
脂後、加熱温度1000〜1050℃で2〜5時間行うのが好ま
しい。
【0020】PbO+Nb2O5 混合物あるいは2PbO +Nb2O
5 混合物に熱処理を施し、 PbNb2O6あるいはPb2Nb2O7
してから添加しても、得られる磁器組成物のグレインサ
イズは細くなる。しかし、過剰鉛が残存して誘電損失を
悪化させることがあるので、PbO+Nb2O5 混合物あるい
は2PbO +Nb2O5 混合物をそのままペロブスカイト型酸
化物粉末に添加するのが好ましい。
【0021】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、これらの実施例は本発明の一具体例で、本発
明の組成物は以下に記載する組成物に限定されるもので
はない。
【0022】
【実施例1】母材として、主成分が (Pb、La)(Zr、Ti)O
3 系のペロブスカイト型酸化物粉末を用い、この母材粉
末に表1に示す添加物を同じく表1に示す添加量になる
ように加え、ボールミルで約20時間湿式混合した。その
後、濾過および乾燥し、得られた粉末にバインダーとし
てポリビニルアルコールを加え、加圧力2t/cm2で直径
15mm、厚さ1mmの円板に成形した。
【0023】この円板を表1に示した焼結温度で3時間
焼成し、得られた焼結体の両面に金(Au)を蒸着して電
極とし、電気特性(誘電率、誘電損失)を測定した。誘
電率および誘電損失の測定は、HP4192Aインピーダン
スアナライザーを用い、測定周波数1kHz 、測定電圧1
rmで行った。また、焼成後の組成物のグレインサイズ
を、SEM写真からインターセプト法を用いて測定し
た。
【0024】測定結果を表1および図1に示す。表1の
結果から明らかなように、本発明で定める組成の添加物
を所定のモル比で所定量添加した本発明例では、何も添
加していない母材のみの場合(比較例1)に比べて焼結
温度が低く、グレインサイズも小さく、しかも電気特性
(誘電率、誘電損失)にも優れている。これに対して、
PbOまたは Nb2O5を単独で添加した場合(比較例2〜
5)は電気特性(誘電率、誘電損失)が劣る他、 PbOの
場合はグレインサイズが大きく、 Nb2O5の場合は焼結温
度が高かった。また、 PbOおよび Nb2O5が所定のモル比
であっても熱処理を施して PbNb2O6あるいはPb2Nb2O7
してから添加した場合は、比較例7および9の誘電損失
の測定結果にみられるように、特性の劣化が認められる
場合があった。
【0025】図1は表1の比較例10および11と本発明例
12〜20の誘電損失のみをグラフで示したものであるが、
PbOおよび Nb2O5の状態で添加しても、Nb換算添加量が
2.0重量%を超えると誘電損失が劣化することがわか
る。
【0026】
【実施例2】母材として、主成分がPb(Mg,Nb)O3 系のペ
ロブスカイト型酸化物粉末を用いた他は、実施例1の場
合と同様の方法で試料を作製し、同様の測定を行った。
母材への添加物、添加量および焼結温度は表2に示すと
おりである。
【0027】測定結果を表2および図2に示す。表2に
示されるように、本発明で定める組成の添加物を所定の
モル比で所定量添加した本発明例では、母材のみの場合
(比較例1)に比べて焼結温度、グレインサイズおよび
電気特性(誘電率、誘電損失)の全てにわたって良好で
あったが、 PbOまたは Nb2O5を単独で添加した場合(比
較例2、3)は少なくとも電気特性(誘電率、誘電損
失)に劣化が認められ、熱処理を施して PbNb2O6あるい
はPb2Nb2O7にしてから添加した場合(比較例4〜7)は
実施例1の場合と同様に特性の劣化が認められる場合が
あった。
【0028】図2は表2の比較例8および9と本発明例
10〜17の誘電損失のみをグラフで示したものであるが、
実施例1の場合と同様に、 PbOおよび Nb2O5の状態で添
加してもNb換算添加量が 2.0重量%を超えると誘電損失
が劣化した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、易焼結性
で、グレインサイズが微細であり、しかも、電気特性
(誘電率、誘電損失)が良好で、誘電体磁器材料として
優れた特性を有しており、例えば積層コンデンサーな
ど、電子部品の小型化の要請に十分応え得る材料であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(Pb,La)(Zr,Ti)O3系のペロブスカイト型酸化物
粉末に PbOおよびNb2O5 を添加した場合のNb換算添加量
と誘電損失の関係を示す図である。
【図2】Pb(Mg,Nb)O3 系のペロブスカイト型酸化物粉末
に PbOおよびNb2O5 を添加した場合のNb換算添加量と誘
電損失の関係を示す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/49 35/50 H01B 3/12 313 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式ABO3(Aは酸素12配位金属元素、
    Bは酸素6配位金属元素、Oは酸素である)で示される
    ペロブスカイト型酸化物に、一酸化鉛および五酸化ニオ
    ブが、Pb/Nb(モル比)が 0.5〜3.0 の範囲で、かつNb
    に換算して0.01〜2.0 重量%含まれていることを特徴と
    する誘電体磁器組成物。
JP5323016A 1993-12-22 1993-12-22 誘電体磁器組成物 Pending JPH07172837A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607632A (en) * 1995-05-30 1997-03-04 Rockwell International Corporation Method of fabricating PLZT piezoelectric ceramics
FR2818969A1 (fr) * 2000-12-28 2002-07-05 Denso Corp Materiau ceramique dielectrique et son procede de fabrication
KR100488769B1 (ko) * 2002-06-26 2005-05-12 순천향대학교 산학협력단 마이크로파용 유전체 세라믹 조성물
JP2016528151A (ja) * 2013-08-07 2016-09-15 ピーアイ セラミック ゲーエムベーハー 鉛含有量が低減された圧電セラミック材料
CN107555986A (zh) * 2017-09-04 2018-01-09 济南大学 一种低损耗岩盐矿结构微波介质陶瓷及制备方法
CN112744868A (zh) * 2020-12-24 2021-05-04 内蒙古工业大学 一种新型b位缺位六方钙钛矿氧化物及其制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607632A (en) * 1995-05-30 1997-03-04 Rockwell International Corporation Method of fabricating PLZT piezoelectric ceramics
FR2818969A1 (fr) * 2000-12-28 2002-07-05 Denso Corp Materiau ceramique dielectrique et son procede de fabrication
KR100488769B1 (ko) * 2002-06-26 2005-05-12 순천향대학교 산학협력단 마이크로파용 유전체 세라믹 조성물
JP2016528151A (ja) * 2013-08-07 2016-09-15 ピーアイ セラミック ゲーエムベーハー 鉛含有量が低減された圧電セラミック材料
JP2019055908A (ja) * 2013-08-07 2019-04-11 ピーアイ セラミック ゲーエムベーハー 鉛含有量が低減された圧電セラミック材料
CN107555986A (zh) * 2017-09-04 2018-01-09 济南大学 一种低损耗岩盐矿结构微波介质陶瓷及制备方法
CN107555986B (zh) * 2017-09-04 2020-09-18 济南大学 一种低损耗岩盐矿结构微波介质陶瓷及制备方法
CN112744868A (zh) * 2020-12-24 2021-05-04 内蒙古工业大学 一种新型b位缺位六方钙钛矿氧化物及其制备方法
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