JPH0745122A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH0745122A JPH0745122A JP5187954A JP18795493A JPH0745122A JP H0745122 A JPH0745122 A JP H0745122A JP 5187954 A JP5187954 A JP 5187954A JP 18795493 A JP18795493 A JP 18795493A JP H0745122 A JPH0745122 A JP H0745122A
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- Japan
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- dielectric
- dielectric constant
- porcelain
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い誘電率を有すると共に、温度に対する静
電容量の変化が小さい誘電体磁器組成物を提供すること
を目的とする。 【構成】 ＳｒＴｉＯ3が４０〜５０モル％、ＰｂＴｉ
Ｏ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2が２５〜３
０モル％、よりなる組成物１００モル％に対して、Ｃａ
ＴｉＯ3を３．５〜５．０ｗｔ％、ＣｅＯ2を０．０５〜
０．３ｗｔ％、ＭｎＯ2を０．０５〜０．３ｗｔ％、Ｓ
ｎＯ2を０．３〜０．５ｗｔ％、Ｎｄ2Ｏ3を１．０〜
２．０ｗｔ％、Ｃｕ2Ｏを０．０５〜０．２５ｗｔ％、
ＺｒＯ2を０．３〜０．６ｗｔ％添加して誘電体磁器組
成物を構成した。
電容量の変化が小さい誘電体磁器組成物を提供すること
を目的とする。 【構成】 ＳｒＴｉＯ3が４０〜５０モル％、ＰｂＴｉ
Ｏ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2が２５〜３
０モル％、よりなる組成物１００モル％に対して、Ｃａ
ＴｉＯ3を３．５〜５．０ｗｔ％、ＣｅＯ2を０．０５〜
０．３ｗｔ％、ＭｎＯ2を０．０５〜０．３ｗｔ％、Ｓ
ｎＯ2を０．３〜０．５ｗｔ％、Ｎｄ2Ｏ3を１．０〜
２．０ｗｔ％、Ｃｕ2Ｏを０．０５〜０．２５ｗｔ％、
ＺｒＯ2を０．３〜０．６ｗｔ％添加して誘電体磁器組
成物を構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ等に用いら
れ、高い誘電率を有し、温度に対する静電容量の変化が
小さい誘電体磁器組成物に関するものである。
れ、高い誘電率を有し、温度に対する静電容量の変化が
小さい誘電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、これらの誘電体磁器組成物として
は、誘電率が１０００以上はＢａＴｉＯ3系磁器が広く
実用化されているが、高周波での誘電体損失及び静電容
量の温度変化率が大きく、更には耐電圧が低く、これら
の問題を解決するためにはＳｒＴｉＯ3系磁器がある
が、この磁器組成物は誘電率が低く、この誘電体磁器組
成物を使用して小型化することは困難であるため、各々
の電気的特性の特徴を広範囲に使用することができる誘
電体磁器組成物が要求されている。
は、誘電率が１０００以上はＢａＴｉＯ3系磁器が広く
実用化されているが、高周波での誘電体損失及び静電容
量の温度変化率が大きく、更には耐電圧が低く、これら
の問題を解決するためにはＳｒＴｉＯ3系磁器がある
が、この磁器組成物は誘電率が低く、この誘電体磁器組
成物を使用して小型化することは困難であるため、各々
の電気的特性の特徴を広範囲に使用することができる誘
電体磁器組成物が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ＢａＴｉＯ
3系磁器は高い誘電率が得られるが、温度変化に対して
誘電率が大きく変化する。たとえば、２０℃において誘
電率が４０００以上得られるＢａＴｉＯ3系磁器は、２
０〜８５℃の範囲でその静電容量の変化率が−４０％以
上になり、誘電体損失も高くなる。また印加電圧によっ
ても誘電率が大きく変化する。このような誘電体磁器組
成物を用いて小型コンデンサを作成することは困難であ
った。
3系磁器は高い誘電率が得られるが、温度変化に対して
誘電率が大きく変化する。たとえば、２０℃において誘
電率が４０００以上得られるＢａＴｉＯ3系磁器は、２
０〜８５℃の範囲でその静電容量の変化率が−４０％以
上になり、誘電体損失も高くなる。また印加電圧によっ
ても誘電率が大きく変化する。このような誘電体磁器組
成物を用いて小型コンデンサを作成することは困難であ
った。
【０００４】本発明は以上の課題を解決するものであ
り、誘電率が高く、かつ温度変化に対して誘電率があま
り変化しない誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
り、誘電率が高く、かつ温度変化に対して誘電率があま
り変化しない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】本発明は、以上の目的を
達成するためにＳｒＴｉＯ3が４０〜５０モル％、Ｐｂ
ＴｉＯ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2が２５
〜３０モル％、よりなる誘電体磁器組成物１００モル％
に対して、ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，
Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2を添加したものである。上
記の組成物の割合を変化させることにより、誘電率が高
く、誘電体損失が小さく、しかも静電容量の温度変化を
自由に変化させることができ、かつ耐電圧が高い優秀な
電気特性が得られる誘電体磁器組成物を提供することが
できる。
達成するためにＳｒＴｉＯ3が４０〜５０モル％、Ｐｂ
ＴｉＯ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2が２５
〜３０モル％、よりなる誘電体磁器組成物１００モル％
に対して、ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，
Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2を添加したものである。上
記の組成物の割合を変化させることにより、誘電率が高
く、誘電体損失が小さく、しかも静電容量の温度変化を
自由に変化させることができ、かつ耐電圧が高い優秀な
電気特性が得られる誘電体磁器組成物を提供することが
できる。
【０００６】
【作用】本発明の、誘電体磁器組成物の特徴は、その組
成をＳｒＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2の
割合を変化させることにより誘電率が高く、誘電率の温
度変化が自由に変化し、しかも誘電体損失が小さく、か
つ耐電圧の高い優秀な電気特性を示すものである。
成をＳｒＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2の
割合を変化させることにより誘電率が高く、誘電率の温
度変化が自由に変化し、しかも誘電体損失が小さく、か
つ耐電圧の高い優秀な電気特性を示すものである。
【０００７】尚、従来よりＳｒＴｉＯ3は知られている
が、誘電は３２０と高く、温度係数は−３２００×１０
6／℃であることは公知である。この材料は温度補償用
材料として用いられていたが、この成分にＰｂＴｉ
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2の２成分を添加させることによ
り誘電率が高く、誘電率の温度変化率を小さくすること
に成功した。
が、誘電は３２０と高く、温度係数は−３２００×１０
6／℃であることは公知である。この材料は温度補償用
材料として用いられていたが、この成分にＰｂＴｉ
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2の２成分を添加させることによ
り誘電率が高く、誘電率の温度変化率を小さくすること
に成功した。
【０００８】また上記の単体材料では良好な磁器を作成
することは非常に困難であり、上記材料の単体では本目
的である誘電体磁器組成物としては価値のないものであ
る。
することは非常に困難であり、上記材料の単体では本目
的である誘電体磁器組成物としては価値のないものであ
る。
【０００９】しかし、本発明は数多い実験結果よりＳｒ
ＴｉＯ3−ＰｂＴｉＯ3−Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2系の組成に
ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，
Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2の副成分を添加することにより従来ま
で得られなかった誘電体磁器組成物が得られることを見
出したものである。
ＴｉＯ3−ＰｂＴｉＯ3−Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2系の組成に
ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，
Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2の副成分を添加することにより従来ま
で得られなかった誘電体磁器組成物が得られることを見
出したものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例における誘電体磁器
組成物について説明する。
組成物について説明する。
【００１１】出発材料には、ＳｒＴｉＯ3，ＰｂＴｉ
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，Ｍｎ
Ｏ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2を使用す
る。
Ｏ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＣａＴｉＯ3，ＣｅＯ2，Ｍｎ
Ｏ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2を使用す
る。
【００１２】この組成範囲は、ＳｒＴｉＯ3が４０〜５
０モル％、ＰｂＴｉＯ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3
・ＴｉＯ2が２５〜３０モル％で１００モル％組成物を
作り、その組成物にＣａＴｉＯ3を３．５〜５．０ｗｔ
％、ＣｅＯ2を０．０５〜０．３ｗｔ％、ＭｎＯ2を０．
０５〜０．３ｗｔ％、ＳｎＯ2を０．３〜０．５ｗｔ
％、Ｎｄ2Ｏ3を１．０〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ2Ｏを０．
０５〜０．２５ｗｔ％、ＺｒＯ2を０．３〜０．６ｗｔ
％添加したものである。
０モル％、ＰｂＴｉＯ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3
・ＴｉＯ2が２５〜３０モル％で１００モル％組成物を
作り、その組成物にＣａＴｉＯ3を３．５〜５．０ｗｔ
％、ＣｅＯ2を０．０５〜０．３ｗｔ％、ＭｎＯ2を０．
０５〜０．３ｗｔ％、ＳｎＯ2を０．３〜０．５ｗｔ
％、Ｎｄ2Ｏ3を１．０〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ2Ｏを０．
０５〜０．２５ｗｔ％、ＺｒＯ2を０．３〜０．６ｗｔ
％添加したものである。
【００１３】上記材料粉末を所定の組成になるよう秤量
した後、不純物の混入を防止するために、メノウボール
を備えたウレタン内張りボールミルに秤量済みの材料を
入れ、更に規定量の水を加え、湿式粉砕混合を行った。
この混合物を乾燥した後、乾燥粉末に有機バインダーと
して濃度１０％のポリビニールアルコール水溶液を規定
量添加して造粒した後、６０メッシュのふるいを用い整
粒した。整粒粉末を金型と油圧プレスを用いて成形圧１
２００ｋｇ／ｃｍ2の加圧で直径１６ｍｍ厚み１．０ｍ
ｍの円板を成形し、その成形体を大気中で１１５０℃〜
１２５０℃の温度範囲で２時間保持して焼成し目的とす
る誘電体磁器を得た。得られた誘電体磁器の両面に銀ペ
ーストを塗布し乾燥した後、電気炉で８００℃の温度で
１５分保持し銀電極を形成した後、それぞれの電気特性
を測定した。
した後、不純物の混入を防止するために、メノウボール
を備えたウレタン内張りボールミルに秤量済みの材料を
入れ、更に規定量の水を加え、湿式粉砕混合を行った。
この混合物を乾燥した後、乾燥粉末に有機バインダーと
して濃度１０％のポリビニールアルコール水溶液を規定
量添加して造粒した後、６０メッシュのふるいを用い整
粒した。整粒粉末を金型と油圧プレスを用いて成形圧１
２００ｋｇ／ｃｍ2の加圧で直径１６ｍｍ厚み１．０ｍ
ｍの円板を成形し、その成形体を大気中で１１５０℃〜
１２５０℃の温度範囲で２時間保持して焼成し目的とす
る誘電体磁器を得た。得られた誘電体磁器の両面に銀ペ
ーストを塗布し乾燥した後、電気炉で８００℃の温度で
１５分保持し銀電極を形成した後、それぞれの電気特性
を測定した。
【００１４】本発明において、（表１）〜（表２）に示
すようにＳｒＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ
2を多く含む固溶体を用いるのは、ＳｒＴｉＯ3が誘電率
及び誘電率の温度変化率に良好な誘電体磁器を作る働き
をし、かつ高周波での誘電体損失を良好にする作用があ
るが、ただしＳｒＴｉＯ3を多量に含ませると誘電率を
逆に低下させる原因につながる。またＰｂＴｉＯ3を多
量に添加すると、誘電率は急激に高くなるが、静電容量
の温度変化率が悪化すると共に、更にはＡＣ電圧印加時
での自己発熱が高くなる原因にもなる。逆に少な過ぎる
と誘電率は低下する。同様にＢｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2も多量
に含まれると誘電率を低下させる。また良好な誘電体磁
器を得ることができなくなる。逆に少な過ぎると静電容
量の温度変化率が悪化する。
すようにＳｒＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ
2を多く含む固溶体を用いるのは、ＳｒＴｉＯ3が誘電率
及び誘電率の温度変化率に良好な誘電体磁器を作る働き
をし、かつ高周波での誘電体損失を良好にする作用があ
るが、ただしＳｒＴｉＯ3を多量に含ませると誘電率を
逆に低下させる原因につながる。またＰｂＴｉＯ3を多
量に添加すると、誘電率は急激に高くなるが、静電容量
の温度変化率が悪化すると共に、更にはＡＣ電圧印加時
での自己発熱が高くなる原因にもなる。逆に少な過ぎる
と誘電率は低下する。同様にＢｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2も多量
に含まれると誘電率を低下させる。また良好な誘電体磁
器を得ることができなくなる。逆に少な過ぎると静電容
量の温度変化率が悪化する。
【００１５】ＣａＴｉＯ3は、多量に含まれると誘電率
は低くなるが、高周波での誘電体損失は好転し、逆に少
なくなると高周波での誘電体損失は悪化する。
は低くなるが、高周波での誘電体損失は好転し、逆に少
なくなると高周波での誘電体損失は悪化する。
【００１６】ＣｅＯ2は高周波での誘電体損失を良好に
すると共に、更には誘電体磁器の結晶の成長を抑制する
作用がある。
すると共に、更には誘電体磁器の結晶の成長を抑制する
作用がある。
【００１７】ＭｎＯ2は、静電容量の温度変化を小さく
させ、しかも安定させる効果があるが、多量に含まれる
と誘電率を低下させる作用もある。
させ、しかも安定させる効果があるが、多量に含まれる
と誘電率を低下させる作用もある。
【００１８】ＳｎＯ2は、自己発熱及び耐電圧を好転さ
せる作用を持っている。Ｎｄ2Ｏ3は、自己発熱及び高周
波での誘電体損失を良好にし、更には湿中負荷寿命、高
温負荷寿命を良好にする作用もある。しかし、多量に含
まれると誘電率が極端に低下し、更には焼結状態が悪化
する要因にもなる。
せる作用を持っている。Ｎｄ2Ｏ3は、自己発熱及び高周
波での誘電体損失を良好にし、更には湿中負荷寿命、高
温負荷寿命を良好にする作用もある。しかし、多量に含
まれると誘電率が極端に低下し、更には焼結状態が悪化
する要因にもなる。
【００１９】Ｃｕ2Ｏは、静電容量の温度変化率を非常
に小さくさせる効果作用がある。しかし多量に含まれる
と誘電率を急激に低下させる作用もある。更には湿中負
荷寿命、高温負荷寿命を悪化させる。
に小さくさせる効果作用がある。しかし多量に含まれる
と誘電率を急激に低下させる作用もある。更には湿中負
荷寿命、高温負荷寿命を悪化させる。
【００２０】ＺｒＯ2は、誘電体磁器の焼結における結
晶成長を抑制し、耐電圧を良好にする作用がある。
晶成長を抑制し、耐電圧を良好にする作用がある。
【００２１】特にＭｎＯ2にＣｕ2Ｏ及びＮｄ2Ｏ3の３種
の化合物を同時に添加することで静電容量の温度変化率
及び自己発熱を良好にする相互作用がある。
の化合物を同時に添加することで静電容量の温度変化率
及び自己発熱を良好にする相互作用がある。
【００２２】次に各組成物を（表１）〜（表２）に示
す。
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】 各組成について各々の電気特性を測定し、その結果を
（表３）〜（表４）に示す。
（表３）〜（表４）に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】 （表１）〜（表４）において、本発明の範囲内の実施例
における磁器組成物は試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１７であ
り、他の試料は範囲外の磁器組成物である。つまりＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．６までの試料及びＮｏ．１８〜Ｎｏ．２
２の試料は静電容量の温度変化率が悪く及び自己発熱も
高い。
における磁器組成物は試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１７であ
り、他の試料は範囲外の磁器組成物である。つまりＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．６までの試料及びＮｏ．１８〜Ｎｏ．２
２の試料は静電容量の温度変化率が悪く及び自己発熱も
高い。
【００２７】この発明の範囲内の試料は、いずれも非常
に緻密な磁器を得ることができ、また電気特性は従来ま
での公知の同一程度の静電容量の温度変化率を有する材
料に比べ誘電率が高く、高周波での誘電体損失が良好
で、更には静電容量の温度変化率も安定下特性を有し、
自己発熱も非常に低くて良好であり、特性の優れた小型
大容量の磁器コンデンサに利用することができ、工業的
量産化が容易であると共に優れた品質を有する産業的価
値のある誘電体磁器組成物である。
に緻密な磁器を得ることができ、また電気特性は従来ま
での公知の同一程度の静電容量の温度変化率を有する材
料に比べ誘電率が高く、高周波での誘電体損失が良好
で、更には静電容量の温度変化率も安定下特性を有し、
自己発熱も非常に低くて良好であり、特性の優れた小型
大容量の磁器コンデンサに利用することができ、工業的
量産化が容易であると共に優れた品質を有する産業的価
値のある誘電体磁器組成物である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、ＳｒＴｉＯ3，
ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＣａＴｉＯ3，Ｃｅ
Ｏ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2
を一定の割合で混合することにより、誘電率が高く、誘
電体損失が低い、しかも静電容量の温度変化率が良好で
昇圧破壊電圧が高く、しかも自己発熱が低い電気特性を
有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
ＰｂＴｉＯ3，Ｂｉ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＣａＴｉＯ3，Ｃｅ
Ｏ2，ＭｎＯ2，ＳｎＯ2，Ｎｄ2Ｏ3，Ｃｕ2Ｏ，ＺｒＯ2
を一定の割合で混合することにより、誘電率が高く、誘
電体損失が低い、しかも静電容量の温度変化率が良好で
昇圧破壊電圧が高く、しかも自己発熱が低い電気特性を
有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】ＳｒＴｉＯ3が４０〜５０モル％、ＰｂＴ
ｉＯ3が２０〜３０モル％、Ｂｉ2Ｏ3・ＴｉＯ2が２５〜
３０モル％、よりなる組成物１００モル％に対して、Ｃ
ａＴｉＯ3を３．５〜５．０ｗｔ％、ＣｅＯ2を０．０５
〜０．３ｗｔ％、ＭｎＯ2を０．０５〜０．３ｗｔ％、
ＳｎＯ2を０．３〜０．５ｗｔ％、Ｎｄ2Ｏ3を１．０〜
２．０ｗｔ％、Ｃｕ2Ｏを０．０５〜０．２５ｗｔ％、
ＺｒＯ2を０．３〜０．６ｗｔ％添加することを特徴と
する誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187954A JPH0745122A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187954A JPH0745122A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745122A true JPH0745122A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16215075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5187954A Pending JPH0745122A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8248753B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-08-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP5187954A patent/JPH0745122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8248753B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-08-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
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