JPS594803B2 - 高誘電率磁器 - Google Patents
高誘電率磁器Info
- Publication number
- JPS594803B2 JPS594803B2 JP752722A JP272275A JPS594803B2 JP S594803 B2 JPS594803 B2 JP S594803B2 JP 752722 A JP752722 A JP 752722A JP 272275 A JP272275 A JP 272275A JP S594803 B2 JPS594803 B2 JP S594803B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric constant
- component
- temperature change
- mol
- mno2
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘電率が高く、特にその温度変化率が 。
著しく小さく、さらに高周波における誘電正接の良好な
新しい高誘電率磁器に関するものである。従来よシ高誘
電率を持つ磁器誘電体としては、チタン酸バリウムを主
成分とした磁器が用いられている事はすでに公知である
。こ、れらの磁器は高誘電率を持ちコンデンサ材料とし
て多く用いられているが、誘電率が高くなる程瀧度に対
する誘電率の温度変化が大きくなヤ、誘電率が約４００
０（２０℃において）以上になると変化率が５０％以上
２０℃〜８５℃において）となわ、また電圧によつても
大きく変化するため５ 高誘電率を利用して高規格（Ｅ
ＩＡ規格×７Ｒ）の小型大容量のコンデンサを作製する
事は困難であつた。
新しい高誘電率磁器に関するものである。従来よシ高誘
電率を持つ磁器誘電体としては、チタン酸バリウムを主
成分とした磁器が用いられている事はすでに公知である
。こ、れらの磁器は高誘電率を持ちコンデンサ材料とし
て多く用いられているが、誘電率が高くなる程瀧度に対
する誘電率の温度変化が大きくなヤ、誘電率が約４００
０（２０℃において）以上になると変化率が５０％以上
２０℃〜８５℃において）となわ、また電圧によつても
大きく変化するため５ 高誘電率を利用して高規格（Ｅ
ＩＡ規格×７Ｒ）の小型大容量のコンデンサを作製する
事は困難であつた。
それは温度や電圧による変化あるいは経時変化が大きい
ため容量の初期値を大きく余裕をとる必要があるため充
分その高誘電率が活用され０ ていなかつた。また温度
変化率（＋２０〜８５℃）が比較的小さなものでは誘電
率がε＝１５００以下になるため十分容量がとれなく、
高周波の損失角が悪くなるなど多くの欠点があつた。以
上のようにチタン酸バリウム系を主体に改善５ された
材料も多くあるが、今だに無欠点な材料はなく高規格用
（−５５℃〜＋１２５℃に渡つて安定した特性を示す）
のコンデンサ材料としては適さず、最近は誘電率が高く
温度変化率の小さな材料、さらには高周波における損失
角の良好な材料、・ｏ また、高温度下における交流電
圧特性（ｆ＝１６ＫＨＺ８００Ｖｒｍｓ／ＴｗＬ）の損
失角の良好な材料などが要望されている。
ため容量の初期値を大きく余裕をとる必要があるため充
分その高誘電率が活用され０ ていなかつた。また温度
変化率（＋２０〜８５℃）が比較的小さなものでは誘電
率がε＝１５００以下になるため十分容量がとれなく、
高周波の損失角が悪くなるなど多くの欠点があつた。以
上のようにチタン酸バリウム系を主体に改善５ された
材料も多くあるが、今だに無欠点な材料はなく高規格用
（−５５℃〜＋１２５℃に渡つて安定した特性を示す）
のコンデンサ材料としては適さず、最近は誘電率が高く
温度変化率の小さな材料、さらには高周波における損失
角の良好な材料、・ｏ また、高温度下における交流電
圧特性（ｆ＝１６ＫＨＺ８００Ｖｒｍｓ／ＴｗＬ）の損
失角の良好な材料などが要望されている。
また現在迄に比較的変化率の小さな材料としては、Ｂａ
Ｔｉ０３−ビスマス系ＢａＴｉＯ３−ＰｂＴｉＯ３系、
ＢａＴｉＯ３−ＰｂＴｉＯ３系、ＰｂＴｉＯ３フ５−Ｌ
ａ２０３・ ３Ｔｉ０２系等の材料が知られているカミ
これらは誘電率が高くなると変化率が悪く、さらに高
周波の損失角が悪く公害問題においてはＰｂ成分は有害
物であり）さらにＰｂＯおよびＢｉ２Ｏ３等は焼成中に
おける蒸発が著しく、工業り 的に安定した磁器を得る
事は困難なものであつた。本発明はこのような欠点を改
善し、小型大容量の高規格用磁器コンデンサ材料として
有用な新しい高誘電率磁器を提供するものである。すな
わち、本発明は、ＢａＴｉ０３成分にこのノ５ＢａＴｉ
０３の重量に対し重量比でＭｎＯ２成分を０．０５〜０
．６Ｗｔ％添加Ｌその後単一固溶体になる温度で仮焼成
Ｌその後粉末粒径０．３〜２．０μｍの範囲内にあるＢ
ａＴｉＯ３粉末成分９４，７４〜９９，５５モル％Ｎｂ
２Ｏ５成分０．４３〜４，９８モル％Ｂｌ２Ｏ３成分０
．０２〜０．２８モル％よりなる混合物を結成する事を
特徴とした高誘電率磁器である。
Ｔｉ０３−ビスマス系ＢａＴｉＯ３−ＰｂＴｉＯ３系、
ＢａＴｉＯ３−ＰｂＴｉＯ３系、ＰｂＴｉＯ３フ５−Ｌ
ａ２０３・ ３Ｔｉ０２系等の材料が知られているカミ
これらは誘電率が高くなると変化率が悪く、さらに高
周波の損失角が悪く公害問題においてはＰｂ成分は有害
物であり）さらにＰｂＯおよびＢｉ２Ｏ３等は焼成中に
おける蒸発が著しく、工業り 的に安定した磁器を得る
事は困難なものであつた。本発明はこのような欠点を改
善し、小型大容量の高規格用磁器コンデンサ材料として
有用な新しい高誘電率磁器を提供するものである。すな
わち、本発明は、ＢａＴｉ０３成分にこのノ５ＢａＴｉ
０３の重量に対し重量比でＭｎＯ２成分を０．０５〜０
．６Ｗｔ％添加Ｌその後単一固溶体になる温度で仮焼成
Ｌその後粉末粒径０．３〜２．０μｍの範囲内にあるＢ
ａＴｉＯ３粉末成分９４，７４〜９９，５５モル％Ｎｂ
２Ｏ５成分０．４３〜４，９８モル％Ｂｌ２Ｏ３成分０
．０２〜０．２８モル％よりなる混合物を結成する事を
特徴とした高誘電率磁器である。
前記範囲内の組成比を変化させる事によつて、誘電率を
約１５００〜３０００前後の範囲で自由に選ぶことがで
き、しかも温度変化率が−５５℃〜＋１２５℃の温度範
囲で±１５１ｆ６以内の磁器コンデンサを提供できる。
約１５００〜３０００前後の範囲で自由に選ぶことがで
き、しかも温度変化率が−５５℃〜＋１２５℃の温度範
囲で±１５１ｆ６以内の磁器コンデンサを提供できる。
また、本発明範囲内で得られたコンデンサ材料は誘電率
が高く、容量温度変化率力司＼さく、さらに高周波の損
失角（１Ｍ部）が著しく良好であるとともに耐電圧が高
い特性を示すものである。なお、本発明のＢａＴｉＯ３
（ＭｎＯ２含有）単一固溶体、Ｎｂ２Ｏ５，Ｂａｉ２Ｏ
３等のそれぞれの成分限定理由は次の如くである。
が高く、容量温度変化率力司＼さく、さらに高周波の損
失角（１Ｍ部）が著しく良好であるとともに耐電圧が高
い特性を示すものである。なお、本発明のＢａＴｉＯ３
（ＭｎＯ２含有）単一固溶体、Ｎｂ２Ｏ５，Ｂａｉ２Ｏ
３等のそれぞれの成分限定理由は次の如くである。
すなわち単一固溶体になつているＢａＴｉＯ３（ＭｎＯ
２含有）成分粉末が９９．５５モル％以下では、誘電率
が小さく、さらには高周波の損失角が悪く、温度変化率
が大きくなるため好ましくない。９４．７４モル％以上
で゛は磁器素体の焼結性が不安定になＤ温度変化率が大
きくなるため好ましくない。
２含有）成分粉末が９９．５５モル％以下では、誘電率
が小さく、さらには高周波の損失角が悪く、温度変化率
が大きくなるため好ましくない。９４．７４モル％以上
で゛は磁器素体の焼結性が不安定になＤ温度変化率が大
きくなるため好ましくない。
Ｎｂ２Ｏ５成分が４．９８モル％以上では誘電率が低下
するため好ましくない。０．４３モル％以下では高周波
損失角が悪化するため好ましくない。
するため好ましくない。０．４３モル％以下では高周波
損失角が悪化するため好ましくない。
Ｂｉ２Ｏ３成分が０．２８モル％以上では高周波の損失
角が悪化するため好ましくない。
角が悪化するため好ましくない。
０．０２モル％．一以下では誘電率が低下し、さらに誘
電率温度変化率が悪化するため好ましくなへまたＢａＴ
ｉＯ３成分に含有するところのＭｎＯ２の効未は従来の
方法では得られなかつた温度変化率を著しく小さくする
作用を持つているもので有りＭｎＯ２成分が０．６Ｗｔ
％以上では、温度変化率は小さくなるが極度に誘電率が
低下し損失角も悪くなる。
電率温度変化率が悪化するため好ましくなへまたＢａＴ
ｉＯ３成分に含有するところのＭｎＯ２の効未は従来の
方法では得られなかつた温度変化率を著しく小さくする
作用を持つているもので有りＭｎＯ２成分が０．６Ｗｔ
％以上では、温度変化率は小さくなるが極度に誘電率が
低下し損失角も悪くなる。
０．０５Ｗｔ％以下では誘電率の温度変化率を小さくす
る効果が乏しくなるため好ましくな賎また仮焼粉砕後Ｂ
ａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有）原料粉末を０．３〜２．０
Ｉｔｍの粒径にそろえることは、高電圧の電圧特性を良
好にすると共に、均一な誘電率・損失角・誘電率温度変
化率を得るために必要なことであり、粒径が２μｍより
大きいと誘電率が低くなｂ、０．２μｍより小さくなる
と誘電率温度変化率および電圧特性が悪くなるため好ま
しくない。
る効果が乏しくなるため好ましくな賎また仮焼粉砕後Ｂ
ａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有）原料粉末を０．３〜２．０
Ｉｔｍの粒径にそろえることは、高電圧の電圧特性を良
好にすると共に、均一な誘電率・損失角・誘電率温度変
化率を得るために必要なことであり、粒径が２μｍより
大きいと誘電率が低くなｂ、０．２μｍより小さくなる
と誘電率温度変化率および電圧特性が悪くなるため好ま
しくない。
尚本発明に卦いてあらかじめ単一固溶体になつているＢ
ａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有）成分粉末を用いる事は温度
変化率を小さくすると共に再現性を得るために必要な条
件である。
ａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有）成分粉末を用いる事は温度
変化率を小さくすると共に再現性を得るために必要な条
件である。
またＭｎＯ２成分の添加は従来ＢａＴｉＯ３系磁器の焼
成に於いては、還元性を防止する為に微量のＭｎＯ３を
添加している事は周知の事実であつた。
成に於いては、還元性を防止する為に微量のＭｎＯ３を
添加している事は周知の事実であつた。
即ち絶縁抵抗値又は損失角の特性値の劣化を最小限にく
いとめるため添加していたものであつた。しかしながら
本願発明は従来のＭｎＯ２の添加の効宋とは全く異なる
作用効果を発揮するものである。
いとめるため添加していたものであつた。しかしながら
本願発明は従来のＭｎＯ２の添加の効宋とは全く異なる
作用効果を発揮するものである。
即ち、ＭｎＯ２をＢａＴｌＯ３と同時添加によつてチタ
ン酸バリウムのキュ一り一点をそのままの位置にとめ、
かつ誘電率温度特性交流電玉特性・誘電正接などの特性
に於いて著しい効果を発揮するものである。またＢａＴ
ｉＯ３成分に添加しないで単一固溶体のまま添加したの
では他の成分と容易に固溶してしまい特性を改善する効
果がなくなるものであもすなわち本発明は上記組成物範
囲内のＢａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有単一固溶体）組成物
にＮｂ２Ｏ５成分一Ｂｉ２Ｏ３成分を同時添加すること
によつて初めて誘電率が高く、広い温度範囲に渡つて容
量温度変化率が小さく、また高周波の損失角が小さく、
耐電圧が高く、交流電圧特性の著しく良好な特性を得る
ものである。
ン酸バリウムのキュ一り一点をそのままの位置にとめ、
かつ誘電率温度特性交流電玉特性・誘電正接などの特性
に於いて著しい効果を発揮するものである。またＢａＴ
ｉＯ３成分に添加しないで単一固溶体のまま添加したの
では他の成分と容易に固溶してしまい特性を改善する効
果がなくなるものであもすなわち本発明は上記組成物範
囲内のＢａＴｉＯ３（ＭｎＯ２含有単一固溶体）組成物
にＮｂ２Ｏ５成分一Ｂｉ２Ｏ３成分を同時添加すること
によつて初めて誘電率が高く、広い温度範囲に渡つて容
量温度変化率が小さく、また高周波の損失角が小さく、
耐電圧が高く、交流電圧特性の著しく良好な特性を得る
ものである。
以下に本発明の実施例を挙げ具体的に説明する。
実施例試料の調整工程としては、まず最初にＢａＣＯ３
とＴｌＯ２，ＭｎＯ２をそれぞれ混合し、その後１０５
０℃〜１２００℃１時間保持で仮暁し粉砕を行ない、そ
の後表に示したそれぞれの粒度になる様調整し、その後
各成分割合に混合した。
とＴｌＯ２，ＭｎＯ２をそれぞれ混合し、その後１０５
０℃〜１２００℃１時間保持で仮暁し粉砕を行ない、そ
の後表に示したそれぞれの粒度になる様調整し、その後
各成分割合に混合した。
（ＢａＴｌＯ３（ＭｎＯ２含有）固溶体はＸ線によ勺単
一固溶体になつている事を確認した。）な卦磁器の繊密
化を促進するために、０．１ｗｔ（：ｆｌ）Ａｔ２Ｏ３
とＳｉＯ２をそれぞれ添加した。混合は不純物の混入を
防止するためヴレタン内張ポツトミル｝よびウレタンラ
イニングボールを用い湿式を行つた。
一固溶体になつている事を確認した。）な卦磁器の繊密
化を促進するために、０．１ｗｔ（：ｆｌ）Ａｔ２Ｏ３
とＳｉＯ２をそれぞれ添加した。混合は不純物の混入を
防止するためヴレタン内張ポツトミル｝よびウレタンラ
イニングボールを用い湿式を行つた。
その後水分を蒸発させ、成型は１５φＸｌ．２ｍ．／Ｔ
ｎの円板を圧力約７５０ｋ９／ｄで加圧成型し、焼成は
エレマ発熱体を利用した電気炉で温度し１２８０℃〜１
４００℃２時間保持で行なつた。得られた磁器素子は両
面に銀電極液を塗布し、７５０℃１５分で焼付しそれぞ
れの電気特性を測定した。な｝本実施例に訃いてＢａＴ
ｉＯ３は計算上等モルの組成比のものを用いたが、０．
５モル％前后その比率が、ずれても良好な特性を得る事
が出来た。
ｎの円板を圧力約７５０ｋ９／ｄで加圧成型し、焼成は
エレマ発熱体を利用した電気炉で温度し１２８０℃〜１
４００℃２時間保持で行なつた。得られた磁器素子は両
面に銀電極液を塗布し、７５０℃１５分で焼付しそれぞ
れの電気特性を測定した。な｝本実施例に訃いてＢａＴ
ｉＯ３は計算上等モルの組成比のものを用いたが、０．
５モル％前后その比率が、ずれても良好な特性を得る事
が出来た。
な卦本実施例では、ＭｎＯ２成分を用いたが、炭酸塩、
硝塩、硫酸塩でも同じ効果が得られるものである。また
、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム等の微量
添加は特性の改善に効果がある。次の表は本発明による
組成物の多数の実施例である。
硝塩、硫酸塩でも同じ効果が得られるものである。また
、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム等の微量
添加は特性の改善に効果がある。次の表は本発明による
組成物の多数の実施例である。
前記表においてＮＯ３〜７，１１〜１６，１９〜３１が
本発明の範囲内の実施例であり、その外は範囲外の実施
例である。
本発明の範囲内の実施例であり、その外は範囲外の実施
例である。
本発明の範囲内の試料はいずれも非常に緻密な磁気を得
る事が出来る。
る事が出来る。
また電気特性は従来迄の公知の同一程度の温度変化率を
有する材料に比べ誘電率が高く、高周波の誘電正接が良
く、さらに交流電圧特性（１６ＫＨＺ８００Ｖｒｍｓ／
Ｍｉｎ５Ｏ℃における損失坤も良いものである。また温
度変化率も広い温度範囲に渡つて小さく安定した特性を
有している。さらに実施例には示さなかつたが破壊電圧
も良好なものである。特にＮＯ５，６，ｌ３，２７〜２
８は誘電率が高く、誘電率温度変化率加」＼さく、高周
波の誘電正接も小さく、交流電圧特性（１６ＫＨＺ８０
０Ｖｒｍｓ為１ｎ５０℃に卦ける損失角）が著しく良好
である。
有する材料に比べ誘電率が高く、高周波の誘電正接が良
く、さらに交流電圧特性（１６ＫＨＺ８００Ｖｒｍｓ／
Ｍｉｎ５Ｏ℃における損失坤も良いものである。また温
度変化率も広い温度範囲に渡つて小さく安定した特性を
有している。さらに実施例には示さなかつたが破壊電圧
も良好なものである。特にＮＯ５，６，ｌ３，２７〜２
８は誘電率が高く、誘電率温度変化率加」＼さく、高周
波の誘電正接も小さく、交流電圧特性（１６ＫＨＺ８０
０Ｖｒｍｓ為１ｎ５０℃に卦ける損失角）が著しく良好
である。
ＮＯｌは、ＢａＴｉＯ３作成時にＭｎＯ２を含まない所
の試料で、誘電率温度変化率・電圧特性が非常に悪く、
コンデンサとしては悪いものである。
の試料で、誘電率温度変化率・電圧特性が非常に悪く、
コンデンサとしては悪いものである。
試料ＮＯｌ〜ＮＯ９迄は、ＢａＴｉＯ３作製時に含む所
のＭｎＯ２の許容量を調べた結果である。範囲外のＮＯ
ｌ，２は誘電率温度変化率・交流電圧特性が非常に悪く
ＮＯ８，９は誘電率が小さく使いものにならないもので
あつた。試料ＮＯｌＯ〜１８は、ＭｎＯを含むＢａＴｉ
Ｏ３単一固溶体の粉末粒経と特性を調べた結果である。
のＭｎＯ２の許容量を調べた結果である。範囲外のＮＯ
ｌ，２は誘電率温度変化率・交流電圧特性が非常に悪く
ＮＯ８，９は誘電率が小さく使いものにならないもので
あつた。試料ＮＯｌＯ〜１８は、ＭｎＯを含むＢａＴｉ
Ｏ３単一固溶体の粉末粒経と特性を調べた結果である。
範囲外のＮＯｌＯは、誘電率温度変化率・電圧特性が、
非常に悪く、ＮＯｌ７，ｌ８は、誘電率も小さく、誘電
率温度変化率・電圧特性が非常に悪いものである。試料
ＮＯｌ９〜３８迄は、範囲内のＭｎＯ２，Ｏ．３ｗｔ％
粉末粒径の０．９μのＢａＴｉＯ３単一固溶体粉末にＮ
ｂ２Ｏ５を添加せしめた時の結果である。
非常に悪く、ＮＯｌ７，ｌ８は、誘電率も小さく、誘電
率温度変化率・電圧特性が非常に悪いものである。試料
ＮＯｌ９〜３８迄は、範囲内のＭｎＯ２，Ｏ．３ｗｔ％
粉末粒径の０．９μのＢａＴｉＯ３単一固溶体粉末にＮ
ｂ２Ｏ５を添加せしめた時の結果である。
範囲外のＮＯ３２〜３８は、誘電率温度変化率・電圧特
性が非常に悪くコンデンサとして好ましくない。以上の
ように本発明は、範囲内のＭｎＯ２を含まれた範囲内の
ＢａＴｉＯ３単一固溶体粉末粒径の原料を用い、範囲内
の副成分を添加することによつて始めて良好な特性を得
る事が出来るものである。
性が非常に悪くコンデンサとして好ましくない。以上の
ように本発明は、範囲内のＭｎＯ２を含まれた範囲内の
ＢａＴｉＯ３単一固溶体粉末粒径の原料を用い、範囲内
の副成分を添加することによつて始めて良好な特性を得
る事が出来るものである。
Claims (1)
- １ ＢａＴｉＯ＿３の重量に対する重量比で０．０５〜
０．６％の範囲内のＭｎＯ＿２成分が添加物として含ま
れているＢａＴｉＯ＿３固溶体粉末において、その粉末
粒度が０．３〜２．０μの範囲内にあるＢａＴｉＯ＿３
成分粉末を９４．７４〜９９．５５モル％、Ｎｂ＿２Ｏ
＿５成分０．４３〜４．９８モル％、Ｂｉ＿２Ｏ＿３成
分０．０２〜０．２８モル％の範囲内より成る混合物を
焼成する事を特徴とした高誘電率磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP752722A JPS594803B2 (ja) | 1974-12-27 | 1974-12-27 | 高誘電率磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP752722A JPS594803B2 (ja) | 1974-12-27 | 1974-12-27 | 高誘電率磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5176599A JPS5176599A (ja) | 1976-07-02 |
| JPS594803B2 true JPS594803B2 (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=11537190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP752722A Expired JPS594803B2 (ja) | 1974-12-27 | 1974-12-27 | 高誘電率磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594803B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4459364A (en) * | 1982-09-13 | 1984-07-10 | North American Philips Corporation | Low-fire ceramic dielectric compositions |
| JP5668569B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-02-12 | Tdk株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
| JP6075765B2 (ja) * | 2013-03-23 | 2017-02-08 | 京セラ株式会社 | 圧電素子 |
-
1974
- 1974-12-27 JP JP752722A patent/JPS594803B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5176599A (ja) | 1976-07-02 |
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