JPS6121183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、磁器組成物、特に1050℃以下の低温
で焼結でき、誘電率が高く、室温および高温にお
ける絶縁抵抗が高い磁器組成物に関するものであ
る。 従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリ
ウム（BaTiO₃）を主成分とする磁器が広く実用化
されていることは周知のとおりである。しかしな
がら、チタン酸バリウム（BaTiO₃）を主成分とす
るものは、焼結温度が通常1300〜1400℃の高温で
ある。このためこれを積層形コンデンサに利用す
る場合には内部電極としてこの焼結温度に耐え得
る材料、例えば白金、パラジウムなどの高価な貫
金属を使用しなければならず、製造コストが高く
つくという欠点がある。積層形コンデンサを安く
作るためには、銀、ニツケルなどを主成分とする
安価な金属が内部電極に使用できるような、でき
るだけ低温、特に1050℃以下で焼結できる磁器が
必要である。 また磁器組成物の電気的特性として、誘電率が
高く、誘電損失が小さく、絶縁低抵が高いことが
基本的に要求される。さらに絶縁抵抗の値に関し
ては、高信頼性の部品を要求する米国防総省の規
格であるミリタリースペシフイケイシヨン（Mili
−tary Speeification）のMIL−Ｃ−55681Bにお
いて、室温における値のみならず、125℃におけ
る値も定められているように、信頼性の高い磁器
コンデンサを得るためには、室温における値のみ
ならず、最高使用温度における絶縁抵抗も高い値
をとることが必要である。 ところでPb（Mg_1／2W_1／２）U₃−PbTiO₃系
磁器組成物については既にエヌ・エヌ・クライニ
ク、エイ、アイアグラノフスカヤ〔N.N.Krainik
and A.I.Agranovskaya（Fiziko Tverdogo
Tela、Vo.2No.1、pp70〜72、Januara1960）〕よ
り提案があり、また（SrxPb_1-xTiO₃）ａ
（PbMg₀.₅W₀.₅O₃）ｂ〔ただし、ｘ＝０〜0.10、
ａは0.35〜0.5、ｂは0.5〜0.65であり、そしてａ
＋ｂ＝１〕について、モノリシツクコンデンサお
よびその製造方法として特開昭52−21662号公報
に開示され、また誘電体粉末組成物として特開昭
52−21699号公報に開示されている。しかしなが
らいずれも比抵抗に関する開示は全くされておら
ず、これらの磁器組成物の実用性は明らかでなか
つた。 またPb（Mg_1／2W_1／２）O₃−PbTiO₃系を含
む三成分系については、特開昭55−111011におい
てPb（Mg_1／2W_1／２）O₃−PbTiO₃−Pb（Mg_1
／3Nb_2／３）O₃系が、特開昭55−117809におい
てPb（Mg_1／2W_1／２）O₃−PbTiO₃−Pb（Mg_1
／3Ta_2／３）O₃系が、それぞれ開示されてい
る。しかしながらいずれも比抵抗に関する開示は
全くされておらず、これらの磁器組成物実用性は
明らかでなかつた。 本発明は、以上の点にかんがみ、900〜1050℃
の低温領域で焼結でき、誘電率が高く、誘電損失
が小さく、室温および高温における絶縁抵抗の値
が高い優れた特性を示す磁器組成物を提供しよう
とするものであり、マグネシウム・タングステン
酸鉛〔Pb（Mg_1／2W_1／２）O₃〕、チタン酸鉛
〔PbTiO₃〕およびニツケル・ニオブ酸鉛〔Pb（Ni_1
／3Nb_2／３）O₃〕からなる３成分組成物を、〔Pb
（Mg_1／2W_1／２）O₃〕ｘ〔PbTiO₃〕ｙ〔Pb
（Ni_1／3Nb_2／３）O₃〕ｚと表わしたときに（た
だし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）この３成分組成図にお
いて、以下の組成点 （ｘ＝0.693、ｙ＝0.297、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.495、ｙ＝0.495、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.195、ｙ＝0.455、ｚ＝0.35） （ｘ＝0.10、ｙ＝0.40、ｚ＝0.50） （ｘ＝0.06、ｙ＝0.24、ｚ＝0.70） を結ぶ線上およびこの５点に囲まれる組成範囲に
あることを特徴とするものである。 以下本発明を実施例により詳細に説明する。 出発原料として純度99.9％以上の酸化鉛
（PbO）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化タング
ステン（WO₃）、酸化チタン（TiO₂）、酸化ニツ
ケル（NiO）および酸化ニオブ（Nb₂O₃）を使用
し、表に示した配合比となるように各々秤量す
る。次に秤量した各材料をボールミル中で湿式混
合した後750〜800℃で予焼を行ない、この粉末を
ボールミルで粉破し、口別、乾燥後、有機バイン
ダーに入れ整粒後プレスし、直型16mm、厚さ約２
mmの円板４枚を作成した。次に本発明の組成範囲
の試料は空気中900〜1050℃の温度で１時間焼結
した。焼結した円板４枚の上下面に銀電極を600
℃で焼付け、デジタルLCRメーターで周波数
1KHz、電圧1Vr.ｍ．ｓ、温度20℃で容量と誘電
損失を測定し、誘電率を算出した。次に超絶縁抵
抗計で50Vの電圧を１分間印加して、絶縁抵抗を
温度20℃と125℃で測定し、比抵抵抗を算出し
た。各組成に対応する特性は試料４点の平均値よ
り求めた。このようにして得られた磁器の配合比
と誘電率、誘電損失、20℃および125℃における
比抵抗の関係を次表に示す。

【表】

【表】 表に示した結果から明らかなようにPb（Mg_1／
2W_1／２）O₃−PbTiO₃−Pb（Ni_1／3Nb_2／３）O₃
三成分組成物で本発明の範囲内のものは、誘電率
が3060〜13400と高く、誘電損失が0.1〜3.8％と
小さく比抵抗が20℃において20×10¹²〜1.2×10¹³
と高く、しかも25℃においても4.3×10¹⁰〜25×
10¹²という高い値を示す極めて優れた磁器組成物
であることがかわる。こうした優れた特性を示す
本発明の磁器は焼結温度が1050℃以下の低温であ
るため、積層コンデンサの内部電極の低価格化を
実現できると共に、省エネルギーや炉材の節約に
もなるという極めて優れた効果も生じる。 なお、本発明の３成分組成物を〔Pb（Mg_1／
2W_1／２）O₃〕ｘ〔PbTiO₃〕ｙ〔Pb（Ni_1／3Nb_2
／３）O₃〕ｚと表わしたときに（ただし、ｘ＋
ｙ＋ｚ＝1.00）、その組成は３成分組成図におけ
る組成点 （ｘ＝0.693、ｙ＝0.297、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.495、ｙ＝0.495、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.195、ｙ＝0.455、ｚ＝0.35） （ｘ＝0.10、ｙ＝0.40、ｚ＝0.50） （ｘ＝0.06、ｙ＝0.24、ｚ＝0.70） を結ぶ線上およびこの５点に囲まれる組成範囲に
限定される。この３成分組成図において、組成点
２、６および組成点17、19を結ぶ線の外側では高
温における比抵抗が小さくなり実用的でない。組
成点６、13、17を結ぶ線の外側ではキユーリ点が
実用範囲より高温側に大きくずれるため、誘電率
が小さくなり、組成点19、２を結ぶ線の外側では
キユリー点が実用範囲より低温側に大きくずれる
ため、誘電率が小さくなり実用的でない。 なお、図に本発明の３成分組成範囲を示す。図
に示した番号は、表に示した３成分配合比の番号
に対応する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の組成範囲と実施例に示した組成
点を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マグネシウム・タングステン酸鉛〔Pb（Mg_{1
   ／2}W_1／２）O₃〕、チタン酸鉛〔PbTiO₃〕および
   ニツケル・ニオブ酸鉛〔Pb（Ni_1／3Nb_2／３）
   O₃〕からなる３成分組成物を〔Pb（Mg_1／2W_{1／
   ２}）O₃〕ｘ〔PbTiO₃〕ｙ〔PbNi_1／3Nb_2／３）
   O₃〕ｚと表わしたときに（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝
   1.00）この３成分組成図において、以下の組成点 （ｘ＝0.693、ｙ＝0.297、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.495、ｙ＝0.495、ｚ＝0.01） （ｘ＝0.195、ｙ＝0.455、ｚ＝0.35） （ｘ＝0.10、ｙ＝0.40、ｚ＝0.50） （ｘ＝0.06、ｙ＝0.24、ｚ＝0.70） を結ぶ線上およびこの５点に囲まれる組成範囲に
   あることを特徴とする磁器組成物。