JPS62147605A - 強誘電体磁器組成物 - Google Patents
強誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS62147605A JPS62147605A JP60290071A JP29007185A JPS62147605A JP S62147605 A JPS62147605 A JP S62147605A JP 60290071 A JP60290071 A JP 60290071A JP 29007185 A JP29007185 A JP 29007185A JP S62147605 A JPS62147605 A JP S62147605A
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- Japan
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- ferroelectric
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- temperature
- ferroelectric ceramic
- dielectric constant
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
これらの発明は９強誘電体磁器組成物に関する。
１屋来の強誘電体磁器組成物としては、ＰｂＴｉＯ３に
ＭｎＯ，Ｌａ２Ｏ３等を添加したチタン酸鉛系セラミク
スの他、ＰｂＴｉＯ３ＰｂＺｒＯ３にＢ ｉ２０３ 、
ＭｎＯ２、ＺｎＯ等を添加した２成分系セラミクスや、
ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ （ＭｇしｚＮｄ
２／３）Ｏ３といった３成分系セラミクス等が知られて
いる。
ＭｎＯ，Ｌａ２Ｏ３等を添加したチタン酸鉛系セラミク
スの他、ＰｂＴｉＯ３ＰｂＺｒＯ３にＢ ｉ２０３ 、
ＭｎＯ２、ＺｎＯ等を添加した２成分系セラミクスや、
ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ （ＭｇしｚＮｄ
２／３）Ｏ３といった３成分系セラミクス等が知られて
いる。
これらの強誘電体磁器組成物は、メカニカルフィルタ、
トランジューサ、セラミックフィルタ、共振子等の材料
として利用されている。
トランジューサ、セラミックフィルタ、共振子等の材料
として利用されている。
上記磁器組成物のうち、チタン酸鉛系のセラミクスは、
焼結後の結晶粒が粒界で分離するため、ひび割れが生じ
やすく、直径２０１以上の大型焼結体が得られない。し
かも９分極に１００ｋＶ／ｃｍもの印加電圧を必要とす
るので、大川りな設備を必要とする欠点があった。
焼結後の結晶粒が粒界で分離するため、ひび割れが生じ
やすく、直径２０１以上の大型焼結体が得られない。し
かも９分極に１００ｋＶ／ｃｍもの印加電圧を必要とす
るので、大川りな設備を必要とする欠点があった。
この他の２成分系や３成分系セラミクスは。
焼結性が比較的良く直径２５龍程度の大形焼結体が得ら
れ９分極も３０ｋＶ／ｃｍ程度と比較的低い電圧で可能
である。しかし、誘電率が８００〜ｉｏｏ。
れ９分極も３０ｋＶ／ｃｍ程度と比較的低い電圧で可能
である。しかし、誘電率が８００〜ｉｏｏ。
程度と大きく、誘電↑ｎ失ｔａｎδが１．５％以上と大
きいため、高周波用の強誘電体体材料としての利用には
不適切である。
きいため、高周波用の強誘電体体材料としての利用には
不適切である。
これらの発明は、従来の強誘電体磁器組成物における上
記の問題を解決するためなされたもので、第一の発明の
目的は、 ８０ｋＶ／ｃｍ以下の低い印加電圧で分極さ
せることができ、 １１〜３５μｃ ／ ａｎ（の自発
分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが４９０以下、誘電損
失ｔａｎδが１．６％以下であって、数ＭＨｚの高周波
帯での利用に適した強誘電体磁器組成物を提供すること
である。また、第二の発明の目的は、 ５０ｋＶ／ｃｍ
以下の低い印加電圧で分極させることができ、８〜３６
μｃ／ｃｏ！の自発分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが
６４０以下。
記の問題を解決するためなされたもので、第一の発明の
目的は、 ８０ｋＶ／ｃｍ以下の低い印加電圧で分極さ
せることができ、 １１〜３５μｃ ／ ａｎ（の自発
分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが４９０以下、誘電損
失ｔａｎδが１．６％以下であって、数ＭＨｚの高周波
帯での利用に適した強誘電体磁器組成物を提供すること
である。また、第二の発明の目的は、 ５０ｋＶ／ｃｍ
以下の低い印加電圧で分極させることができ、８〜３６
μｃ／ｃｏ！の自発分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが
６４０以下。
誘電損失ｔａｎδが２．２％以下であって、やはり数Ｍ
ｌｌｚの高周波帯での利用に適した強誘電体磁器組成物
を提供することである。
ｌｌｚの高周波帯での利用に適した強誘電体磁器組成物
を提供することである。
まず、第一の発明による強誘電体磁器組成物は、 （
Ｐｔｚ−ｙ Ｌａｙ ） （Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ ）
Ｏ３の組成式において、ｙと２の値がそれぞれ０．０１
≦ｙ≦０．１５．０．０１≦ｚ≦０．１５の範囲にある
ものである。
Ｐｔｚ−ｙ Ｌａｙ ） （Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ ）
Ｏ３の組成式において、ｙと２の値がそれぞれ０．０１
≦ｙ≦０．１５．０．０１≦ｚ≦０．１５の範囲にある
ものである。
さらに、第二の発明による強誘電体磁器組成物は、
（Ｐｂ＋−ｘ−ｙ Ｍｅｘ Ｌａｙ ） （Ｔｉｔ−
ｚＴａｚ ）Ｏ３の組成式において、ＭｅがＣａ。
（Ｐｂ＋−ｘ−ｙ Ｍｅｘ Ｌａｙ ） （Ｔｉｔ−
ｚＴａｚ ）Ｏ３の組成式において、ＭｅがＣａ。
Ｂａ、Ｓｒの何れか１種以上であって、Ｘとｙ。
２の値がそれぞれ０．０８≦ｘ≦０．３０．０．０１≦
ｙ≦０．１５．０．０１≦ｚ≦０．１５の範囲にあるも
のである。
ｙ≦０．１５．０．０１≦ｚ≦０．１５の範囲にあるも
のである。
次に、下表を参照しながら、これらの発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、下表において試料Ｎｕｌｌ〜４で示す第一の発明
による強誘電体磁器組成物の製造方法について説明する
と、磁器原料となるＰ ｂ ：ｌ Ｏａ ＋ＴｉＯ２、
Ｌａ２０３及びＴａ２０５の粉末を。
による強誘電体磁器組成物の製造方法について説明する
と、磁器原料となるＰ ｂ ：ｌ Ｏａ ＋ＴｉＯ２、
Ｌａ２０３及びＴａ２０５の粉末を。
それぞれ所定の量ずつ秤量し、これらをボールミルに１
５時間程かけて混合した後、９００℃前後の温度で１時
間仮焼きした。続いて、これを再度ボールミルに１５時
間程かけて粉砕した後、１５０℃の温度を３０分程加え
て乾燥した。
５時間程かけて混合した後、９００℃前後の温度で１時
間仮焼きした。続いて、これを再度ボールミルに１５時
間程かけて粉砕した後、１５０℃の温度を３０分程加え
て乾燥した。
次に、上記磁器原料にバインダとしてポリビニルアルコ
ールを重量比で約１０％加え、混練した後、約２０ ｋ
ｇ ／ ｃｎｌの圧力で直径１０ ａｓ 、厚み０．５
順の円板形に加圧成型した。次に、この成型体を閉炉に
入れ、それぞれ下表に示された焼成温度ＦＴを約２時間
保持して焼成した。こうして。
ールを重量比で約１０％加え、混練した後、約２０ ｋ
ｇ ／ ｃｎｌの圧力で直径１０ ａｓ 、厚み０．５
順の円板形に加圧成型した。次に、この成型体を閉炉に
入れ、それぞれ下表に示された焼成温度ＦＴを約２時間
保持して焼成した。こうして。
各試料につき各々複数個ずつの直径８關、厚み０．４＋
＊ｍの円板形のベレットを得た。これらベレットの組成
は、それぞれ下表に示された通りである。
＊ｍの円板形のベレットを得た。これらベレットの組成
は、それぞれ下表に示された通りである。
さらに、下表において試料１１に１５〜４３で示す第二
の発明による強誘電体磁器組成物についても。
の発明による強誘電体磁器組成物についても。
磁器原料となるＰｂ３０ａ 、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３及
びＴａ２０５の粉末に加え＋ Ｃａ ＣＯ３１ＢａＣＯ
３またはＳｒＣＯ３の１種以上の粉末を、それぞれ所定
の量ずつ秤量し、同様にしてそれぞれ下表に示された組
成を有する円板形のベレットを得た。
びＴａ２０５の粉末に加え＋ Ｃａ ＣＯ３１ＢａＣＯ
３またはＳｒＣＯ３の１種以上の粉末を、それぞれ所定
の量ずつ秤量し、同様にしてそれぞれ下表に示された組
成を有する円板形のベレットを得た。
次に、浮力法を用い１次の手順でベレットの比ｉＤを測
定した。まず、ペレットを１２０’Ｃの温度で３０分間
乾燥した後の重Ｍｗと、同ペレットを水中に沈め、充分
煮沸してから室温まで冷却し、そのま−水中で秤量した
ペレットの重量Ｗ１と、このときの水の密度Ｄ１とによ
り、（１）式で上記比重りを求めた。
定した。まず、ペレットを１２０’Ｃの温度で３０分間
乾燥した後の重Ｍｗと、同ペレットを水中に沈め、充分
煮沸してから室温まで冷却し、そのま−水中で秤量した
ペレットの重量Ｗ１と、このときの水の密度Ｄ１とによ
り、（１）式で上記比重りを求めた。
Ｄ ＝Ｄ １（１］
Ｗ −Ｗ １
また、上記ペレットの両面の全面にわたって銀ペースト
をスクリーン印刷し、７５０℃の温度を１０分間加えて
これを焼き付け、電極を設けた。
をスクリーン印刷し、７５０℃の温度を１０分間加えて
これを焼き付け、電極を設けた。
さらに、試料１〜４については、２００°Ｃの温度下で
上記両電極間に４０〜８０にν／ ｃｍの電圧を印加し
て分極させ、また、試料５〜４３については、 １６０
℃の温度下で上記両電極間に３０〜５０ｋＶ／ｃｍの電
圧を印加して分極させた。そして１次の方法で抵抗率ρ
（９ｃｍ）、 自発分極Ｐｓ （μｃ／ｃｌＩり。
上記両電極間に４０〜８０にν／ ｃｍの電圧を印加し
て分極させ、また、試料５〜４３については、 １６０
℃の温度下で上記両電極間に３０〜５０ｋＶ／ｃｍの電
圧を印加して分極させた。そして１次の方法で抵抗率ρ
（９ｃｍ）、 自発分極Ｐｓ （μｃ／ｃｌＩり。
誘電率ε、誘電損失ｔａｎδ（％）、キュリ一温度Ｔｃ
（”Ｃ）、機械的品質係数Ｑｍ、拡がり振動と厚み振動
の電気機械結合係数Ｋｐ、 ＫＬ （％）を求め、この
うち抵抗率ρを除いて下表に示した。
（”Ｃ）、機械的品質係数Ｑｍ、拡がり振動と厚み振動
の電気機械結合係数Ｋｐ、 ＫＬ （％）を求め、この
うち抵抗率ρを除いて下表に示した。
抵抗率ρについては、電極間に１００Ｖの電圧を印加し
た状態で、絶縁計により求め、自発骨１ｉＰｓについて
は、ソーヤタワー回路を使用し。
た状態で、絶縁計により求め、自発骨１ｉＰｓについて
は、ソーヤタワー回路を使用し。
Ｄ−Ｅヒステリシスループを測定して求めた。
誘電率εと、誘電損失ｔａｎδ及びキュリ一温度Ｔｃは
、インピーダンスアナライザを使用して。
、インピーダンスアナライザを使用して。
ＩＫＨｚにおいて測定した。機械的品質係数Ｑｍと。
電気・機械結合係数Ｋｐ、 ＫＬについては、１〜１３
ＫＨｚの周波数帯域で、共振１反共振周波数ｒ。
ＫＨｚの周波数帯域で、共振１反共振周波数ｒ。
ｆａと共振時のインピーダンスＺｍを測定し、それぞれ
（２１，（３）式で求めた。但し、（２）式において。
（２１，（３）式で求めた。但し、（２）式において。
（Ｊは自由誘電率である。また、（３）式において。
ＫがＫｐのときａ ＝０．３９５． ｂ ＝０．５７４
、 ＫがＫｔのときａ ＝０．４０５． ｂ ＝０
．８１０である。
、 ＫがＫｔのときａ ＝０．４０５． ｂ ＝０
．８１０である。
下表の結果から明らかな通り、試料１〜４は。
密度りが７．６７〜７．７１．自発分極Ｐｓが１１〜３
５μＣ／ｃｍ１．誘電率εが２３０〜４８１．誘電損失
ｔａｎδが１．０〜１．６％、キュリ一温度Ｔｃが４８
１〜３１５℃であった。また、温度２００’Ｃ，印加電
圧４０〜８０ｋＶ／ｃｍの分極条件での機械的品質係数
Ｏｍが１８９〜８９１．拡がり振動と厚み振動の電気機
械結合係数ＫｐとＫｔ、がそれぞれ１３〜１８％、４８
〜５３％であった。なお、抵抗率ρは、３．６Ｘ１０１
’〜５．ｌ×１０１５Ωｃｍであった。
５μＣ／ｃｍ１．誘電率εが２３０〜４８１．誘電損失
ｔａｎδが１．０〜１．６％、キュリ一温度Ｔｃが４８
１〜３１５℃であった。また、温度２００’Ｃ，印加電
圧４０〜８０ｋＶ／ｃｍの分極条件での機械的品質係数
Ｏｍが１８９〜８９１．拡がり振動と厚み振動の電気機
械結合係数ＫｐとＫｔ、がそれぞれ１３〜１８％、４８
〜５３％であった。なお、抵抗率ρは、３．６Ｘ１０１
’〜５．ｌ×１０１５Ωｃｍであった。
他方、試料５〜４３は、密度りが７．６０〜７．８３゜
自発分極Ｐｓが８〜３６μｃ ／ ｃｒＡ 、誘電率ε
が２８３〜６３２．誘電損失ｔａｎδが１．２〜２．２
％、キュリ一温度Ｔｃが２６５〜４６５℃であり、温度
１６０℃。
自発分極Ｐｓが８〜３６μｃ ／ ｃｒＡ 、誘電率ε
が２８３〜６３２．誘電損失ｔａｎδが１．２〜２．２
％、キュリ一温度Ｔｃが２６５〜４６５℃であり、温度
１６０℃。
印加電圧３０〜５０ｋＶ ／ ｃｍの分極条件での機械
的品質係数Ｑｍが５１３〜２７０１．拡がり振動と厚み
振動の電気機械結合係数にρとＫｔがそれぞれ１１〜３
５％。
的品質係数Ｑｍが５１３〜２７０１．拡がり振動と厚み
振動の電気機械結合係数にρとＫｔがそれぞれ１１〜３
５％。
４０〜６６％であった。なお、これらの抵抗率ρは。
３．７ Ｘ １０１’ 〜３．８ Ｘ １０１５Ωｃｍ
であった。
であった。
第−と第二の発明において９組成式（Ｐｔｚ−ｙＬａｙ
）（Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ ）Ｏコまたは組成式（Ｐｂ
＋−ｘ−ｙ Ｍｅｘ Ｌａｙ ）（Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ
）Ｏ３のｙの値を、 ０．０１≦ｙ≦０．１５の範囲
に限定したのは１次の理由による。即ち、ｙの値が。
）（Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ ）Ｏコまたは組成式（Ｐｂ
＋−ｘ−ｙ Ｍｅｘ Ｌａｙ ）（Ｔｉｔ−ｚ Ｔａｚ
）Ｏ３のｙの値を、 ０．０１≦ｙ≦０．１５の範囲
に限定したのは１次の理由による。即ち、ｙの値が。
０．０１未満であると、焼結性が悪（、焼結後の磁器に
ひび割れ等が生じやす（なり、また、ｙの値が、 ０．
１５を越えると、自発分極Ｐｓと厚みの振動の電気機械
結合係数Ｋｔとが急激に減少し、好ましい強誘電体特性
が得られないからである。
ひび割れ等が生じやす（なり、また、ｙの値が、 ０．
１５を越えると、自発分極Ｐｓと厚みの振動の電気機械
結合係数Ｋｔとが急激に減少し、好ましい強誘電体特性
が得られないからである。
さらに、２の値を０．Ｏ１≦ｚ≦０．１５の範囲に限定
したのは１次の理由による。即ち、２の値が。
したのは１次の理由による。即ち、２の値が。
０．０１未満であると、絶縁抵抗ＩＲが低くなり５分極
しにくくなる。他方、２の値が０．１５を越えると、自
発分極Ｐｓと厚み振動の電気機械結合係数Ｋｔが急激に
減少し１強誘電体の好ましい特性が得られないからであ
る。
しにくくなる。他方、２の値が０．１５を越えると、自
発分極Ｐｓと厚み振動の電気機械結合係数Ｋｔが急激に
減少し１強誘電体の好ましい特性が得られないからであ
る。
さらに、第二の発明において１組成式（Ｐｂ１−Ｘｉ
Ｍｅｘ Ｌ ａｙ ） （Ｔ ｉ １−ｚ Ｔａｚ
） ０３のＸの値を、 ０．０８≦ｘ≦０．３０の範囲
に限定したのは、Ｘの値が０．０８未満であると１強誘
電体磁器組成物が分極されにくくなり、また、Ｘの値が
０．３０を越えると、キュリ一温度が２７０’Ｃ以下
となって、高温での使用範囲が限定されることによる。
Ｍｅｘ Ｌ ａｙ ） （Ｔ ｉ １−ｚ Ｔａｚ
） ０３のＸの値を、 ０．０８≦ｘ≦０．３０の範囲
に限定したのは、Ｘの値が０．０８未満であると１強誘
電体磁器組成物が分極されにくくなり、また、Ｘの値が
０．３０を越えると、キュリ一温度が２７０’Ｃ以下
となって、高温での使用範囲が限定されることによる。
以上、説明した通り、第一の発明によれば。
８０ｋＶ／ｃｍ以下の低い印加電圧で分極させることが
でき、 １１〜３５μｃ／ｃｎｌの自発分極Ｐｓを持ち
。
でき、 １１〜３５μｃ／ｃｎｌの自発分極Ｐｓを持ち
。
しかも誘電率εが４９０以下、誘電損失ｔａｎδが１．
６％以下であって、数ＭＨｚの高周波帯での利用に適し
た強誘電体磁器組成物を提供することができる。
６％以下であって、数ＭＨｚの高周波帯での利用に適し
た強誘電体磁器組成物を提供することができる。
また、第二の発明によれば、 ５０ｋＶ／ｃｍ以下の低
い印加電圧で分極させることができ、８〜３６μｃ ／
ｃ＋ｄの自発分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが６４
０以下、誘電損失ｔａｎδが２．２％以下であって、数
ＭＨｚの高周波帯での利用に適した強誘電体特性組を提
供することができる。
い印加電圧で分極させることができ、８〜３６μｃ ／
ｃ＋ｄの自発分極Ｐｓを持ち、しかも誘電率εが６４
０以下、誘電損失ｔａｎδが２．２％以下であって、数
ＭＨｚの高周波帯での利用に適した強誘電体特性組を提
供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（Ｐｂ＿１＿−＿ｙＬａ＿ｙ）（Ｔｉ＿１＿−＿ｚ
Ｔａ＿ｚ）Ｏ＿３の組成式において、０．０１≦ｙ≦０
．１５、０．０１≦ｚ≦０．１５である強誘電体磁器組
成物。 ２、（Ｐｂ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＭｅ＿ｘＬａ＿ｙ）（
Ｔｉ＿１＿−＿ｚＴａ＿ｚ）Ｏ＿３の組成式において、
ＭｅがＣａ、Ｂａ、Ｓｒの何れか１種以上であって、０
．０８≦ｘ≦０．３０、０．０１≦ｙ≦０．１５、０．
０１≦ｚ≦０．１５である強誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290071A JPS62147605A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290071A JPS62147605A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147605A true JPS62147605A (ja) | 1987-07-01 |
Family
ID=17751411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290071A Pending JPS62147605A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62147605A (ja) |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290071A patent/JPS62147605A/ja active Pending
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