JPS62147606A - 強誘電体磁器組成物 - Google Patents
強誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS62147606A JPS62147606A JP60290072A JP29007285A JPS62147606A JP S62147606 A JPS62147606 A JP S62147606A JP 60290072 A JP60290072 A JP 60290072A JP 29007285 A JP29007285 A JP 29007285A JP S62147606 A JPS62147606 A JP S62147606A
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- Japan
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- temperature
- table below
- ferroelectric
- pellets
- pyroelectric
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- Pending
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- 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、焦電形赤外線センサ用の焦電素子等に
使用される強誘電体磁器組成物に関する。
使用される強誘電体磁器組成物に関する。
ＡｕをドープしたＧ’ ｅセンサや、ＩｎＳｂセンサ等
の、いわゆる光電形赤外線センサに代わり２強誘電セラ
ミクスを使用した焦電形赤外線センサが利用されている
。こうした焦電素子として好ましい特性は、自発分極Ｐ
ｓが大きく、誘電率εやｔａｎδが小さく、キュリ一温
度が高いことである。具体的には、自発分極Ｐｓが３５
μＣ／Ｃ艷以上、誘電率εが２５０以下、 ｔａｎδ
が２．５％以下、キュリ一温度が４５０℃以上であるこ
とが要望される。
の、いわゆる光電形赤外線センサに代わり２強誘電セラ
ミクスを使用した焦電形赤外線センサが利用されている
。こうした焦電素子として好ましい特性は、自発分極Ｐ
ｓが大きく、誘電率εやｔａｎδが小さく、キュリ一温
度が高いことである。具体的には、自発分極Ｐｓが３５
μＣ／Ｃ艷以上、誘電率εが２５０以下、 ｔａｎδ
が２．５％以下、キュリ一温度が４５０℃以上であるこ
とが要望される。
これまで、焦電素子として最も優れた特性を持った強誘
電セラミックは、ＰｂＴｉ０ｚである。しかし、このＰ
ｂ Ｔ ｉ Ｏ３は、焼成時に４９０℃付近の相変態
点で、立方晶から正方晶へ変態するのに伴って、内部に
歪が発生し、破壊するため、それ自体では焼結させるこ
とができない。そこで従来は、ｐｂＴｉ０３に少量のＭ
ｎＯ２，Ｌａ２Ｏ３、ＮｉＯ等を添加し、セラミック化
を図っている。
電セラミックは、ＰｂＴｉ０ｚである。しかし、このＰ
ｂ Ｔ ｉ Ｏ３は、焼成時に４９０℃付近の相変態
点で、立方晶から正方晶へ変態するのに伴って、内部に
歪が発生し、破壊するため、それ自体では焼結させるこ
とができない。そこで従来は、ｐｂＴｉ０３に少量のＭ
ｎＯ２，Ｌａ２Ｏ３、ＮｉＯ等を添加し、セラミック化
を図っている。
しかしながら、上記添加物を加えて焼結させたＰｂＴｉ
Ｏ３系磁器組成物は、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い。特に、これを焦電素子と
して赤外線センサ等に利用するときは、研摩や切削とい
った機械加工を必要とするため、これらの工程で発生す
る応力により、損傷されやすい。
Ｏ３系磁器組成物は、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い。特に、これを焦電素子と
して赤外線センサ等に利用するときは、研摩や切削とい
った機械加工を必要とするため、これらの工程で発生す
る応力により、損傷されやすい。
従来では、この欠点を改善するため、焼結補助剤として
、上記添加物の他に、Ｐｂ （Ｃｏし。
、上記添加物の他に、Ｐｂ （Ｃｏし。
Ｗし２）０３を加えたり、さらには、ＰｂＴｉＯ３のＡ
サイトを、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒで置換したものを１３００
〜１４Ｏ０℃の温度で焼成するといった手段がとられて
いた。しかし、これによって、焼結性は改善されるもの
＼、焦電素子としての特性は悪くなる。
サイトを、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒで置換したものを１３００
〜１４Ｏ０℃の温度で焼成するといった手段がとられて
いた。しかし、これによって、焼結性は改善されるもの
＼、焦電素子としての特性は悪くなる。
これらの発明は、従来のＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏ３基磁器組
成物が有する上記の問題点を解決するためなされたもの
で、自発分極Ｐｓが３５μｃ／ｃｎ１以上９誘電率εが
２５０以下、 ｔａｎδが２．５％以下、キュリ一温
度が４５０°Ｃ以上という、焦電素子として優れた特性
を有すると同時に、良好な焼結性と機械加工に充分耐え
ることができる強度を持ったＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏ３基磁
器組成物を提供することを目的とする。
成物が有する上記の問題点を解決するためなされたもの
で、自発分極Ｐｓが３５μｃ／ｃｎ１以上９誘電率εが
２５０以下、 ｔａｎδが２．５％以下、キュリ一温
度が４５０°Ｃ以上という、焦電素子として優れた特性
を有すると同時に、良好な焼結性と機械加工に充分耐え
ることができる強度を持ったＰ ｂ Ｔ ｉ Ｏ３基磁
器組成物を提供することを目的とする。
まず、第一の発明による強誘電体磁器組成物は、ＰｂＴ
ｉＯ３＋ｘＬｉ２Ｂ４Ｏｙの組成式において、 ０．０
５≦ｘ≦０．２５の範囲にあるものである。
ｉＯ３＋ｘＬｉ２Ｂ４Ｏｙの組成式において、 ０．０
５≦ｘ≦０．２５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
ＴｉＯ３＋ｘＬ １２Ｂ４Ｏ７ ＋）’ＫＢｒの組成式
において、 ０．０５≦ｘ≦０．２５．０．０１≦ｙ≦
０．０５の範囲にあるものである。
ＴｉＯ３＋ｘＬ １２Ｂ４Ｏ７ ＋）’ＫＢｒの組成式
において、 ０．０５≦ｘ≦０．２５．０．０１≦ｙ≦
０．０５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Ｎ［１１〜５で示す第一の発明
による強誘電体磁器組成物の実施例について説明すると
、磁器原料となるＰｂＴｉＯ３とＬｉ２Ｂ４Ｏ７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１５時時間外けて、エチルアルコールと共に混合した
。その後、７００℃前後の温度で１時間仮焼きし、さら
に。
による強誘電体磁器組成物の実施例について説明すると
、磁器原料となるＰｂＴｉＯ３とＬｉ２Ｂ４Ｏ７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１５時時間外けて、エチルアルコールと共に混合した
。その後、７００℃前後の温度で１時間仮焼きし、さら
に。
これを再度ボールミルに１５時時間外けて粉砕した後、
１５０℃の温度を３０分程加えて乾燥した。ここでエチ
ルアルコールを使用したのは、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７が潮解性
を有するため、水と共に混合することができないからで
ある。
１５０℃の温度を３０分程加えて乾燥した。ここでエチ
ルアルコールを使用したのは、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７が潮解性
を有するため、水と共に混合することができないからで
ある。
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ｌＯ％加え、混練した後、約２０ｋｇ
／ｃｕｔの圧力で直径１０ ＊＊＊ 、厚み０．５龍の
円板形に加圧成型した。次に、この成型体を炉に入れ、
それぞれ下表に示された焼成温度ＦＴ （１１００°Ｃ
〜１２００℃）を約３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８ｍｍ、厚み０
．４鰭の円板形のペレットを得た。これらペレットの組
成は、それぞれ下表に示された通りである。
ールを重量比で約ｌＯ％加え、混練した後、約２０ｋｇ
／ｃｕｔの圧力で直径１０ ＊＊＊ 、厚み０．５龍の
円板形に加圧成型した。次に、この成型体を炉に入れ、
それぞれ下表に示された焼成温度ＦＴ （１１００°Ｃ
〜１２００℃）を約３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８ｍｍ、厚み０
．４鰭の円板形のペレットを得た。これらペレットの組
成は、それぞれ下表に示された通りである。
さらに、下表において試料磁６〜１５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。
による強誘電体磁器組成物についても。
磁器原料となるＰｂＴｉＯ３とＬｉ２Ｂ４Ｏ７の粉末に
加え、ＫＢｒ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
のペレットを得た。
加え、ＫＢｒ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
のペレットを得た。
次に、浮力法を用い３次の手順でペレットの比重りを測
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、同ペレノＩ・をアルコール中に
沈め、充分煮沸してがら室温まで冷却し、そのま＼アル
コール中で秤量したペレットの重量ｗ１と、このときの
アルコールの密度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、同ペレノＩ・をアルコール中に
沈め、充分煮沸してがら室温まで冷却し、そのま＼アル
コール中で秤量したペレットの重量ｗ１と、このときの
アルコールの密度Ｄ１とにより、（１）式で上記比重り
を求めた。
Ｄ ＝ −Ｄ 、 （１１−Ｗｌ
また、上記ペレットの一部について、その両面の全面に
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。そ
して、市販のＬＣＡメータと小型電気炉を使用し、これ
ら試料の誘電率ε、誘電損失ｔａｎδ（％）、キュリ一
温度Ｔｃ （’ｃ）を求め、この結果を下表に示した。
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。そ
して、市販のＬＣＡメータと小型電気炉を使用し、これ
ら試料の誘電率ε、誘電損失ｔａｎδ（％）、キュリ一
温度Ｔｃ （’ｃ）を求め、この結果を下表に示した。
さらに、ペレットをシリコンオイルの中に入れ、２００
℃の温度、 １００ ＫＶ／ｃｍの電界のもとで３゜分
間ポーリングを行った。次いで、上記電極間に高電圧を
印加して、試料を分極させた後、焦電電流を測定するこ
とによって、自発分極Ｐｓ （μｃ ／ ｃ＋ｄ ）を
求めた。
℃の温度、 １００ ＫＶ／ｃｍの電界のもとで３゜分
間ポーリングを行った。次いで、上記電極間に高電圧を
印加して、試料を分極させた後、焦電電流を測定するこ
とによって、自発分極Ｐｓ （μｃ ／ ｃ＋ｄ ）を
求めた。
下表に示したの結果から明らかな通り、試料１〜５は、
密度りが７．５７〜７．６７、 自発分極Ｐｓが３５〜
５１μｃ ／ ｃ己、誘電率εが２０３〜２３５．誘電
損失ｔａｎδが１．９〜２．３％、キュリ一温度Ｔｃが
４７５〜４９１℃であった。他方、試料６〜１５は。
密度りが７．５７〜７．６７、 自発分極Ｐｓが３５〜
５１μｃ ／ ｃ己、誘電率εが２０３〜２３５．誘電
損失ｔａｎδが１．９〜２．３％、キュリ一温度Ｔｃが
４７５〜４９１℃であった。他方、試料６〜１５は。
密度りが ７．５４〜７．８７． 自発分極Ｐｓが３７
〜４６μｃ ／ ｃｎｔ 、誘電率εが２０１〜２２１
．誘電損失ｔａｎδが１．０〜２．２％、キュリ一温度
Ｔｃが４７８〜４９５℃であった。
〜４６μｃ ／ ｃｎｔ 、誘電率εが２０１〜２２１
．誘電損失ｔａｎδが１．０〜２．２％、キュリ一温度
Ｔｃが４７８〜４９５℃であった。
また、ペレットを、シリコンオイルの中に入れ、２００
℃の温度、 １００ ＫＶ／ｃｍの電界のもとて３０分
間ポーリングを行った。このペレットを、素焼のセラミ
ック板の表面に低融点ワックスで固定し、ダイヤモンド
ディスクで厚み１００μｍまで研摩した後、ダイヤモン
ドカッタにより、切削油をかけながら、２ｍｍ／ｍｉｎ
の切削速度で３＋ｕ角の薄板に切断した。続いて、ワッ
クスを熔かし、薄板を取り出し、有機溶媒で洗浄した。
℃の温度、 １００ ＫＶ／ｃｍの電界のもとて３０分
間ポーリングを行った。このペレットを、素焼のセラミ
ック板の表面に低融点ワックスで固定し、ダイヤモンド
ディスクで厚み１００μｍまで研摩した後、ダイヤモン
ドカッタにより、切削油をかけながら、２ｍｍ／ｍｉｎ
の切削速度で３＋ｕ角の薄板に切断した。続いて、ワッ
クスを熔かし、薄板を取り出し、有機溶媒で洗浄した。
このような加工により、薄板にひび割れ等の損傷は見ら
れなかった。
れなかった。
次に、直径２ｍＩＩの孔を有するマスクを通して。
上記薄板の表面に金電極を真空蒸着し、これを電界効果
形トランジスタ、抵抗等と共に、５龍角のアルミナ製プ
リント配線基板に搭載して接続した。さらに、これらを
不活性ガスで封着して、パンケージングし、焦電形赤外
線センサを作った。この赤外線センサの特性指数である
ＮＥＰ、 （Ｎｏｉｓｅ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｏ
ｗｅｒ）は、何れも１．３ＸＩＯ−８Ｗ （５００°に
、 ＩＨｚ、 １０１１ｚ）であり、極めて優れた特性
を示した。
形トランジスタ、抵抗等と共に、５龍角のアルミナ製プ
リント配線基板に搭載して接続した。さらに、これらを
不活性ガスで封着して、パンケージングし、焦電形赤外
線センサを作った。この赤外線センサの特性指数である
ＮＥＰ、 （Ｎｏｉｓｅ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｏ
ｗｅｒ）は、何れも１．３ＸＩＯ−８Ｗ （５００°に
、 ＩＨｚ、 １０１１ｚ）であり、極めて優れた特性
を示した。
第一と第二の発明において１組成式ＰｂＴｉＯ３＋ｘＬ
ｉ２ Ｂ、０７または組成式Ｐ ｂ Ｔ ｉ０３ ＋
ＸＬ １２Ｂ４Ｏ７ ＋ｙＫＢｒのＸの割合を、 ０．
０５≦ｘ≦０．２５の範囲に限定したのは１次の理由に
よる。即ち、Ｘが０．０５未満であると。
ｉ２ Ｂ、０７または組成式Ｐ ｂ Ｔ ｉ０３ ＋
ＸＬ １２Ｂ４Ｏ７ ＋ｙＫＢｒのＸの割合を、 ０．
０５≦ｘ≦０．２５の範囲に限定したのは１次の理由に
よる。即ち、Ｘが０．０５未満であると。
焼結性が極めて悪く、焼結後の磁器にひび割れ等が生じ
やすくなる。また、Ｘが０．２５を越えると、焼結はす
るが、磁器が多孔質化されやすく。
やすくなる。また、Ｘが０．２５を越えると、焼結はす
るが、磁器が多孔質化されやすく。
歩留りが極端に悪くなる。
さらに、第二の発明において１組成式ＰｂＴｉＯ３＋ｘ
Ｌｉ２ＢＡ ０７ ＋ｙＫＢｒのｙの割合を０．２５以
下に限定したのは、ｙが上記の割合を越えると、焼成時
に磁器の内部に異常に大きな結晶粒が成長しやすくなり
１機械加工に耐えることができなくなるからである。
Ｌｉ２ＢＡ ０７ ＋ｙＫＢｒのｙの割合を０．２５以
下に限定したのは、ｙが上記の割合を越えると、焼成時
に磁器の内部に異常に大きな結晶粒が成長しやすくなり
１機械加工に耐えることができなくなるからである。
以上説明した通り、これらの発明によれば。
自発分極Ｐｓが３５μｃ ／ ｃｎ１以上、誘電率εが
２５０以下、 ｔａｎδが２．５％以下、キュリ一温
度が４５０℃以上という、焦電素子として優れた特性を
有すると同時に、良好な焼結性と機械加工に充分耐える
ことができる強度を持ったＰｂＴｉＯ３系強誘電体磁器
組成物を提供することができる。
２５０以下、 ｔａｎδが２．５％以下、キュリ一温
度が４５０℃以上という、焦電素子として優れた特性を
有すると同時に、良好な焼結性と機械加工に充分耐える
ことができる強度を持ったＰｂＴｉＯ３系強誘電体磁器
組成物を提供することができる。
発明者 原本 正之
同 上 大喝 −幸
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＰｂＴｉＯ＿３＋＿ｘＬｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７の組成
式において、０．０５≦ｘ≦０．２５である強誘電体磁
器組成物。 ２、ＰｂＴｉＯ＿３＋＿ｘＬｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７＋＿ｙ
ＫＢｒの組成式において、０．０５≦ｘ≦０．２５、０
．０１≦ｙ≦０．０５である強誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290072A JPS62147606A (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 |
|---|---|---|---|
| JP60290072A JPS62147606A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147606A true JPS62147606A (ja) | 1987-07-01 |
Family
ID=17751425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290072A Pending JPS62147606A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 強誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62147606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011037696A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-24 | Ngk Insulators Ltd | 結晶粒子の製造方法及び結晶配向セラミックスの製造方法 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290072A patent/JPS62147606A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011037696A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-24 | Ngk Insulators Ltd | 結晶粒子の製造方法及び結晶配向セラミックスの製造方法 |
| US8636945B2 (en) | 2009-07-16 | 2014-01-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for producing crystalline particles and method for producing crystallographically oriented ceramic |
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