JPS6216483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高誘電率系磁器組成物に係り、複合酸
化物の固相反応によつて合成されたPb
（Mg_1/3Nb_2/3）O₃―PbTiO₃―Mn化合物系酸化
物であり、Pb元素をＡ、Mg、Nb、Ti元素をＢと
しABO₃と表わすとき、そのＡ／Ｂモル比が
0.9200≦Ａ／Ｂ≦1.0000を主成分とし副成分とし
てMn又はMn化合物を含有することによつて誘電
率が格段に向上し低温度焼結が可能で、特に誘電
体損失が小さく、絶縁抵抗の極めて優れた高誘電
率系磁器組成物に関するものである。従来より高
誘電率磁器組成物として、チタン酸バリウム
（BaTiO₃）系を主成分として、スズ酸バリウム
（BaSnO₃）、チタン酸カルシウム（CaTiO₃）チタ
ン酸鉛（PbTiO₃）などを基本として、その置換固
溶体あるいは他の結晶構造を有する化合物との複
合誘電体磁器が、種々の要求特性に対して、広く
実用化されている。これ等の磁器誘電体は、特性
改善の為に常温での誘電率を最大にすると誘電率
の温度変化が大きくなり、一方誘電率の温度変化
を小さくすれば誘電率の最大値が減少するなど実
用上種々の問題点があり、その改善が望まれてい
た。更に、BaTiO₃系を主成分としたものである
ために通常1200〜1400℃附近の高温領域で焼結を
必要とするために焼結時、多量の熱エネルギーを
必要とし、更に高温下の焼成炉材の熱的劣化損失
が激しく、従つて焼成装置の保全費がかさむ等の
欠点があつた。また最近急速に普及しつつある積
層磁器コンデンサにあつては、製造法上、内部電
極を磁器誘電体に埋込んだ状態で焼結する必要が
あり、焼結温度が1200℃を超える従来の磁器誘電
体では、1300℃以上の高温で安定ではあるが高価
な貴金属・白金、パラジウムもしくはこれ等の合
金を使用しなければならなかつた。もし1000℃程
度の低温度焼結可能な磁器誘電体を積層磁器コン
デンサとして用いることが可能であれば、埋込み
内部電極に銀系、ニツケル系、アルミ系等の安価
な金属材料を内部電極として使用出来ることにな
り、製造コスト面で極めて有利である。もちろん
低温度焼結で得られた磁器誘電体は、絶縁抵抗が
高く、誘電率が比較的大きく、誘電体損失が小さ
く、かつ温度変化率の優れたものが必要とされ
る。従来、これ等の条件を備えた低温度焼結によ
る安定な磁器誘電体は少なく、その実現が望まれ
ていた。 本発明者等は、上述の要請に鑑み、鋭意研究の
結果、本発明に到達したものであり、その要旨
は、「Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃―PbTiO₃を主とす
る組成物であつて Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃ ………88.0〜99.0モル％ PbTiO₃ ……………1.0〜12.0モル％ の範囲内の組成においてPb元素をＡ、Mg、Nb、
Ti元素をＢとし、これら複合化合物の化学式を
ABO₃と表わす時、そのＡ／Ｂのモル比が0.9200
≦Ａ／Ｂ≦1.0000の範囲内の主成分に対して副成
分としてMn又はMn化合物を0.001〜5.0重量％添
加含有してなることを特徴とする高誘電率系磁器
組成物」を特徴とする高誘電率磁器組成物に関す
るものである。 すなわち、本発明者らはすでに低温度で焼結で
きるPb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃―PbTiO₃系からなる
二成分系及びこの主成分系でPb元素をＡ、Mg、
Nb、Ti元素をＢとし化学式をABO₃と表わすと
き、そのＡ／Ｂモル比がＢサイト元素を過剰添加
して0.9200≦Ａ／Ｂ≦1.0000とすることによつて
誘電率が格段に向上することを見出した高誘電率
系磁器組成物を提案しているが本発明はこの主成
分系にMn及びMn化合物を副成分として添加含有
することにより絶縁抵抗及び誘電体損失が極めて
良好で焼結性の優れた高誘電率系磁器組成物に関
するものである。すなわち、本発明は1050〜1100
℃附近の低温領域で焼結することが可能で、誘電
率が高く、誘電体損失、絶縁抵抗の極めて優れた
高誘電率系磁器組成物を提供するものである。 以下実施例によつて本発明を詳述する。 出発原料として酸化鉛（PbO）、酸化ニオブ
（Nb₂O₅）、炭酸マグネシユム（MgCO₃）、酸化チ
タン（TiO₂）、炭酸マンガン（MnCO₃）、酸化ニ
オブ（Nb₂O₅）、酸化タングステン（WO₃）、酸モ
リブデン（MO）、酸化タンタル（Ta₂O₅）を用
い、第１表に示した配合比となるように秤量し
た。これ等の原料配合物を合成樹脂ボールミル
で、湿式混合した後、700〜850℃で２時間仮焼
し、化学反応を行なわせしめた。この反応物を、
ふたたびボールミルを用いて、粒子径数μ程度に
粉砕混合する。 この混合物に粘結剤としてポリビニールアルコ
ール（PVA）を適当量加え、約３トン／cm²の成
形圧力で直径16.5mm、厚さ0.6mmの円板状成形物
を作成した。成形物は高温での鉛成分の蒸発を防
ぐ為、マグネシア磁器製容器に密閉して、約1050
〜1100℃で２時間本焼成する。こうして得られた
磁器素体の両端面に銀電極を780℃で焼付する。
このようにして製造した試料を、それぞれ電気特
性を測定した結果を第１表に示す。 ここで誘電率ｓおよび誘電体損失（tanδ）
は、周波数1KHzで測定した。 絶縁抵抗は直流500Vを印加して、室温20℃で
測定した。

【表】 第１表において、試料No.１、４、９、13、14は
本発明の範囲外のものであり、比較の為示した。 第１表より明らかなように、本発明範囲内のも
のは、比誘電率（ｓ）が約21800〜30800の高い値
を示し、誘電体損失（tanδ）は0.5〜1.2％、絶
縁抵抗（IR）が１×10¹¹Ωと極めて小さな値を示
している状態でしかも1100℃未満の低温度で焼結
が可能である。すなわち、この組成範囲からはず
れるものでは第１表に示すように望ましい特性を
得ることはできなかつた。 その限定理由を具体的に述べる。 MnO又はMn化合物が5.0重量％を超えると誘電
体損失（tanδ）及び絶縁抵抗（IR）が大巾に低
下して望ましくない。又、誘電率が低下する更に
0.001重量％以下で添加効果が認められない。 なお、実施例においてはMgO等は炭酸塩の形
で用いたが他の形の例えば硝酸塩のものでも本発
明の技術思想に包含されることは明らかである。 以上の様に本発明のPb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃―
PbTiO₃―Mn化合物系酸化物でありPb元素をＡ、
Mg、Nb、Ti元素をＢとしABO₃と表わすとき、
そのＡ／Ｂモル比が0.9200≦Ａ／Ｂ≦1.0000を主
成分とし、副成分としてMn又はMn化合物を含有
することを特徴とする高誘電率系磁器組成物とす
ることによつて誘電率が格段に向上し、した状態
で誘電体損失（tanδ）、絶縁抵抗（IR）の極め
て良好な新規な磁器組成物が得られ、また積層磁
器コンデンサに使用した場合、埋込内部電極に銀
系・ニツケル系・アルミ系の如き低融点金属の使
用が可能となつた。 したがつて、従来の高温領域焼結材に比較し
て、多量の熱エネルギー、焼成炉材等の保全費に
格段の効果があるので省エネルギーの観点からコ
スト面で極めて有利な高誘電率系磁器組成物を提
供することができるので工業上の利益に大なるも
のがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃−PbTiO₃を主とする
   組成物であつて Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃
   ……88.0〜99.0モル％ PbTiO₃ ……………1.0〜12.0モル％の 範囲内の組成においてPb元素をＡ、Mg、Nb、Ti
   元素をＢとし、これら複合化合物の化学式を
   ABO₃と表わす時、そのＡ／Ｂのモル比が0.9200
   ≦Ａ／Ｂ≦1.0000の範囲内の主成分に対して副成
   分としてMn又は、Mn化合物を0.001〜5.0重量％
   添加含有してなることを特徴とする高誘電率系磁
   器組成物。