JPS6227026B2 - - Google Patents

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JPS6227026B2
JPS6227026B2 JP58144779A JP14477983A JPS6227026B2 JP S6227026 B2 JPS6227026 B2 JP S6227026B2 JP 58144779 A JP58144779 A JP 58144779A JP 14477983 A JP14477983 A JP 14477983A JP S6227026 B2 JPS6227026 B2 JP S6227026B2
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JP
Japan
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composition
pbtio
temperature
porcelain
points
Prior art date
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Expired
Application number
JP58144779A
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English (en)
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JPS6036365A (ja
Inventor
Haruhiko Myamoto
Masatomo Yonezawa
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP58144779A priority Critical patent/JPS6036365A/ja
Publication of JPS6036365A publication Critical patent/JPS6036365A/ja
Publication of JPS6227026B2 publication Critical patent/JPS6227026B2/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

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
ける絶縁抵抗が高く、しかも機械的強度の高い磁
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貴
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、絶縁抵抗が高いことが
基本的に要求される。さらに絶縁抵抗の値に関し
て、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
(Military Specification)のMIL−C−55681Bで
は室温における値のみならず、125℃における値
が定められている。これをみてもわかるように、
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
絶縁抵抗についても高い値をとることが必要とさ
れているのである。 また、積層形チツプコンデンサの場合は、チツ
プコンデンサを基板に実装したとき、基板とチツ
プコンデンサを構成している磁器との熱膨張係数
の違いにより、チツプコンデンサに機械的な歪が
加わり、チツプコンデンサにクラツクが発生した
り、破損したりすることがある。また、エポキシ
系樹脂等を外装したデイツプコンデンサの場合
も、外装樹脂の応力で、デイツプコンデンサにク
ラツクが発生する場合がある。いずれの場合も、
コンデンサを形成している磁器の機械的強度が低
いほど、クラツクが入りやすく、容易に破損する
ため、信頼性が低くなる。したがつて、磁器の機
械的強度をできるだけ増大させることは実用上極
めて重要な問題である。 ところでPb(Mg1/2W1/2)O3−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.Agrarovskaya(Fiziko
Tverdogo Tela,Vo2,No.1.pp70〜72,
Janvara1960)より提案があり、また
(SrxPb1-xTiO3a(PbMg0.5W0.5O3b〔ただし、
x=0〜0.10,a=0.35〜0.5,b=0.5〜0.65,
a+b=1〕については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、さらに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
にされていない。また、本発明者等は既に910〜
950℃の温度で焼結でき、Pb(Mg1/2W1/2)O3
とPbTiO3との2成分系からなり、これを、〔Pb
(Mg1/2W1/2)O3x〔PbTiO31-xと表わしたと
きに、xが0.65<x≦1.00の範囲にある組成物を
提案した。この組成物は、誘電率と比抵抗との積
の値が高く、誘電損失の小さい優れた電気的特性
を有しているものである。しかしながら、上記組
成物はいずれも機械的強度が低いため、その用途
は自ら狭い範囲に限定せざるを得なかつた。 また、Pb(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3系を含
む3成分系については、特開昭55−111011におい
てPb(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3系が、特開昭55−117809にお
いてPb(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb
(Mg1/3Ta2/3)O3系が、それぞれ開示されてい
る。しかしながら、いずれも比抵抗や機械的強度
に関する開示は全くされておらず、これらの磁器
組成物の実用性も明らかにされていない。 また、本発明者等も既にPb(Mg1/2W1/2
O3−PbTiO3−Pb(Ni1/3Nb2/3)O33成分組成
物を既に提案している。この組成物は、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有しているものであ
る。しかしながら、この組成物は矢張り機械的強
度が低いため、その用途は自ら狭い範囲に限定せ
ざるを得なかつた。 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
が高い優れた電気的特性を有し、特に機械的強度
も大きい信頼性の高い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(Mg1/2W1/2)O3〕、チタン酸鉛
〔PbTiO3〕およびニツケル・ニオブ酸鉛〔Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3〕からなる3成分組成物を、
〔Pb(Mg1/2W1/2)O3x〔PbTiO3y〔Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3z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
にある主成分組成物に、副成分として、マンガン
(Mn)を主成分に対して、0.01〜2原子%添加含
有せしめてな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)、酸化ニオブ(Nb2O3)、および炭酸
マンガン(MnCO3)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砕し、口
別、乾燥後、有機バインダーを入れ、整粒後プレ
スし、試料として直径16mm、厚さ約2mmの円板4
枚と、直径16mm、厚さ約10mmの円柱とを作成し
た。次に試料を空気中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600℃
で銀電極を焼付け、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
損失との値を測定し、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℃とで測定し、そ
の測定値から比抵抗を算出した。 機械的性質を抗折強度で評価するため、焼結し
た円柱から厚さ0.5mm、幅2mm、長さ約13mmの矩
形板を10枚切り出した。支点間距離を9mmにと
り、二点法で破壊荷重Pm〔Kg〕を測定し、τ=3/2 Pml/Wt〔Kg/cm2〕なる式に従い、抗折強度
τ 〔Kg/cm2〕を求めた。ただし、は支点間距離、
tは試料の厚み、Wは試料の幅である。電気的特
性は円板試料4点の平均値、抗折強度は矩形板試
料10点の平均値より求めた。このようにして得ら
れた磁器の主成分〔Pb(Mg1/2W1/2)O3x
〔PbTiO3y〔Pb(Ni1/3Nb2/3)O3zの配合比
x,y,zおよび副成分添加量と誘電率、誘電損
失、20℃および125℃における比抵抗、および抗
折強度と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
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3からなる3成分組成物に副成
分として、Mnを特定の割合いで添加含有せしめ
たものは、誘電率が3030〜13360と高く、誘電損
失が0.1〜2.4%と小さく、比抵抗が20℃において
2.3×1012〜1.3×1013Ω・cmと高く、しかも125℃
においても1.1×1011〜3.8×1012Ω・cmという高
い値を示し、さらに抗折強度も980〜1450Kg/cm2
と実用上十分高い値を示す信頼性の高い実用性の
極めて高い磁器組成であることがわかる。このよ
うに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寄与できる点で極めて優
れた効果も生じる。 図に本発明の主成分組成範囲を示す。図に示し
た番号は表に示した主成分配合比の番号に対応さ
せてある。図において、本発明の主成分組成物を
〔Pb(Mg1/2W1/2)O3x〔PbTiO3y〔Pb
(Ni1/3Nb2/3)O3zと表わしたときに(ただ
し、x+y+z=1.00)、本発明の組成物の範囲
は、3成分組成図における点 (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、副成分の添加含有量は主成分に対し
て0.01〜2原子%に限定される。主成分組成範囲
を表わす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、キユリ
ー点が実用範囲より高温側に大きくくずれるた
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
的ではない。 また副成分である、Mnの添加量が0.01原子%
未満では抗折強度の改善効果が小さく、2原子%
を超えると逆に抗折強度が小さくなるため実用的
ではない。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の主成分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
    (Mg1/2W1/2)O3〕、チタン酸鉛〔PbTiO3〕およ
    びニツケル・ニオブ酸鉛〔Pb(Ni1/3Nb2/3
    O3〕からなる3成分組成物を〔Pb
    (Mg1/2W1/2)O3x〔PbTiO3y〔Pb
    (Ni1/3Nb2/3)O3z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
    にある主成分組成物に、副成分としてマンガン
    (Mn)を主成分に対して0.01〜2原子%添加含有
    せしめてなることを特徴とする磁器組成物。
JP58144779A 1983-08-08 1983-08-08 磁器組成物 Granted JPS6036365A (ja)

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JP58144779A JPS6036365A (ja) 1983-08-08 1983-08-08 磁器組成物

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Publication Number Publication Date
JPS6036365A JPS6036365A (ja) 1985-02-25
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ID=15370234

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JP58144779A Granted JPS6036365A (ja) 1983-08-08 1983-08-08 磁器組成物

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991011408A1 (en) * 1990-01-30 1991-08-08 Nippon Soda Co., Ltd. Dielectric ceramic composition

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JPS6036365A (ja) 1985-02-25

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