JPS6227029B2 - - Google Patents
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- JPS6227029B2 JPS6227029B2 JP58146926A JP14692683A JPS6227029B2 JP S6227029 B2 JPS6227029 B2 JP S6227029B2 JP 58146926 A JP58146926 A JP 58146926A JP 14692683 A JP14692683 A JP 14692683A JP S6227029 B2 JPS6227029 B2 JP S6227029B2
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Landscapes
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Description
本発明は、磁器組成物、特に1000℃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,ニツケルなどの主成分とす
る安価な金属が内部電極に使用できるような、出
来るだけ低温、特に1000℃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、磁器コンデンサ
の寿命特性を考えると、一般に絶縁抵抗の値が小
さいと寿命が短くなる傾向があり、またこのよう
な磁器組成物は、温度が高くなると絶縁抵抗は小
さくなるため、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。 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こ
とである。 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
クとエイ.アイ.アグラノフスカヤ(フイジコ.
トベルドゴ.テラVol.2,No.1,pp70〜1960)N.
N.Krainik andA.I.Agranovskaya(Fiziko
Tvoradogo Tela,Vol.2,No.1,pp70〜72,
Janoara1960)より提案がありまた、
(SrxPb1-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〕についても、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
物てして特開昭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
全くなされておらず、これらの磁器組成物の実用
性は明らかでなかつた。また、本発明者達は既に
910〜950℃の温度で焼結でき、Pb
(Mg1/2W1/2)O3とPbTiO3系二成分からなり、
これを〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕1-x
と表わしたときにxが0.65<x≦1.00の範囲にあ
る組成物を提案している。この組成物は、誘電率
と比抵抗の積が高く、誘電損失の小さい優れた電
気的特性を有している。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
む三成分系については特開昭55−111011号におい
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
性は明らかでなく、またPb(Mg1/2W1/2)O3
−PbTiO3−Pb(Mg1/3Ta2/3)O3系(特開昭55
−117809号)の焼結温度は、1000〜1150℃の高温
であるため、銀,ニツケル等を主成分とする安価
な金属を内部電極として使用するのは困難であつ
た。さらに、特開昭56−48004において、PbZrO3
−Pb(Mg1/3Nb2/3)−Pb(Mg1/2W1/2)O3
系が開示されているが、焼結温度が1000〜1150℃
の高温であるため、銀,ニツケル等を主成分とす
る安価な金属を内部電極として使用するのは困難
であつた。 また、本発明者達は、既にPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−PbZrO3三成分組
成物を既に提案している(特願昭56−157319)。
この組成物は、900〜1000℃の低温領域で焼結で
き、誘電率が高く、誘電率の温度変化が小さく誘
電率と比抵抗の積が高く、誘電損失の小さい優れ
た特性を有している。しかしながら、この組成物
は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、900〜1000℃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、更に機械的強度も
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〕およびジルコン酸鉛〔PbZrO3〕なる三
成分組成物を 〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕y
〔PbZrO3〕z と表わした時に(ただし、x+y+z=1.00)こ
の三成分組成図において、 (x=0.72,y=0.08,z=0.20) (x=0.792,y=0.198,z=0.01) (x=0.396,y=0.594,z=0.01) (x=0.15,y=0.35,z=0.50) (x=0.27,y=0.03,z=0.70) の各点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、マグネ
シウム(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)、酸化ジルコ
ニウム(ZrO2)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、直径16mm、厚さ
約2mmの円板4枚と、直径16mm、厚さ10mmの円柱
を作製した。次に空気中900〜1000℃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
℃で銀電極を焼き付け、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13mmの矩形板
を10枚切り出した。支点間距離を9mmにより、三
点法で破壊荷重Pm(Kg)を測定しτ=3/2 Pm/
wt2 〔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)O3〕x〔PbTiO3〕y
〔PbZrO3〕z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の関係を次表に示す。
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,ニツケルなどの主成分とす
る安価な金属が内部電極に使用できるような、出
来るだけ低温、特に1000℃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、磁器コンデンサ
の寿命特性を考えると、一般に絶縁抵抗の値が小
さいと寿命が短くなる傾向があり、またこのよう
な磁器組成物は、温度が高くなると絶縁抵抗は小
さくなるため、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。 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こ
とである。 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
クとエイ.アイ.アグラノフスカヤ(フイジコ.
トベルドゴ.テラVol.2,No.1,pp70〜1960)N.
N.Krainik andA.I.Agranovskaya(Fiziko
Tvoradogo Tela,Vol.2,No.1,pp70〜72,
Janoara1960)より提案がありまた、
(SrxPb1-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〕についても、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
物てして特開昭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
全くなされておらず、これらの磁器組成物の実用
性は明らかでなかつた。また、本発明者達は既に
910〜950℃の温度で焼結でき、Pb
(Mg1/2W1/2)O3とPbTiO3系二成分からなり、
これを〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕1-x
と表わしたときにxが0.65<x≦1.00の範囲にあ
る組成物を提案している。この組成物は、誘電率
と比抵抗の積が高く、誘電損失の小さい優れた電
気的特性を有している。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
む三成分系については特開昭55−111011号におい
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
性は明らかでなく、またPb(Mg1/2W1/2)O3
−PbTiO3−Pb(Mg1/3Ta2/3)O3系(特開昭55
−117809号)の焼結温度は、1000〜1150℃の高温
であるため、銀,ニツケル等を主成分とする安価
な金属を内部電極として使用するのは困難であつ
た。さらに、特開昭56−48004において、PbZrO3
−Pb(Mg1/3Nb2/3)−Pb(Mg1/2W1/2)O3
系が開示されているが、焼結温度が1000〜1150℃
の高温であるため、銀,ニツケル等を主成分とす
る安価な金属を内部電極として使用するのは困難
であつた。 また、本発明者達は、既にPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−PbZrO3三成分組
成物を既に提案している(特願昭56−157319)。
この組成物は、900〜1000℃の低温領域で焼結で
き、誘電率が高く、誘電率の温度変化が小さく誘
電率と比抵抗の積が高く、誘電損失の小さい優れ
た特性を有している。しかしながら、この組成物
は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、900〜1000℃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、更に機械的強度も
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〕およびジルコン酸鉛〔PbZrO3〕なる三
成分組成物を 〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕y
〔PbZrO3〕z と表わした時に(ただし、x+y+z=1.00)こ
の三成分組成図において、 (x=0.72,y=0.08,z=0.20) (x=0.792,y=0.198,z=0.01) (x=0.396,y=0.594,z=0.01) (x=0.15,y=0.35,z=0.50) (x=0.27,y=0.03,z=0.70) の各点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、マグネ
シウム(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)、酸化ジルコ
ニウム(ZrO2)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、直径16mm、厚さ
約2mmの円板4枚と、直径16mm、厚さ10mmの円柱
を作製した。次に空気中900〜1000℃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
℃で銀電極を焼き付け、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13mmの矩形板
を10枚切り出した。支点間距離を9mmにより、三
点法で破壊荷重Pm(Kg)を測定しτ=3/2 Pm/
wt2 〔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)O3〕x〔PbTiO3〕y
〔PbZrO3〕z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−PbZrO3三成分組
成物に副成分として、Mnを添加含有せしめた本
発明の範囲内のものは誘電率が1130〜3850と高
く、誘電損失が0.2〜4.6%と小さく、比抵抗が20
℃において3.0×1012〜5.4×1013Ω・cmと高く、
しかも125℃においても5.3×1011〜1.9×1013Ω・
cmという高い値を示し、さらに、抗折強度も1010
〜1430Kg/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物であることが
わかる。こうした優れた特性を示す本発明の磁器
は焼結温度が1000℃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、本発明の主成分組成物を〔Pb
(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕y〔PbZrO3)zと表
わしたときに(ただしx+y+z=1.00)その組
成は、三成分組成図においてNo.3,6,16,18,
5で表示される。 3:(x=0.72,y=0.08,z=0.20) 6:(x=0.792,y=0.198,z=0.01) 16:(x=0.396,y=0.594,z=0.01) 18:(x=0.15,y=0.35,z=0.50) 5:(x=0.27,y=0.03,z=0.70) の各点を結ぶ線上、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
組成範囲を表わす三成分組成図において、点6,
3,5,18,16を結ぶ線の外側では誘電率が小さ
くなり実用的でない。点6,16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。 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
でない。 なお、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
に対応する。
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−PbZrO3三成分組
成物に副成分として、Mnを添加含有せしめた本
発明の範囲内のものは誘電率が1130〜3850と高
く、誘電損失が0.2〜4.6%と小さく、比抵抗が20
℃において3.0×1012〜5.4×1013Ω・cmと高く、
しかも125℃においても5.3×1011〜1.9×1013Ω・
cmという高い値を示し、さらに、抗折強度も1010
〜1430Kg/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物であることが
わかる。こうした優れた特性を示す本発明の磁器
は焼結温度が1000℃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、本発明の主成分組成物を〔Pb
(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕y〔PbZrO3)zと表
わしたときに(ただしx+y+z=1.00)その組
成は、三成分組成図においてNo.3,6,16,18,
5で表示される。 3:(x=0.72,y=0.08,z=0.20) 6:(x=0.792,y=0.198,z=0.01) 16:(x=0.396,y=0.594,z=0.01) 18:(x=0.15,y=0.35,z=0.50) 5:(x=0.27,y=0.03,z=0.70) の各点を結ぶ線上、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
組成範囲を表わす三成分組成図において、点6,
3,5,18,16を結ぶ線の外側では誘電率が小さ
くなり実用的でない。点6,16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。 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
でない。 なお、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
に対応する。
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。
た組成点を示す図である。
Claims (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
ジルコン酸鉛〔PbZrO3〕からなる3成分組成物を
〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x〔PbTiO3〕y
〔PbZrO3〕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、 (x=0.72,y=0.08,z=0.20) (x=0.792,y=0.198,z=0.01) (x=0.396,y=0.594,z=0.01) (x=0.15,y=0.35,z=0.50) (x=0.27,y=0.03,z=0.70) の各点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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58146926A JPS6042277A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58146926A JPS6042277A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6042277A JPS6042277A (ja) | 1985-03-06 |
JPS6227029B2 true JPS6227029B2 (ja) | 1987-06-11 |
Family
ID=15418694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58146926A Granted JPS6042277A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6042277A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991011408A1 (en) * | 1990-01-30 | 1991-08-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0422112Y2 (ja) * | 1986-11-14 | 1992-05-20 | ||
JPH0817054B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1996-02-21 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物 |
SG45241A1 (en) * | 1993-06-30 | 1998-01-16 | Murata Manufacturing Co | Dielectric ceramic composition |
JP2919360B2 (ja) * | 1996-06-17 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP58146926A patent/JPS6042277A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991011408A1 (en) * | 1990-01-30 | 1991-08-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6042277A (ja) | 1985-03-06 |