JPS629961B2 - - 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（Fe〓Ｗ
〓）―PbZrO₃―Mn化合物系酸化物であり、Pb元
素をＡ、Ｗ・Fe・Zr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及びその
化合物を含有することによつて誘電率が格段に向
上し特に低温度焼結が可能で、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。これ等の磁気誘電体は、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（Fe〓Ｗ〓）O₃―PbZrO₃を主とする組
成物で Pb（Fe〓Ｗ〓）O₃ ……40.0〜95.0モル％ PbZrO₃ ……5.0〜60.0モル％ の範囲内の組成物においてPb元素をＡ、Ｗ・
Fe・Zr元素をＢとし、これら複合酸化物の化学
式をABO₃と表わす時、そのＡ／Ｂのモル比が
0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000の範囲内にある組成物に
対してMn及び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（Fe〓Ｗ〓）O₃―PbZrO₃系からなる二成
分系及びこの主成分系でPb元素をＡ、Ｗ・Fe・
Zr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Pb（Mn〓Nb〓）O₃・Pb（Mn〓Ｗ
〓）O₃・Pb（Mn〓Ｗ〓）O₃・Pb（Mn〓Ta〓）
O₃等のMn化合物を副成分として添加含有するこ
とにより温度特性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900〜1000℃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、温度特性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）、酸化鉄
（Fe₂O₃）、酸化ニオブ（Nb₂O₅）、酸化タングス
テン（WO₃）、酸化ジルコニア（ZrO）、酸化タン
タル（Ta₂O₅）、酸化マンガン（MnO）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900
〜950℃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℃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（εｓ）及び誘電体損失（tan
δ）は、周波数1KHzで測定した。 温度特性は、室温20℃を基準として−25℃、＋
85℃容量変化率を求めた。

【表】

【表】 第１表において、試料No.１・７・８・９・15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（εｓ）が約8260〜9300の高い値
を示し、誘電体損失（tanδ）は0.5〜1.6％、温
度特性が−10.8〜22.1の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。 Mn及びMn化合物が5.0重量％を超える誘電体
損失（tanδ）及び温度特性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％以下では添加効果が認められない。 なお、実施例においてはMnO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（Fe〓Ｗ〓）O₃―
PbZrO₃―Mn化合物系酸化物でありPb元素をＡ、
Ｗ・Fe・Zr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及び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た状態で誘
電体損失（tanδ）、温度特性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（Fe〓Ｗ〓）O₃―PbZrO₃を主とする組成
   物で Pb（Fe〓Ｗ〓）O₃ ……40.0〜95.0モル％ PbZrO₃ ……5.0〜60.0モル％ の範囲内の組成物においてPb元素をＡ、Ｗ、
   Fe・Zr元素をＢとし、これら複合酸化物の化学
   式をABO₃と表わす時、そのＡ／Ｂのモル比が
   0.9300≦Ａ／Ｂ≦1.0000の範囲内にある組成物に
   対してMn及び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。