KR970001061B1 - 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
내용없음.
Description
본 발명은 경계층 자기 콘덴서 조성물에 관한 것으로, 특히 스트론튬 타이타니트 산화물(SrTiO3)에 환원첨가제로서 산화비쓰므스와 산화텅스텐 유리(Bi2O3-WO3frit)를 첨가하여 소결시 SrTiO3의 액상소결을 증가시킴으로써 소결체의 유전특성과 절연저항 특성을 향상시킨 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 경계층 콘덴서는 여러가지 조성과 공정을 수반하는 매우 복잡한 제조과정을 통해 제조되며, 특히 유전특성을 향상시키기 위한 제조공정과 조성물의 변화는 매우 다양한 것으로 알려지고 있다.
한편, 경계층 콘덴서에 있어서는 유전율, 유전손실 및 절연저항 특성이 우수할 것이 요구됨에 따라 이들 세가지 특성을 동시에 향상시킬 수 있는 유전체 자기 조성물의 개발을 위한 연구노력이 활발히 진행되고 있긴 하나, 현재에 이르기까지 만족할 만한 특성을 지닌 새로운 유전체 자기 조성물의 개발은 보고되고 있지 못한 실정이다.
따라서, 본 발명은 종래의 유전체 자기 조성물이 지니고 있는 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 유전체 자기 조성물 제조시에 행해지고 있는 방법으로서의 분말상태의 환원첨가제인 BiO2와 WO3를 각각 첨가하는 방식에서 벗어나 이들 Bi2O3와 WO3의 공정점(Eutectic point)이 되는 조성비로 혼합하여 녹인 후 이를 유리가루(frit)로 만들어 SrTiO3에 첨가하여 SrTiO3의 액상소결을 증가시킴에 의해 경계층 자기콘덴서의 유전특성과 절연저항특성을 동시에 증가시킨 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.
본 발명의 기술적 특징은 주성분인 SrTiO3에 첨가되는 환원첨가제를 미리 BiO2O3-WO3프릿(frit)으로 제조하여 첨가하는 데에 있는 것으로, 보다 구체적으로는 주성분인 SrTiO3의 액상소결을 유도하기 위해 Bi2O3와 WO3의 공정점이 되는 조성비를 이들 두 성분을 혼합한 후 가열하여 함께 녹인 다음 급냉하여 유리를 제조하고 이를 미세한 분말로 분쇄하여 환원첨가제로 사용한다.
상기 Bi2O3와 WO3두 성분의 공정조성비는 몰비로 1 : 3임에 따라 본 발명에서는 Bi2O3와 WO3를 1 : 3의 비율로 혼합한 후 이를 900℃에서 10분간 가열하여 용융상태로 만든 다음 급냉하여 유리를 제조하고 이 유리를 미세한 분말로 분쇄함에 의해 환원첨가제인 Bi2O3-WO3프릿을 제조한다.
본 발명의 유전체 자기 조성물은 주성분인 Sr1-2xTi1-yO3유전체에 자기 환원첨가제로서의 Bi2O3-WO3가 첨가된 조성으로, 이를 x=0.0005∼0.003, y=0.0015∼0.009이다.
또한, 본 발명 유전체 자기는 다음과 같은 조성식으로 표현될 수 있다.
이때, x=0.005∼0.003
y=0.0015∼0.009
본 발명의 유전체 자기 조성물 제조과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 원료 분말로서 고분도의 탄산스트론튬(SrCO3), 산화티타늄(TiO2), 산하비쓰므스(Bi2O3) 및 산화 텅스텐(WO3)을 상기 본 발명의 조성범위가 되도록 칭량하여 우선 Bi2O3와 WO3를 적정비율로 혼합→용융→냉각→분쇄하는 과정을 통해 환원첨가제인 Bi2O3-WO3 프릿을 마련한 후 Bi2O3-WO3을 주성분 원인 SrCO3 및 TiO2에 첨가하여 충분히 혼합한다.
다음 혼합에 의해 얻어진 슬러리를 건조시켜 미립의 분말을 얻고 분말을 소정형상으로 성형한 후 수소와 질소로 이루어진 환원성 분위기중에서 소결을 행하게 되는데, 이때의 소결은 1400∼1470℃의 온도에서 4시간동안 수행된다.
소결공정이 완료된 후에는 1250℃에서 2시간동안 2차 열처리를 행함으로써 본 발명의 경계층 콘덴서용 유전체 자기가 제조된다.
이와같은 제조과정을 통해 얻어진 본 발명의 유저네 자기 조성물은 유전유이 1KHz에서 60,000이고, 유전손실은 0.5% 이하이며, 절연비저항은 DC25V를 30초간 인가하였을 때 1010Ω-cm을 나타내어 매우 안정된 경계층 콘덴서를 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 보다 구체적인 제조과정과 제반 유전특성은 다음의 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예
99% 이상의 순도를 갖는 탄산스트론튬(SrCO3) 및 산화티타늄(TiO2)과 산화비쓰므스(Bi2O3) 및 산화텅스텐)(WO3)을 원료분말로 사용하여 아래의 표 1에 나타나 있는 조성이 되도록 평량하여 MC-나일론자(MC-Nylon jar)에서 24시간 혼합하였다.
이때 분산매로 증류수를 사용하였고, 잘 혼합된 슬러리는 건조훌 평판형 금형을 이용하여 1500kg/cm2의 압력으로 성형하였다.
다음, 성형시편을 환원분위기중에 1400-1470℃의 온도에서 4시간동안 소성하였다. 이때, 환원분위기는 H2: N2=10 : 100[sccm]을 사용하였다.
소성이 완료된 시편을 절연물질인 PbO-Bi2O3-B2O3의 유리질로 1250℃에서 2시간동안 2차 열처리하였다.
상기 표 1을 통해 본 발명의 실시예 시편은 유전율은 60,000(at 1KHz)이고, 유전손실은 0.5% 이하이며, 절연비정항이 10 Ω-cm(DC 25V)이상인 매우 양호한 특성을 나타냄을 알수 있다.
Claims (8)
- 다음 조성식, (Sr1-2xBixTi1-yWy)O3이때, x=0.0005∼0.003 y=0.0015∼0.009으로 이루어지는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물.
- 주성물 Sr1-2xBixTi1-yO3(x=0.0005∼0.003, y=0.0015∼0.009)에 Bi2O3-WO3프릿을 습식으로 혼합·건조하여 성형한 후, 이를 환원분위기에서 1,400∼1,470℃ 온도로 1차 소성하고, 1,250℃에서 2차 열처리함을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 환원첨가제로서 Bi2O3와 WO3의 혼합비를 1 : 3의 몰비로 혼합하고 용융시킨후 급냉하여 미세분말로 분쇄한 Bi23-WO3프릿을 사용하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 용융조건으로 900℃에서 10분간 용융하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 성형조건은 1,500kg/cm2의 성형압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 환원분위기로 h2:n2의 비가 10 : 100[sc cm] 유지하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 1차 소성시간으로 4시간 유지하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 2차 열처리 시간으로 2시간 유지하는 것을 특징으로 하는 경계층 콘덴서용 유전체 자기 조성물의 제조방법.
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1995
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