DE2736688C2 - Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit PerowskitstrukturInfo
- Publication number
- DE2736688C2 DE2736688C2 DE2736688A DE2736688A DE2736688C2 DE 2736688 C2 DE2736688 C2 DE 2736688C2 DE 2736688 A DE2736688 A DE 2736688A DE 2736688 A DE2736688 A DE 2736688A DE 2736688 C2 DE2736688 C2 DE 2736688C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cuo
- perovskite
- added
- alkaline earth
- dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 18
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBYNNYGGLWJASC-UHFFFAOYSA-N barium titanium Chemical compound [Ti].[Ba] XBYNNYGGLWJASC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075894 denatured ethanol Drugs 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
Die Weiterbildung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskltstruktur
auf der Basis von stöchiometrischen Erdalkall-Titanaten, Erdalkali-Zirkonaten, Erdalkali-Stannaten und Mischkristallen derselben mit einem Zusatz einer Kupferverblndung, wobei der stöchiometrischen Perowskltverbln-
:s dung ein sich praktisch nicht in das Perowskltgitter einbauender Zusatz von Eutektika bildenden Verbindungen
zugesetzt wird und wobei das Verbindungsgemisch bei einem Sauerstoffpartialdruck von 0,2 bis 1 bar im
Temperaturbereich von 1000 bis 1250° C gesintert wird, nach Patentanmeldung P 26 59016.9.
und -Stannaten oder den Mischkristallen derselben soweit zu senken, daß die physikalischen und insbesondere
3n die dielektrischen Eigenschaften der Sinterkörper erhalten bleiben, der Fertigungsprozeß dieser Sinterkörper
jedoch kostengünstiger und einfacher wird. Diese Aufgabe wird dergestalt gelöst, daß der stöchiometrischen
1; misch bei einem Sauerstoffpartialdruck von 0,2-1 bar Im Temperaturbereich von 1000-1250° C gesintert wird.
Dichte Keramiken aus Bariumtltanat BaTiO3 und seinen Mischkristallen mit anderen Perowsklten können In
der Regel nicht unterhalb 13000C, In besonderen Fallen erst bei etwa 14000C gesintert werden. Erst bei diesen
hohen Sintertemperaturen wird die für eine dielektrische Keramik erforderliche geringe Porosität von 3 bis 5%
und weniger erreicht. Von ähnlich großer Wichtigkeit wie die Porosität ist für dielektrische Keramiken jedoch
·»" auch die MikroStruktur. Je nach Material wird zur Erzielung einer optimalen Dielektrizitätskonstanten entweder
eine möglichst feinkörnige MikroStruktur oder aber eine sehr grobkörnige MikroStruktur benötigt. Es könnte
jedoch auch der Fall sein, daß ein und dasselbe Material je nach Verwendungszweck In sowohl grobkörniger als
auch feinkörniger MikroStruktur benötigt wird. Es 1st daher von großer Bedeutung, das Komwachstum zuverläs
sig In der einen oder der anderen Richtung beeinflussen zu können. Ein starkes Komwachstum wird stets erst
bei höheren Temperaturen beobachtet. Zum Beispiel tritt bei undotiertem Bariumtltanat BaTiO3, d. h. reinem
Bariumtltanat und seinen Mischkristallen eine grobkörnige MikroStruktur erst nach Zugabe eines geringen TlO2-Überschusses
oberhalb einer Sintertemperatur von ca. 1320° C ein. Bei Rohstoffen von technischer Reinheit
t.eten geringfügige Abweichungen von diesem Richtwert auf.
Aufgabe der Weiterbildung 1st es nun, für das Verfahren der genannten Hauptanmeldung weitere Oxidml-
?" schungen anzugeben, mit deren Hilfe bei niedrigeren Sintertemperaturen als sie für reine Perowskltkeramlken
bekannt sind, Mikrostrukturen zu erreichen, die für die Erzielung einer hohen Dielektrizitätskonstanten mit
möglichst geringem Temperaturkoeffizienten günstig sind und die eine besonders hohe Dichte haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß CuO · MeOx bildende Verbindungen zugesetzt
werden, wobei ΜβΟΛ das Oxid mindestens eines Elementes der III., V., VI. oder VII. Gruppe des Periodischen
■<s Systems der Elemente (PSE) Ist.
Dadurch ergeben sich neben den in der Hauptanmeldung beschriebenen Vorteilen, z. B. der Erniedrigung der
Sintertemperatur, die Vorteile, daß besonders bei Zusatz der das Eutektikum CuO · Tl2O3 bildenden Oxidmischung
zu BaTlOj-Keramlken die dielektrischen Verluste spürbar erniedrigt werden können.
Ganz besonders günstig wirken sich die genannten Zusätze auf die Beeinflußbarkeit des Kornwachstums aus.
Wi Das Einsetzen des Kornwachstums des Bariumtitanats BaTlO3 kann durch Imprägnierung von calcinlerten
Perowskitmaterlallen mit CuO · MeO,-Zusätzen In sehr viel niedrigere Temperaturbereiche verlegt werden, als es
bei reinem Perowsklt-Materlal der Fall ist. Es wird angenommen, daß das Riesenkomwachstum, abhängig von
der Gleichmäßigkeit der Imprägnierung und der Verteilung sonstiger Verunreinigungen, nach einem statistischen
Keimbildungsmechanismus startet.
(i< Die Temperaturen für den Beginn und für das Ende des Riesenkornwachstums können je nach Art des
Zusatzes CuO · MeO, und der Sinteratmosphäre (Luft oder Sauerstoff) drastisch nach unten verschoben werden.
Zinn-. Zirkon- oder Hafnium-haltige Materialien oder CuO · SnO2, CuO · ZrO2 und CuO · HfO2 führen zu einem
ganz besonders starken Komwachstum.
Bei Zusatz der das Eutektikum bildenden Oxidmischungen CuO - TIjO3 ■ MnO2 ergibt sich der besondere
Vorteil - und das betrifft ganz unterschiedliche Mischungsverhältnisse der genannten Oxide -, daß die Prozeßstufen
der Sinterung und des Einsetzens des Kornwachstums voneinander getrennt werden können, so daß trotz
einer niedrigen Sintertemperatur ein Kornwachstum weitgehend vermieden werden kann.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Weiterbildung näher erläutert.
Die Wirkung der verschiedenen Zusätze wurde mit Hilfe eines Dilatometers an der Schwindung von mechanisch
und hydrostatisch vorverdichteten Pulver-Preßlingen gemessen. Die Probekörper waren von prismatischer
Form und hatten Abmessungen von ca. 6,5 χ 6,5 χ 17 mm. Die Proben wurden im Dilatometer an Luft mit einer
Geschwindigkeit von ca. 4"C/min bis zu einer Maximaltemperatur von 1185° aufgeheizt. Aus diesen Messungen
wurde die Dichte der Proben in Prozent dsr theoretischen Dichte (Q11,) in Abhängigkeit von der Temperatur
ermittelt. Die Enddichte der Proben (&) wurde durch Messung des hydrostatischen Auftriebs in Wasser
bestimmt, soweit diese eine geschlossene Porosität aufwiesen. Die Enddichte von Proben mit einer offenen
Porosität wurde dagegen durch Bestimmung der geometrischen Abmessungen und des Gewichtes ermittelt. Die
Ergebnisse dieser Messungen sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.
Zur Herstellung von Probekörpern aus Titanaten mit den gewünschten Zusätzen warden folgende Rohstoffe
verwendet:
Ba CO3, p. a. TlO2, p. a.
B2O3, p. a. Al2O3, p. a.
Ga2O3, p. a. Tl2O3, p. a.
MnO2, p. a. V2O5, p. a.
Cr2O3, p. a. Bi2O3, p. a.
Sb2O3, p. a.
Bei Verwendung von Ausgangsstoffen technischer Reinheit müssen die Mengen der Zusätze und die
Mischungsverhältnisse der beteiligten Oxide fachmännisch angepaßt werden, um zu den Ergebnissen gemäß der
Erfindung zu gelangen.
Die erforderlichen Rohstoffeinwaagen zur Darstellung der Perowskltkeramiken, z. B. Bariumiitanat BaTlO;,
wurden in Achat-Mahlbecher gegeben und mit vergälltem Äthanol aufgeschlämmt. Nach dem Zusatz einer
angemessenen Anzahl Achat-Mahlkugeln erfolgte ein 2stündiger Mischvorgang auf einer Planetenkugelmühle.
Danach wurden die Substanzgemische unter einem Oberflächenverdampfer getrocknet und 15 Stunden lang in
Luft calcinlert. Die Calcinierungstemperatur betrug 1150° C.
Nach einem 1 stündigen, trockenen Mahlvorgang auf der Planetenkugelmühle erfolgte der Zusatz von Kupfer
und eines Elementes der III., V., VI. oder VII. Gruppe des PSE unter Verwendung der entsprechenden Oxide.
Es wurde wie folgt verfahren:
Das calclnierte und gemahlene Peroskitmaterlal wurde zusammen mit den zuzusetzenden Oxiden unter gleichen
Bedingungen gemischt, wie die Rohstoffeinwaagen vor dem Calclnierungsprozeß. Nach dem Trocknen
unter einem Oberflächenverdampfer erfolgte ein weiterer 15mlnüt!ger, trockener Mahlvorgang auf einer Planelenkugelmühle.
Aus diesen so vorbereiteten keramischen Pulvern wurden Probekörper bei einem Druck von 4000 bar verpreßt
und diese wurden unter den Bedingungen, die in den Tabellen 1 und 2 angegeben sind, gesintert. In der
Tabelle 1 ist die Erniedrigung der Sintertemperatur von Bariumtitanat nach einem Zusatz von Oxiden der allgemeinen
Zusammensetzung CuO · MeO, dargestellt. Die Sinteratmosphäre war Luft, Sauerstoffpartialdruck etwa
0,2 bar. Die Aufheizrate betrug 3,9° C/mln, die Sinterzelt bei der maximalen Temperatur betrug 200 min, wobei
diese Isotherme Sinterung bei 1185° C (= Maximaltemperatur) erfolgte. Die Abkühlungsrate betrug 3,9° C/min.
(D
Zusatz-Mol.0/
Zusatz-Mol.0/
(2)
Erreichen der Enddichte während der Aufheizphase bei T °C.
(3)
Erreichen der Enddichte
während der isothermen
Phase nach t (min)
während der isothermen
Phase nach t (min)
(4)
Enddichte ςε in % von ι
10/oCuO+ 1%BO,,5
1%CuO+ 1% AlOi-5
1%CuO+ 1% GaO1,5
1%CuO+ 1% TlO1-5
1%CuO+ l%InO,.5
1140 1130
30 O O
20
98,1 98,0 98,8 99,7 74,6
In Tabelle 2 ist die Erniedrigung der Sintertemperatur von Barlumtltanatkeramik nach einem Zusatz einer
Oxidmischung der allgemeinen Zusammensetzung CuO · MeO, dargestellt. Die Sinteratmosphäre war Luft,
Sauerstoffpartialdruck etwa 0,2 bar. Die Aufheizrate betrug 3,9° C/mln, die Sinterzeit bei der Maximaltemperatur
betrug 200 min, wobei diese isothenne Sinterung bei 1185° C (= Maximaltemperatur) erfolgte. Die Abkühlungsrate betrug 3,9° C/min.
ς Tabelle 2
Zusatz-Mol.%
(2)
Erreichen der Enddichte während der Aufheizphase bei T "C
(3)
Erreichen der Enddichte
während der isothermen
Phase nach t (min)
während der isothermen
Phase nach t (min)
(4)
Enddichte ςε in % von
1% CuO+1% VO24
1% CuO -r 1% MnO2
1% CuO+1% BiO0
1% CuO + 1% SbOlt5
1% CuO+1% BiO0
1% CuO + 1% SbOlt5
1185
1160
1170
15 0
45
98,2 98,0 97,5 97,3 97,3
Aus den Werten dar Tabellen 1 und 2 1st ersichtlich, daß ein Zusatz von Kupferoxid und Oxiden der
Elemente der HI., V., VI. oder VII. Gruppe des PSE zu Perowskltkeramik auf der Basis von stöchiometrischem
Bariumtitanat zu einer beträchtlichen Erniedrigung der Sintertemperatur führt, wobei in der Regel die dielektrischen
Eigenschaften dieser Materialien nicht negativ, sondern in einigen Fällen sogar positiv beeinflußt wurden.
In Tabelle 3 sind die Werte für die dielektrischen Eigenschaften von Bariumtitanat BaTlO3 mit den in den
Tabellen 1 und 2 genannten Zusätzen dargestellt. Die Messungen der relativen Dielektrizitätskonstanten e und
des Verlustwinkels tg<5 wurden durchgeführt Im Temperaturbereich von -20° C bis +85° C mit einer Wechselspannung
vcn 1 Volt (effektiv) der Frequenz 1 kHz an scheibenförmigen Proben eines Durchmessers von 5 mm
und einer Dicke von 0,5 mm, die aus gesinterten, prismatischen Keramikblocken herausgeschnitten worden
waren. Die Elektroden bestanden aus aufgedampften Chromnickel- und Goidschichten.
| (D | (2) | (3) | (4) - 20° C | O0C | + 200C | 50° C | 85° C |
| Zusatz-MoJ.% | Sinter- | mittl. Korn | dielektr. | ||||
| temp. (°C) | größe (Qm) | Eigenschaft | |||||
| Sinterzeit (h) | a) c, b) tg σ (%) | ||||||
| 1320, | -30 | a): 1630 | 2500 | 2600 | 2300 | 2400 | |
| 4 | b): 2,5 | 2,7 | 1,1 | 1,2 | 2,1 | ||
| 1%CuO+ 1%VO2,5 | 1185, | 2 bis 50 | a): 2300 | 2760 | 3000 | 2700 | 2450 |
| 3 | b): 2,2 | 2,2 | 1,5 | 0,8 | 0,6 | ||
| 1%CuO+ l%CrO,,5 | 1185, | 2 bis 70 | a): 1100 | 1900 | 1700 | 1600 | 1700 |
| 3 | b): 1,3 | 1,3 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
| lo/oCuO-;·· l%MnO2 | 1185, | 1 bis 2 | a): 1960 | 2630 | 2680 | 2680 | 3800 |
| 3 | b): 2,0 | 2,4 | 2,4 | 2,0 | 2,3 | ||
| 1% CuO + 1% BiO,,5 | 1185, | 2 bis 50 | a): 2600 | 3000 | 3200 | 2900 | 2850 |
| 3 | b): 2,3 | 2,0 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | ||
| 1% CuO + 1% SbOi-5 | 1185, | 2 bis 80 | a): 2400 | 2900 | 3100 | 2300 | 2700 |
| 3 | b): 1,0 | 1,0 | 1,4 | 1,4 | 1,2 | ||
| 1% CuO + 1% B0i,5 | 1185, | 2 bis 30 | a): 2400 | 2900 | 3000 | 2700 | 2630 |
| 3 | b): 1,9 | 1,7 | 1,2 | 0,6 | 0,3 | ||
| 1%CuO+ 1% AI0,,5 | 1185, | -12 | a): 2450 | 3430 | 2900 | 223ü | 1960 |
| 3 | b): 3,9 | 2,4 | 1,3 | 0,5 | 0,2 | ||
| 1%CuO+ l%GaOi,5 | 1185, | *■— 9 | a): 1900 | 2230 | 2450 | 2450 | 2630 |
| 3 | b): 4,0 | 4,7 | 4,6 | 3,5 | 3,5 | ||
| 1%CuO+ 1% T10|,s | 1185, | 1 bis 2 | a): 2360 | 2720 | 2230 | 1780 | 1740 |
| 3 | b): 3,6 | 1,8 | 0,8 | 0,4 | 0,4 |
Insbesondere der Zusatz von CuO TlO15, CuO CrO, s und CuOSbOi5 erwies sich als günstig für die
Erniedrigung der dielektrischen Verluste von Bariumtitanat BaTlOj.
Die in den Tabellen 1 bis 3 angegebenen günstigen Werte für Bariumtltanatkeramik bei Zusatz von Oxidmischungen
der allgemeinen Zusammensetzung CuO · MeO1 können auch für Strontiumlllanat, Calciumtitanat,
Barlumstannal, Barlumzlrkonat. Calclumzlrkonat oder deren Mischkristalle mit ebensolchem Erfolt erreichl
werden; dies ergibt sich aus den sehr ähnlichen Eigenschaften dieser Perowskitkeramiken, die In der Hauptanmeldung
sehr ausführlich untersucht und beschrieben wurden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskltstruktur auf der Basis von stöchlometrischen Erdalkali-Tiianaten, Erdalkali-Zirkonaten, Erdalkali-Stannaten und Mischkristallen derselben mit
einem Zusatz einer Kupferverblndung, wobei der stöchiometrischen Perowskltstruktur ein sich praktisch
nicht in das Perowskltgltter einbauender Zusatz von Eutektika bildenden Metalloxiden der Formel
CuO · MeQ1 zugesetzt wird und wobei das Verbindungsgemisch bei einem Sauerstoffpartialdruck von 0,2 bis
1 bar im Temperaturbereich von 1000 bis 12500C gesintert wird, nach Patentanmeldung P 26 59016.9,
dadurch gekennzeichnet, daß in der obigen Formel MeOx das Oxid mindestens eines Elementes der
III., V., VI. oder VII. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente (PSE) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxide als äqulmolare Mischung
zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Mischen der die Perowskitphase
bildenden Ausgangsstoffe ein Calcinierungsprozeß bei einer Temperatur von 1150° C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Calcinierungsprozeß Kupfer und
mindestens eines der Elemente Bor, Aluminium, Gallium, Thallium, Vanadium, Wismut, Antimon, Chrom
und Mangan der feinverteilten Perowskitverbindung als Oxid zugesetzt wird.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2736688A DE2736688C2 (de) | 1977-08-16 | 1977-08-16 | Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur |
| CA308,687A CA1109247A (en) | 1977-08-16 | 1978-08-03 | Method of producing a dielectric with perowskite structure |
| JP9781678A JPS5453300A (en) | 1977-08-16 | 1978-08-12 | Method of producing dielectric having perovskite*s stone structure |
| GB7833248A GB2002732B (en) | 1977-08-16 | 1978-08-14 | Method of producing a dielectric with perowskite structure |
| NL7808417A NL7808417A (nl) | 1977-08-16 | 1978-08-14 | Werkwijze voor het vervaardigen van een dieelectricum met perowskietstructuur. |
| US05/934,028 US4222885A (en) | 1977-08-16 | 1978-08-16 | Method of producing a dielectric with perowskite structure and containing a copper oxide |
| FR7823874A FR2400754A1 (fr) | 1977-08-16 | 1978-08-16 | Procede pour la realisation d'un dielectrique presentant la structure cristalline de perowskite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2736688A DE2736688C2 (de) | 1977-08-16 | 1977-08-16 | Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2736688A1 DE2736688A1 (de) | 1979-02-22 |
| DE2736688C2 true DE2736688C2 (de) | 1986-02-20 |
Family
ID=6016404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2736688A Expired DE2736688C2 (de) | 1977-08-16 | 1977-08-16 | Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4222885A (de) |
| JP (1) | JPS5453300A (de) |
| CA (1) | CA1109247A (de) |
| DE (1) | DE2736688C2 (de) |
| FR (1) | FR2400754A1 (de) |
| GB (1) | GB2002732B (de) |
| NL (1) | NL7808417A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3732054A1 (de) * | 1986-09-24 | 1988-04-07 | Toshiba Kawasaki Kk | Dickschichtkondensator |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2439171A1 (fr) * | 1978-10-18 | 1980-05-16 | Thomson Csf | Ceramique dielectrique a basse temperature de frittage et son application a la fabrication de composants electroniques |
| DD150968A1 (de) * | 1980-05-27 | 1981-09-23 | Felix Lange | Verfahren zur herstellung keramischer halbleiterbauelemente |
| FR2506996A1 (fr) * | 1981-05-26 | 1982-12-03 | Europ Composants Electron | Composition ceramique dielectrique a base de titanate de baryum, d'oxyde de lithium et de fluorure de cuivre, condensateur utilisant une telle composition et procede de fabrication de ladite composition |
| US4764494A (en) * | 1985-04-26 | 1988-08-16 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Dielectric ceramic compositions and process for producing the same |
| DE3723051A1 (de) * | 1987-07-11 | 1989-01-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Halbleiter fuer einen resistiven gassensor mit hoher ansprechgeschwindigkeit |
| JPH029767A (ja) * | 1988-03-01 | 1990-01-12 | Ngk Insulators Ltd | 磁気ヘッド用非磁性セラミックスの製造法 |
| GB8902788D0 (en) * | 1989-02-08 | 1989-03-30 | Elmwood Sensors | Ceramic material and process for its production |
| WO1992000930A1 (en) * | 1990-07-13 | 1992-01-23 | Cookson Group Plc | Sintering aid |
| GB9025802D0 (en) * | 1990-11-28 | 1991-01-09 | Cookson Group Plc | Improved sintering aid |
| US5433917A (en) * | 1993-09-16 | 1995-07-18 | The Penn State Research Foundation | PZT ceramic compositions having reduced sintering temperatures and process for producing same |
| US5461014A (en) * | 1994-01-13 | 1995-10-24 | Tam Ceramics, Inc. | Lead perovskite based ceramic compositions without any free lead oxide |
| US6277254B1 (en) | 1999-12-16 | 2001-08-21 | Honeywell International Inc. | Ceramic compositions, physical vapor deposition targets and methods of forming ceramic compositions |
| WO2002008147A1 (en) * | 2000-07-26 | 2002-01-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dielectric ceramic barium titanate composition and electronic device |
| JP5294441B2 (ja) | 2006-03-30 | 2013-09-18 | 双信電機株式会社 | 電子部品 |
| US7572748B1 (en) * | 2006-10-20 | 2009-08-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Materials comprising barium zirconate and methods for manufacturing thereof |
| JP4840935B2 (ja) | 2007-09-28 | 2011-12-21 | 双信電機株式会社 | セラミック多層基板 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL135251C (de) * | 1963-02-22 | |||
| DE1646988B2 (de) * | 1965-03-19 | 1973-06-14 | Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München | Verfahren zum herstellen polykristalliner scheiben-, stabrohr- oder folienfoermiger keramischer kaltleiter- bzw. dielektrikums- bzw. heissleiterkoerper |
| US3490887A (en) * | 1966-03-30 | 1970-01-20 | Corning Glass Works | Ferroelectric glass-ceramics |
| US3851228A (en) * | 1972-04-20 | 1974-11-26 | Du Pont | Capacitor with copper oxide containing electrode |
| US3977887A (en) * | 1974-03-08 | 1976-08-31 | International Business Machines Corporation | High dielectric constant ceramics which can be sintered at low temperatures |
| CA1095704A (en) * | 1976-01-20 | 1981-02-17 | Gen Itakura | Semiconductive ceramics |
| DE2659016C2 (de) | 1976-12-27 | 1982-03-25 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur |
-
1977
- 1977-08-16 DE DE2736688A patent/DE2736688C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-08-03 CA CA308,687A patent/CA1109247A/en not_active Expired
- 1978-08-12 JP JP9781678A patent/JPS5453300A/ja active Granted
- 1978-08-14 NL NL7808417A patent/NL7808417A/xx unknown
- 1978-08-14 GB GB7833248A patent/GB2002732B/en not_active Expired
- 1978-08-16 US US05/934,028 patent/US4222885A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-08-16 FR FR7823874A patent/FR2400754A1/fr active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NICHTS-ERMITTELT |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3732054A1 (de) * | 1986-09-24 | 1988-04-07 | Toshiba Kawasaki Kk | Dickschichtkondensator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7808417A (nl) | 1979-02-20 |
| DE2736688A1 (de) | 1979-02-22 |
| FR2400754B1 (de) | 1982-11-19 |
| CA1109247A (en) | 1981-09-22 |
| FR2400754A1 (fr) | 1979-03-16 |
| GB2002732B (en) | 1982-03-03 |
| JPS6320790B2 (de) | 1988-04-30 |
| US4222885A (en) | 1980-09-16 |
| GB2002732A (en) | 1979-02-28 |
| JPS5453300A (en) | 1979-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2736688C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Dielektrikums mit Perowskitstruktur | |
| DE2737080C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von monolithischen keramischen Kondensatoren | |
| DE68903997T2 (de) | Ferroelektrisches keramisches material. | |
| DE2042379B2 (de) | Verfahren zur herstellung einer lichtdurchlaessigen aluminiumoxid-keramik | |
| DE2701411B2 (de) | Dielektrische Keramikverbindung | |
| DE3037968A1 (de) | Halbleiter-keramik-kondensator vom grenzschicht-typ | |
| DE2659016A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines dielektrikums mit perowskitstruktur | |
| DE4436392C2 (de) | Metallniobate und/oder Tantalate, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Weiterverarbeitung zu Perowskiten | |
| DE19816138C2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE3853856T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Oxyds und Verfahren zur Herstellung eines gemischten Oxydpulvers, das das Vorprodukt dieses supraleitenden Oxyds ist. | |
| DE19800353C2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung für Mikrowellenanwendungen | |
| DE2531115A1 (de) | Dielektrische keramische massen | |
| DE69923635T2 (de) | Piezoelektrische Keramiken | |
| DE3331610C2 (de) | ||
| DE2839976C2 (de) | ||
| DE2631035C3 (de) | Feinteiliges Pulver aus einer Bleititanat/Blei-Magnesium-Wolframat-Zusammensetzung und seine Verwendung | |
| DE2849293C2 (de) | ||
| DE69707247T2 (de) | Keramischer vielschichtkondensator | |
| DE3612705C2 (de) | Verfahren zur Herstellung gepulverter keramischer Ausgangsstoffe von komplexen Oxiden | |
| DE69025644T2 (de) | Oxid von seltenen Erden, Barium und Kupfer als supraleitende Materialien | |
| DE69031586T2 (de) | Supraleitende 247-Metalloxidzusammensetzungen | |
| DE4343029B4 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung für die Hochfrequenz | |
| DE69014135T2 (de) | Piezoelektrisches Element mit sehr hohem elektrostriktivem Effekt und keramische Zusammensetzung für dessen Herstellung. | |
| DE1646822B2 (de) | Verfahren zur herstellung von keramischen materialien mit hoher dielektrizitaetskonstante | |
| DE3206502C2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2659016 Format of ref document f/p: P |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2659016 Format of ref document f/p: P |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |