(57)【要約】  本発明は、誘電体製造用焼結前駆体粉末およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、第１物質の粉末と第２物質の粉末を含む誘電体製造用焼結前駆体粉末、第１物質からなるコアと第２物質からなるシェルの構造を持つコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末、およびこれらの製造方法に関する。前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物質の粉末と第２物質の粉末を含み、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいことを特徴とする、誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項２】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で１０００以上であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項３】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で３０００以上であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項４】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で５０００以上であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項５】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト(perovskite)構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択され、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項６】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３よりなる群から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項７】
第１物質の粉末と第２物質の粉末とを混合する段階を含み、
前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいことを特徴とする、誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項８】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で１０００以上であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項９】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で３０００以上であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１０】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で５０００以上であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１１】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択され、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１２】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３よりなる群から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項７に記載の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１３】
第１物質からなるコアと第２物質からなるシェルの構造を有し、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいことを特徴とする、コア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１４】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で１０００以上であることを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１５】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で３０００以上であることを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１６】
前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差が２５℃で５０００以上であることを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１７】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択され、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１８】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３よりなる群から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項１９】
前記コア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末が、前記第１物質の相対誘電定数より小さい相対誘電定数を有する第３物質からなるシェルを、前記第２物質からなるシェル上にさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項２０】
前記第３物質は、前記第２物質とは異なる物質であり、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３よりなる群から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項１９に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末。
【請求項２１】
i）第１物質の粉末と被覆組成物とを混合して前記第１誘電体の粉末を被覆する段階と、
ii）前記i）段階の混合物を乾燥させる段階と、
iii）前記ii）段階の乾燥した混合物をか焼し、前記第１物質からなるコア上に、第２物質からなるシェル層を形成させる段階とを含んでなることを特徴とする、コア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２２】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択され、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２３】
前記シェル層がＡ’ＴｉＯ３の場合には、前記被覆組成物が、Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｓｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｂａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｍｇ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２、Ｃａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２、Ｓｒ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２およびＢａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２よりなる群から選ばれる一つまたは２つと、チタニウムイソプロポキシドとの混合物であり、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１であることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２４】
前記シェル層がＴｉＯ２を除いた単一金属酸化物の場合には、前記被覆組成物が、Ｍｇ（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２、Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｓｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｂａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、ＨｆＣｌ４およびＡｌ（ＣＨ３ＣＯＯ）２よりなる群から選ばれる一つとエタノールとの混合物であることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２５】
前記シェル層がＴｉＯ２の場合には、前記被覆組成物がチタニウムイソプロポキシドとエタノールとの混合物であることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２６】
前記ii）段階の乾燥段階が、前記i）段階の混合物を８０℃〜１００℃に加熱することにより行われることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２７】
前記ii）段階の乾燥段階が噴霧乾燥によって行われることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。
【請求項２８】
前記iii）段階のか焼温度が１０００℃〜１１５０℃であることを特徴とする、請求項２１に記載のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体製造用焼結前駆体粉末およびその製造方法に係り、より詳しくは、第１物質の粉末と第２物質の粉末を含む誘電体製造用焼結前駆体粉末、第１物質からなるコア(core)と第２物質からなるシェル(shell)の構造を持つコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末、およびこれらの製造方法に関する。前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きい。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子機器の小型化および高性能化に伴い、積層セラミックキャパシタも高容量薄層化が行われている。これにより、高電界によるＤＣ−バイアスおよび温度による容量変化の特性などの信頼性特性が問題となっている。
【０００３】
高誘電率の誘電体材料は、ペロブスカイト構造を持つＢａＴｉＯ３（簡単にＢＴとも表記する）粉末を多く使用している。ＢＴ誘電体材料は直流電圧の印加による比誘電率の減少が大きいという欠点がある。これを解決するために、ＢＴ結晶粒子を微小化させているが、誘電率の減少および温度による容量変化の特性に悪影響を及ぼす結果が生じている。また、ＢＴ誘電体材料は各温度における相転移による原子の揺動によって４０００以上の大きい誘電率を有する。ところが、このような原子の揺動によってＤＣバイアスの印加による比誘電率が大きく変化する特性を持っている。
【０００４】
ＢａＴｉＯ３のＤＣバイアス特性を向上させるために、ＢａＴｉＯ３のＡ位に一部のＣａを固溶させた（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３（簡単にＢＣＴとも表記する）誘電体材料が開発された（特許文献１及び２）。
【０００５】
ところが、ＢＣＴにおけるＣａ固溶量が増加するにつれて全体的な体積の減少による原子の揺動が減少して（量子力学、フォノン(phonon)の運動距離）比誘電率が低下するという欠点を持っている。また、ＢａＴｉＯ３にＣａが固溶するにつれてチップ焼成におけるＣａの物質移動が良いため非正常粒成長が発生して電気的特性が低下するという問題が発生する。よって、これを解決するために、焼成プロファイルおよび雰囲気を用いるが、このためには多くの設備投資が求められる。
【０００６】
このように、ＢＴ誘電体材料は、誘電率が高いという利点はあるが、ＤＣ−バイアスが大きいという欠点がある。また、ＢＣＴ誘電体材料は、ＤＣのバイアス特性は改善されるが、比誘電率が大幅減少するという欠点がある。
【０００７】
特許文献３は、ＢａＴｉＯ３結晶粒子と（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３結晶粒子を主成分として組成される誘電体磁器組成物およびこれを用いた積層セラミックキャパシタを開示する。
【０００８】
ところが、ＢａＴｉＯ３の場合、１２０℃付近で相転移を起こすため、温度依存性が非常に大きく、大きい結晶格子ｃ軸とａ軸の比であるｃ／ａ軸間の比率(tetragonality)を維持しなければならないため、Ｍｇ化合物またはＢａ化合物、Ｙ化合物またはＲＥ化合物（Ｒｅ：希土類元素）、Ｍｎ化合物またはＣｒ化合物またはＶ化合物、Ｓｉ化合物などの様々な付加化合物が含まれなければならない。よって、特許文献３によるキャパシタを製造する工程が複雑である。したがって、より優れた特性を持つ誘電体材料に対する要求が依然として存在する。
【０００９】
非特許文献１（Ｄｅｓｃｈａｎｖｒｅｓら）では、ペロブスカイト(perovskite)構造および０．７３９３ｎｍの格子定数を有するＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２の製造を報告している。
【００１０】
非特許文献２（Ｂｏｃｈｕら）では、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２および関連チタネートの合成および構造を開示し、格子定数が０．７３９１ｎｍであると報告している。
【００１１】
特許文献４（Ｙａｎｄｒｏｆｓｋｉら）は、同調可能な強誘電体を混入した、同調式マイクロ波およびミリメートル波素子を開示している。
【００１２】
特許文献５は、誘電体ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２（ＣＣＴＯ）を混入した同調式素子を開示する。
【００１３】
ところが、特許文献５によれば、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２誘電体材料自体が周波数特性に影響されない同調式素子に有用であるとしたが、１ＫＨｚ〜１ＭＨｚまで９０，０００以上の誘電定数値を有するＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２の場合には１００ＫＨｚ以上で誘電損失が大きいうえ、直流および交流電圧下における誘電特性が低下するという問題点がある。よって、特許文献５の技術は現在商用化されていない。
【００１４】
このような先行技術の限界点を克服するために、常温の１００Ｈｚで１０５以上の相対誘電定数（εｒ＞１０５）を有する高誘電物質としてのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２に関する研究が盛んに行われている。前記ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２は一般な誘電体材料より著しく優れた誘電定数値を有する。前記ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２は高誘電物質が必要なＭＬＣＣ(Multi Layered Ceramic Capacitor)などの分野で利用できる。
【００１５】
ところが、従来のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２誘電体材料は、周波数１００ＫＨｚ以上で誘電損失(Dielectric loss)が急激に増加するため、特定の周波数帯域では商用化されていない。そして、直流電圧(DC field)と交流電圧(AC field)の印加による比誘電率の減少(DC-bias)が大きいという欠点がある。
【００１６】
かかる問題点を解決するために、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２にＭｎ、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２などの物質を添加することや、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２におけるＣｕの組成を調節することなどの多様な試みがあった。最近では、固相焼結工程(solid-state sintering process)の他にも、マイクロ波合成法(Microwave synthesis)、ゾルゲル合成法(Sol-gel synthesis)などのように合成法を変えて誘電特性を改善しようとした。
【００１７】
ところが、今まで、高誘電物質としてのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２の高い誘電率を維持しながら広い周波数帯域で誘電損失を減らす誘電体材料を実現する結果を得ていない。
【００１８】
本発明者は、前述した先行技術の問題点を克服するために、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＳｒＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯなどの粉末と、これらのコア物質より誘電率は低いが、高周波領域における誘電損失が少ないＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３などのペロプスカイト系(Perovskite-Type)物質またはＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＨｆＯ２などの単一金属酸化物(Single Metal Oxides)の混合物を含む誘電体製造用焼結前駆体粉末、およびその製造方法を完成した。
【００１９】
また、本発明者は、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＳｒＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯなどの粉末がコアを構成し、このようなコア物質より誘電率は低いが、高周波領域における誘電損失が少ないＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＭｇＴｉＯ３などのペロプスカイト系物質、またはＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＨｆＯ２などの単一金属酸化物がシェル層を構成するコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末およびその製造方法を完成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００３−２７７１３６号公報
【特許文献２】特開２００４−０７９６８６号公報
【特許文献３】韓国特許出願第１０−２００５−００３３００９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，４７２，９３５号明細書
【特許文献５】国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００１／０１４２９７号明細書
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Bull. Soc. Chim. Fr. 4077(1967)
【非特許文献２】J. Solid State Chem.29, 291(1979)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の基本的な目的は、第１物質の物質と第２物質の粉末を含み、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいことを特徴とする誘電体製造用焼結前駆体粉末を提供することにある。
【００２３】
本発明の別の目的は、第１物質の粉末と第２粉末の粉末とを混合する段階を含み、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きい誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の別の目的は、第１物質からなるコアと第２物質からなるシェルの構造を有し、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末を提供することにある。
【００２５】
本発明の別の目的は、i）第１物質の粉末と被覆組成物とを混合して前記第１誘電体の粉末を被覆する段階と、ii）前記i）段階の混合物を乾燥させる段階と、iii）前記ii）段階の乾燥した混合物をか焼し、前記第１物質からなるコア上に、第２物質からなるシェル層を形成させる段階とを含んでなる、コア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記本発明の基本的目的は、第１物質の粉末と第２物質の粉末を含み、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいことを特徴とする、誘電体製造用焼結前駆体粉末を提供することにより達成できる。
【００２７】
本発明の誘電体製造用焼結前駆体粉末に含まれる前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差は２５℃で１０００以上、好ましくは３０００以上、より好ましくは５０００以上である。
【００２８】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択でき、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１である。
【００２９】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１である。
【００３０】
ＣＣＴＯとＢＴＯを粉末状に混合して焼結した焼結体は、ＣＣＴＯ粉末のみを用いて焼結した焼結体と比較して誘電損失特性が向上する。
【００３１】
前述した本発明の別の目的は、第１物質の粉末と第２物質の粉末とを混合する段階を含み、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きい、誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法を提供することにより達成できる。
【００３２】
本発明の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法に使用される前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差は２５℃で１０００以上、好ましくは３０００以上、より好ましくは５０００以上である。
【００３３】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択でき、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１である。
【００３４】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２またはＬａＬｕＯ３から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１である。
【００３５】
前述した本発明の別の目的は、第１物質からなるコア(core)と第２物質からなるシェル(shell)の構造を有し、前記第１物質の相対誘電定数が前記第２物質の相対誘電定数より大きいコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末を提供することにより達成できる。
【００３６】
本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末において、前記第１物質の相対誘電定数と前記第２物質の相対誘電定数との差は２５℃で１０００以上、好ましくは３０００以上、より好ましくは５０００以上である。
【００３７】
前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択でき、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１である。
【００３８】
前記第２物質は、Ａ’ＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＬａＬｕＯ３から選択され、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１である。
【００３９】
本発明の前駆体粉末から製造される誘電体物質は、従来の代表的な誘電体材料ＢａＴｉＯ３より３倍〜５倍以上の誘電率を示しながらも、１０５Ｈｚ以上の高周波帯域における誘電損失が非常に小さいため、従来の技術によるＢａＴｉＯ３粉末より卓越した誘電体材料としての性能を示す。
【００４０】
本発明に係るコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末は、前記第１物質の相対誘電定数より小さい相対誘電定数を有する第３物質からなるシェルを、前記第２物質からなるシェル上にさらに含んでもよい。すなわち、本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末は、２つ以上のシェル層を持ってもよい。
【００４１】
前述した本発明の別の目的は、i）第１物質の粉末と被覆組成物とを混合して前記第１誘電体の粉末を被覆する段階と、ii）前記i）段階の混合物を乾燥させる段階と、iii）前記ii）段階の乾燥した混合物をか焼し、前記第１物質からなるコア上に、第２物質からなるシェル層を形成させる段階とを含んでなる、コア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法を提供することにより達成できる。
【００４２】
本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法に使用される前記第１物質は、ＬｉとＴｉがドープされたＮｉＯ、ＬｉとＡｌがドープされたＮｉＯ、ＣｕＯおよびペロブスカイト構造のＡＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２よりなる群から選択でき、前記ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＢａｘ、Ｓｃ２／３、Ｙ２／３、Ｌａ２／３、Ｃｅ２／３、Ｐｒ２／３、Ｎｄ２／３、Ｐｍ２／３、Ｓｍ２／３、Ｅｕ２／３、Ｇｄ２／３、Ｔｂ２／３、Ｄｙ２／３、Ｈｏ２／３、Ｅｒ２／３、Ｔｍ２／３、Ｙｂ２／３、Ｌｕ２／３、Ｎａ１／２Ｌａ１／２、Ｎａ１／２Ｓｍ１／２、Ｎａ１／２Ｇｄ１／２、Ｎａ１／２Ｄｙ１／２、Ｎａ１／２Ｙｂ１／２、Ｎａ１／２Ｙ１／２またはＮａ１／２Ｂｉ１／２であり、０＜ｘ＜１である。
【００４３】
本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法において、前記被覆組成物は、Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｓｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｂａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２などのアセテート(acetate)またはＭｇ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２、Ｃａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２、Ｓｒ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２、Ｂａ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２などのアセチルアセトネート(acetylacetonate)から選ばれる一つまたは２つの前駆体とチタニウムイソプロポキシド(titanium isopropoxide)との混合物であってもよい。この場合、シェルを構成する物質はＡ’ＴｉＯ３であり、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１である。
【００４４】
より詳しくは、前記Ａ’のための前駆体として金属ハロゲン化物(metal halide)、金属窒化物(metal nitride)、金属水酸化物(metal hydroxide)、金属ハロカルボン酸塩(metal halocarboxylate)などが使用でき、Ｔｉのための前駆体として金属ハロゲン化物、金属カルボン酸塩(metal carboxylate)、金属ハロカルボン酸塩などが使用できる。
【００４５】
本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末の製造方法において、前記被覆組成物は、Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、Ｓｒ（ＣＨ３ＣＯＯ）２またはＢａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２から選ばれる一つまたは二つ、チタニウムイソプロポキシド(titanium isopropoxide)、アセチルアセトンおよび酢酸の混合物であってもよい。この場合、シェルを構成する物質はＡ’ＴｉＯ３であり、前記Ａ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ１−ｘＣａｘ、Ｍｇ１−ｘＳｒｘ、Ｍｇ１−ｘＢａｘ、Ｃａ１−ｘＳｒｘ、Ｓｒ１−ｘＢａｘまたはＣａ１−ｘＢａｘであり、０＜ｘ＜１である。
【００４６】
また、シェルを構成する物質が単一金属酸化物の場合、前記被覆組成物に使用される前駆体は、Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、ＨｆＣｌ４、Ａｌ（ＣＨ３ＣＯＯ）２およびＳｉ（ＣＨ３ＣＯＯ）４から選ばれる一つと、エタノールなどの有機溶媒または蒸留水との混合物であってもよい。この場合、シェルを構成する物質はＭｇＯ、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２である。この場合にも、前記Ａ’ＴｉＯ３被覆時の前駆体と同様に、金属ハロゲン化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属ハロカルボン酸塩または金属カルボン酸塩などが使用できる。
【００４７】
また、前記被覆組成物は、チタニウムイソプロポキシドまたはチタニウムカルボキシレートと、エタノールなどの有機溶媒との混合物であってもよい。この場合、シェルを構成する物質はＴｉＯ２である。
【００４８】
本発明の方法において、前記ii）段階の乾燥段階は、前記i）段階の混合物を８０℃〜１００℃で加熱し、或いは噴霧乾燥することにより行われてもよい。
【００４９】
本発明の方法によってコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末を製造するために、前記iii）段階のか焼温度は１０００℃〜１１５０℃であることが好ましい。
【発明の効果】
【００５０】
前述したように、本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末は、従来の誘電体材料の周波数による電気的特性、および直流電流および交流電流の印加の際に電気的特性が向上した。
【００５１】
例えば、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２とＢａＴｉＯ３からコア−シェル構造を形成した場合、従来のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２材料は１ＭＨｚの周波数における誘電損失値が１．０以上であるが、これに対し、コア−シェル構造の焼結体は誘電損失値が０．２５以下に低くなることを確認することができる。直流電場の下で、既存のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２コア材料の場合は誘電破壊(dielectric breakdown)を起こす電圧が１Ｖ付近であるが、これに対し、コア−シェル構造を形成する場合は１００Ｖ以上まで誘電破壊現象が起こらず、一定の抵抗率値を維持する。そして、交流電場の下で、従来のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２コア材料の場合は１Ｖ以上で誘電破壊現象が起こるが、これに対し、コア−シェル構造を形成する場合は１０Ｖ以上まで誘電破壊現象が起こらない。
【００５２】
また、本発明のコア−シェル構造の誘電体製造用焼結前駆体粉末を用いて、現在まで使用されている誘電体材料のうち最も高誘電率材料であるＢａＴｉＯ３に比べて優れた誘電率を有する誘電体用セラミック粉末を製造することができる。
【００５３】
例えば、従来の純粋なＢａＴｉＯ３材料の場合、１ＫＨｚの周波数で約２０００程度の誘電率を有するが、これに対し、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２とＢａＴｉＯ３からコア−シェル構造を形成した場合、１ＫＨｚの周波数で約１００００程度の誘電率を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末にＢａＴｉＯ３粉末を様々な比率で添加した混合物とＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末の焼結体に対する誘電特性を示す。
【図２】図２は図１の混合物およびＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末に対する微細構造を示す。
【図３】図３はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末、ＢａＴｉＯ３粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の周波数による相対誘電定数を比較したグラフである。
【図４】図４はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末、ＢａＴｉＯ３粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の周波数による誘電損失を比較したグラフである。
【図５】図５はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の直流電圧による漏洩電流を比較したグラフである。
【図６】図６はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の直流電圧による抵抗率を比較したグラフである。
【図７】図７はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の交流電圧による相対誘電定数を比較したグラフである。
【図８】図８はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の交流電圧による誘電損失を比較したグラフである。
【図９】図９はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末、本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＴｉＯ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＣａＴｉＯ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＳｒＴｉＯ３コア−シェル粉末およびＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の周波数による相対誘電定数を比較したグラフである。
【図１０】図１０はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＴｉＯ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＣａＴｉＯ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＳｒＴｉＯ３コア−シェル粉末およびＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末の焼結体の周波数による誘電損失を比較したグラフである。
【図１１】図１１はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−Ａｌ２Ｏ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＴｉＯ２コア−シェル粉末、およびＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＯコア−シェル粉末の焼結体の周波数による相対誘電定数を比較したグラフである。
【図１２】図１２はＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末および本発明のＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−Ａｌ２Ｏ３コア−シェル粉末、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＴｉＯ２コア−シェル粉末、およびＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＯコア−シェル粉末の焼結体の周波数による誘電損失を比較したグラフである。
【図１３】図１３は本発明の実施例３で得たＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末を熱処理した後に得た写真である。
【図１４】図１４は本発明の実施例３で得たＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェル粉末を熱処理した後に得た写真である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明について下記の実施例を挙げてより具体的に説明する。ところが、下記の実施例に関する説明は、本発明の具体的な実施態様を特定して説明したものに過ぎず、本発明の権利範囲を限定または制限解釈するためのものではない。
【００５６】
実施例１．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末およびその焼結体の製造
モル比１：３：４のＣａＣＯ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２粉末を、ジルコニアボール(Zirconia ball)入りのポリエチレン容器に添加し、無水エタノールを用いて混合した後、ボールミル(ball milling)を行った。こうして形成されたスラリー(slurry)から溶媒を揮発させた。乾燥した粉末に対して粉砕(grinding)と濾過(sieving)を経て空気雰囲気中で５℃／ｍｉｎの昇温速度で９５０℃の温度で２４時間か焼(calcination)を行った。
【００５７】
その後、セラミック製造のために、前記と同様のボールミル、乾燥、粉砕および濾過工程を再び経て準備された粉末をディスク状に一軸加圧成形(uniaxial pressure)した後、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレス(cold isostatic press)を行った。こうして製造された試片を熱処理炉に装入し、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度で２４時間焼結(sintering)を行った。
【００５８】
実施例２．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末とＢａＴｉＯ３粉末との混合物およびその焼結体の製造
ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末にそれぞれ５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％および２０ｍｏｌ％のＢａＴｉＯ３粉末をボールミルを用いて混合した。前記混合物とＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をそれぞれディスク状に一軸加圧成形した後、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスを行った。こうして製造された試片を熱処理炉に装入し、５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度で２４時間焼結を行った。
【００５９】
図１には前記焼結体の誘電特性を示し、図２には前記混合物とＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末に対する微細構造を示した。
【００６０】
実施例３．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＢａＴｉＯ３コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．２０５ｍＬのＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４と０．２２ｍＬのアセチルアセトン（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）を添加した。そして、０．１７５ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｂａ溶液を前記ビーカーに添加した後、１００ｍＬの酢酸を加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｂａ溶液が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで酢酸が完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理を施した。こうして得た熱処理済みの粉末に対するＴＥＭ写真を図１３および図１４に示す。
【００６１】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールド(mold)に充填した後、一軸加圧成形(uniaxialpressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１２０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極(silver paste)を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼き付けた。
【００６２】
前記焼結体に対して直流電圧による漏洩電流（図５）および抵抗率（図６）、交流電流による相対誘電定数（図７）および誘電損失（図８）、並びに周波数による相対誘電定数（図９）および誘電損失（図１０）を測定した。
【００６３】
実施例４．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＣａＴｉＯ３コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．２０５ｍＬのＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４と０．２２ｍＬのアセチルアセトン（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）を添加した。０．２１２ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｃａ溶液を前記ビーカーに添加した後、１００ｍＬの酢酸を加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｃａ溶液が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで酢酸が完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム溶液に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００６４】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００６５】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図９）と誘電損失（図１０）を測定した。
【００６６】
実施例５．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＳｒＴｉＯ３コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．２０５ｍＬのＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４と０．２２ｍＬのアセチルアセトン（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）を添加した。０．１４０ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｓｒ溶液を前記ビーカーに添加した後、１００ｍＬの酢酸を加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｓｒ溶液が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで酢酸が完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム溶液に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００６７】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００６８】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図９）と誘電損失（図１０）を測定した。
【００６９】
実施例６．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＴｉＯ３コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．２０５ｍＬのＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４と０．２２ｍＬのアセチルアセトン（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）を添加した。０．１４５ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２・２Ｍｇ・４Ｈ２Ｏ溶液を前記ビーカーに添加した後、１００ｍＬの酢酸を加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２・２Ｍｇ・４Ｈ２Ｏ溶液が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで酢酸が完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００７０】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００７１】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図９）と誘電損失（図１０）を測定した。
【００７２】
実施例７．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＭｇＯコア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．１４５ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｍｇを添加した後、１００ｍＬの無水エタノールを加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ｍｇが完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで前記無水エタノールが完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００７３】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００７４】
前記焼結体に対して周波数による誘電特性（図１１および図１２）を測定した。
【００７５】
実施例８．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−Ａｌ２Ｏ３コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．１９１ｇの（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ａｌを添加した後、１００ｍＬの無水エタノールを加えて（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２Ａｌが完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで前記無水エタノールが完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００７６】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００７７】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図１１）と誘電損失（図１２）を測定した。
【００７８】
実施例９．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＴｉＯ２コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．２０５ｍＬのＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４と０．２２ｍＬのアセチルアセトン（Ｃ５Ｈ８Ｏ２）を添加した後、１００ｍＬの無水エタノールを加えてＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４溶液が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０℃で約２００ｒｐｍで前記無水エタノールが完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００７９】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は１．２ｇの粉末をディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００８０】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図１１）と誘電損失（図１２）を測定した。
【００８１】
実施例１０．ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２−ＨｆＯ２コア−シェルおよびその焼結体の製造
ビーカーに０．１９１ｇのＨｆＣｌ４を添加した後、１００ｍＬの無水エタノールを加えてＨｆＣｌ４が完全に溶けるまで攪拌した。次いで、１０ｇのＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２粉末をビーカーに入れて１時間程度攪拌した。その後、混合された溶液を８０ｒｐｍ〜約２００ｒｐｍで前記無水エタノールが完全に揮発するまで攪拌した。前記乾燥した粉末をアルミニウム容器に入れて電気炉で１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで昇温させた後、前記温度で１２時間熱処理した。
【００８２】
前記熱処理済みの粉末を臼で粉砕し、篩に掛けた後、電気的特性を測定するために焼結過程を経た。焼結過程は前記熱処理済みの粉末１．２ｇをディスク状の１５Φモールドに充填した後、一軸加圧成形(uniaxial pressure)し、しかる後に、１５０ＭＰａの圧力で冷間静水圧プレスする過程で行った。前記成形体を電気炉で５℃／ｍｉｎの昇温速度で１０６０℃まで昇温させた後、前記温度を１２時間維持して焼結した。焼結の後、前記焼結体の両面に銀電極を塗布した後、５℃／ｍｉｎにて６００℃で焼付けした。
【００８３】
前記焼結体に対して周波数による相対誘電定数（図１１）と誘電損失（図１２）を測定した。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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