JP3324263B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JP3324263B2 JP3324263B2 JP05072394A JP5072394A JP3324263B2 JP 3324263 B2 JP3324263 B2 JP 3324263B2 JP 05072394 A JP05072394 A JP 05072394A JP 5072394 A JP5072394 A JP 5072394A JP 3324263 B2 JP3324263 B2 JP 3324263B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体共振器材料として
好適なカルシウム、マグネシウム、チタン、ネオジムお
よび酸素からなる主成分に対して、副成分としてＬａ2
Ｏ3 、Ｃｒ2Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 のうち少
なくとも１種を２重量％以下添加してなる誘電体磁器組
成物に関するものである。本発明の誘電体磁器組成物
は、誘電体共振器材料のほかに、例えばマイクロ波ＩＣ
用基板、誘電体調整棒等にも利用できる。
好適なカルシウム、マグネシウム、チタン、ネオジムお
よび酸素からなる主成分に対して、副成分としてＬａ2
Ｏ3 、Ｃｒ2Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 のうち少
なくとも１種を２重量％以下添加してなる誘電体磁器組
成物に関するものである。本発明の誘電体磁器組成物
は、誘電体共振器材料のほかに、例えばマイクロ波ＩＣ
用基板、誘電体調整棒等にも利用できる。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】近年、マイクロ波回路の
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また、共振
周波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度
特性の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいこと等の特性が
要求されている。
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また、共振
周波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度
特性の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいこと等の特性が
要求されている。
【０００３】このような誘電体磁器組成物として従来、
ＴｉＯ2 、ＢａＯ−ＴｉＯ2 等を主成分とするものが知
られているが、温度係数が大きかったり、マイクロ波帯
域での誘電損失が大きかったりして実用化するには困難
な面がある。また (１−ｘ) Ｌａ (Ｍｇ1/2 Ｔｉ1/2)Ｏ
3 −ｘＣａＴｉＯ3 の誘電体磁器組成物についての提案
（特開昭６１−１２８４１１号公報）もあるが充分に大
きいＱ値は得られていない。
ＴｉＯ2 、ＢａＯ−ＴｉＯ2 等を主成分とするものが知
られているが、温度係数が大きかったり、マイクロ波帯
域での誘電損失が大きかったりして実用化するには困難
な面がある。また (１−ｘ) Ｌａ (Ｍｇ1/2 Ｔｉ1/2)Ｏ
3 −ｘＣａＴｉＯ3 の誘電体磁器組成物についての提案
（特開昭６１−１２８４１１号公報）もあるが充分に大
きいＱ値は得られていない。
【０００４】更に、Ｂａ (Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3)Ｏ3 系、Ｂ
ａ (Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3)Ｏ3 系、Ｂａ(Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3)
Ｏ3 系等のペロブスカイト型構造を有する誘電体磁器組
成物も知られているが、これらは比誘電率が小さいため
に、例えば０．１〜５ＧＨｚ帯では共振器が大きくなり
すぎるという難点がある。
ａ (Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3)Ｏ3 系、Ｂａ(Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3)
Ｏ3 系等のペロブスカイト型構造を有する誘電体磁器組
成物も知られているが、これらは比誘電率が小さいため
に、例えば０．１〜５ＧＨｚ帯では共振器が大きくなり
すぎるという難点がある。
【０００５】
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体共振器材料、特
に０．１〜５ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Ｑが大きく、εr の
安定性がよい誘電体磁器組成物を提供することにある。
に０．１〜５ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Ｑが大きく、εr の
安定性がよい誘電体磁器組成物を提供することにある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、誘電体
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、カ
ルシウム、マグネシウム、チタン、ネオジムおよび酸素
の組合せからなる特定の磁器組成物に、副成分としてＬ
ａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ 3 のう
ち少なくとも１種を添加することで前記目的を達成でき
ることを知見した。本発明は、組成式、ｘ〔（ＣａＯ）
1-L （ＭｇＯ）L 〕・ｙＴｉＯ2 ・ｚＮｄ 2 Ｏ3 （式
中、０．４≦ｘ≦０．７２、０．２５≦ｙ≦０．４８
５、０．０３≦ｚ≦０．２０、０＜Ｌ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、ｘ／ｙ＞１である。）で表される、カルシウム、
マグネシウム、チタン、ネオジムおよび酸素からなる主
成分に対し、副成分としてＬａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 のうち少なくとも１種を２重量
％以下添加してなる誘電体磁器組成物に関するものであ
る。
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、カ
ルシウム、マグネシウム、チタン、ネオジムおよび酸素
の組合せからなる特定の磁器組成物に、副成分としてＬ
ａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ 3 のう
ち少なくとも１種を添加することで前記目的を達成でき
ることを知見した。本発明は、組成式、ｘ〔（ＣａＯ）
1-L （ＭｇＯ）L 〕・ｙＴｉＯ2 ・ｚＮｄ 2 Ｏ3 （式
中、０．４≦ｘ≦０．７２、０．２５≦ｙ≦０．４８
５、０．０３≦ｚ≦０．２０、０＜Ｌ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、ｘ／ｙ＞１である。）で表される、カルシウム、
マグネシウム、チタン、ネオジムおよび酸素からなる主
成分に対し、副成分としてＬａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 のうち少なくとも１種を２重量
％以下添加してなる誘電体磁器組成物に関するものであ
る。
【０００７】本発明の誘電体磁器組成物は、比誘電率が
大きいために、共振器の小型化が図れ、無負荷Ｑも大き
くなる。さらに共振周波数の温度係数τf が小さい。本
発明においてＣａＯとＭｇＯのモル分率を加えたものが
０．７２をこえるか、ＴｉＯ 2 のモル分率が０．２５よ
り小さいと、誘電率が小さくなる。またＣａＯとＭｇＯ
のモル分率の和が、ＴｉＯ2 のモル分率と等しいか、小
さいと、共振周波数の温度係数τf が大きくなるので、
ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和と、ＴｉＯ2 のモル分率
は上記範囲に限定される。さらにＭｇＯのモル分率と、
ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和との比が０であるとτf
が上昇し、１であると誘電率が低下するので、ＭｇＯの
モル分率と、ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和との比は上
記範囲に限定される。Ｎｄ2 Ｏ3 のモル分率が０．０３
より小さいと、τf が大きくなり、また０．２０より大
きくなると、無負荷Ｑが小さくなるので、Ｎｄ2 Ｏ3 の
モル分率は上記範囲に限定される。また、Ｌａ2 Ｏ3 、
Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 の添加量が、全
て０重量％であるか、１種類の添加量が２重量％より大
きいと無負荷Ｑが小さくなるため、副成分の添加量は上
記範囲に限定される。
大きいために、共振器の小型化が図れ、無負荷Ｑも大き
くなる。さらに共振周波数の温度係数τf が小さい。本
発明においてＣａＯとＭｇＯのモル分率を加えたものが
０．７２をこえるか、ＴｉＯ 2 のモル分率が０．２５よ
り小さいと、誘電率が小さくなる。またＣａＯとＭｇＯ
のモル分率の和が、ＴｉＯ2 のモル分率と等しいか、小
さいと、共振周波数の温度係数τf が大きくなるので、
ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和と、ＴｉＯ2 のモル分率
は上記範囲に限定される。さらにＭｇＯのモル分率と、
ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和との比が０であるとτf
が上昇し、１であると誘電率が低下するので、ＭｇＯの
モル分率と、ＣａＯとＭｇＯのモル分率の和との比は上
記範囲に限定される。Ｎｄ2 Ｏ3 のモル分率が０．０３
より小さいと、τf が大きくなり、また０．２０より大
きくなると、無負荷Ｑが小さくなるので、Ｎｄ2 Ｏ3 の
モル分率は上記範囲に限定される。また、Ｌａ2 Ｏ3 、
Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 の添加量が、全
て０重量％であるか、１種類の添加量が２重量％より大
きいと無負荷Ｑが小さくなるため、副成分の添加量は上
記範囲に限定される。
【０００８】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化チタン、酸化ネオジムの出発原料を所定量ず
つ、水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続い
て、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有
ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に１０００〜１３０
０℃で約２〜２５時間程度仮焼する。これによって形成
された仮焼物を粉砕し、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を少なくとも１種類所定量添加した後
に、ポリビニルアルコールの如き有機バインダと共に混
合して均質にし、乾燥、粉砕して、加圧成形（圧力１０
０〜１０００Ｋｇ／ｃｍ2）する。そして、この成形物
を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下に１３５０〜１６５
０℃で焼成すれば、上記組成式で表される誘電体磁器組
成物が得られる。
の一例を次に説明する。炭酸カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化チタン、酸化ネオジムの出発原料を所定量ず
つ、水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続い
て、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有
ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に１０００〜１３０
０℃で約２〜２５時間程度仮焼する。これによって形成
された仮焼物を粉砕し、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を少なくとも１種類所定量添加した後
に、ポリビニルアルコールの如き有機バインダと共に混
合して均質にし、乾燥、粉砕して、加圧成形（圧力１０
０〜１０００Ｋｇ／ｃｍ2）する。そして、この成形物
を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下に１３５０〜１６５
０℃で焼成すれば、上記組成式で表される誘電体磁器組
成物が得られる。
【０００９】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま、または必要に応じて、適当な形状およびサイズ
に加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘
電体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することが
でき、特に０．１〜５ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振
器としたときに優れた効果が奏される。
のまま、または必要に応じて、適当な形状およびサイズ
に加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘
電体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することが
でき、特に０．１〜５ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振
器としたときに優れた効果が奏される。
【００１０】なお、カルシウム、マグネシウム、チタ
ン、ネオジムの原料としては、ＣａＣＯ3 、ＭｇＯ、Ｔ
ｉＯ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 等の他に、焼成時に酸化物となる炭
酸塩、水酸化物等を使用することができる。
ン、ネオジムの原料としては、ＣａＣＯ3 、ＭｇＯ、Ｔ
ｉＯ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 等の他に、焼成時に酸化物となる炭
酸塩、水酸化物等を使用することができる。
【００１１】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的
に説明する。 実施例１ 炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）粉末、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）粉末、酸化ネ
オジム（Ｎｄ2 Ｏ3 ）粉末をエタノールと共にボールミ
ルに入れ、１２時間湿式混合した。この混合物をボール
ミルから取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、らい
潰機で１時間粉砕し、空気雰囲気下に１０００℃で５時
間仮焼をおこない、０．６〔ＣａＯ0.92ＭｇＯ0.08〕・
０．３ＴｉＯ2 ・０．１Ｎｄ2 Ｏ3 なる仮焼粉を得た。
に説明する。 実施例１ 炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）粉末、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）粉末、酸化ネ
オジム（Ｎｄ2 Ｏ3 ）粉末をエタノールと共にボールミ
ルに入れ、１２時間湿式混合した。この混合物をボール
ミルから取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、らい
潰機で１時間粉砕し、空気雰囲気下に１０００℃で５時
間仮焼をおこない、０．６〔ＣａＯ0.92ＭｇＯ0.08〕・
０．３ＴｉＯ2 ・０．１Ｎｄ2 Ｏ3 なる仮焼粉を得た。
【００１２】次いで、この仮焼粉にＬａ2 Ｏ3 を仮焼粉
重量に対し０．１重量％添加し、適量のポリビニルアル
コール溶液を加えて均一に混合した後、直径１５ｍｍ
φ、厚さ５ｍｍのペレットに成形して空気雰囲気下に１
５００℃で２時間焼成、焼結して本発明の誘電体磁器組
成物を得た。こうして得られた磁器組成物を適当な大き
さにカットした後、誘電共振法によって測定し、共振周
波数ｆ0 （３〜６ＧＨｚ）における無負荷Ｑおよび比誘
電率εr を求めた。また、共振周波数の温度依存性につ
いては、−４０〜５０℃の範囲で測定し、温度係数τf
を求めた。その結果を表２に示す。
重量に対し０．１重量％添加し、適量のポリビニルアル
コール溶液を加えて均一に混合した後、直径１５ｍｍ
φ、厚さ５ｍｍのペレットに成形して空気雰囲気下に１
５００℃で２時間焼成、焼結して本発明の誘電体磁器組
成物を得た。こうして得られた磁器組成物を適当な大き
さにカットした後、誘電共振法によって測定し、共振周
波数ｆ0 （３〜６ＧＨｚ）における無負荷Ｑおよび比誘
電率εr を求めた。また、共振周波数の温度依存性につ
いては、−４０〜５０℃の範囲で測定し、温度係数τf
を求めた。その結果を表２に示す。
【００１３】実施例２〜２３ 実施例１の炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チ
タン、酸化ネオジムの混合割合、およびＬａ2 Ｏ3 、Ｃ
ｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を表１記載の
ように変えた他は、実施例１と同様にして誘電体磁器組
成物を製造し、実施例１と同様に特性を測定した。その
結果を表２に示す。表において＊印を付したものは、本
発明の範囲外の比較例である。
タン、酸化ネオジムの混合割合、およびＬａ2 Ｏ3 、Ｃ
ｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を表１記載の
ように変えた他は、実施例１と同様にして誘電体磁器組
成物を製造し、実施例１と同様に特性を測定した。その
結果を表２に示す。表において＊印を付したものは、本
発明の範囲外の比較例である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、高誘電率で、Ｑが大き
く、τf の安定性がよい誘電体磁器組成物が得られる。
く、τf の安定性がよい誘電体磁器組成物が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−67999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−138008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−128411（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01B 3/12 335 B01B 3/12 333 B01B 3/12 304 C04B 35/46 H01P 7/10
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式、ｘ〔（ＣａＯ）1-L （Ｍｇ
Ｏ）L 〕・ｙＴｉＯ2・ｚＮｄ2 Ｏ3 （式中、０．４≦
ｘ≦０．７２、０．２５≦ｙ≦０．４８５、０．０３≦
ｚ≦０．２０、０＜Ｌ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｘ／ｙ＞
１である。）で表される、カルシウム、マグネシウム、
チタン、ネオジムおよび酸素からなる主成分に対し、副
成分としてＬａ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 および
Ｙ2 Ｏ3のうち少なくとも１種を２重量％以下添加して
なる誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05072394A JP3324263B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05072394A JP3324263B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07262823A JPH07262823A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3324263B2 true JP3324263B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=12866796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05072394A Expired - Fee Related JP3324263B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324263B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP05072394A patent/JP3324263B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07262823A (ja) | 1995-10-13 |
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