DE10042360C1 - Mikrowellen-Bauelement - Google Patents
Mikrowellen-BauelementInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Mikrowellen-Bauelement mit einem Grundkörper (1), einer Einkoppelfläche (6) und einer Auskoppelfläche (7), bei dem der Grundkörper (1) ein Keramikmaterial umfaßt, das wenigstens zwei verschiedene, in jeweils voneinander getrennte Phasen vorliegende Komponenten enthält, bei dem die Komponenten jeweils eine Perowskitstruktur aufweisen, die an den A-Plätzen Silber und an den B-Plätzen Niob und Tantal enthält, und bei dem die Zusammensetzung einer Komponente A und die Zusammensetzung einer Komponente B jeweils so gewählt ist, daß die Temperaturkoeffizienten ihrer Dielektrizitätskonstanten TKepsilon¶A¶ und TKepsilon¶B¶ in einem Temperaturintervall voneinander verschiedene Vorzeichen aufweisen. Vorteilhafterweise wird das Mischungsverhältnis von Komponente A/Komponente B so gewählt, daß sich entsprechend der Lichtenecker-Regel eine möglichst vollständige Kompensation von TKepsilon¶A¶ und TKepsilon¶B¶ ergibt. Der Temperaturverlauf von TKepsilon¶A¶ und TKepsilon¶B¶ kann vorteilhafterweise durch das Mengenverhältnis Niob/Tantal sowie durch Hinzufügen von Dotierstoffen eingestellt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mikrowellen-Bauelement mit einem
Grundkörper, einer Einkoppelfläche und einer Auskoppelfläche,
bei dem der Grundkörper ein Keramikmaterial umfaßt, das eine
Perowskitstruktur aufweist, die an den A-Plätzen Silber und
an den B-Plätzen Niob und Tantal enthält.
Mikrowellen-Bauelemente werden in Systemen zur drahtlosen Te
lekommunikation, Satellitenantennen, Radarsystemen oder auch
Mikrowellenöfen eingesetzt.
Die wichtigsten Eigenschaften der für die Bauelemente verwen
deten Keramikmaterialien sind ihre Dielektrizitätskonstanten
∈, der Temperaturkoeffizient ihrer Resonanzfrequenz TKf sowie
ihr Qualitätsfaktor Q × f, der ein Maß für die dielektrischen
Verluste in dem Material ist. Die genannten Eigenschaften
sind insbesondere für die Verwendung in Mikrowellenbauelemen
ten von Bedeutung. Je höher der Qualitätsfaktor ist, um so
geringer sind die dielektrischen Verluste und um so selekti
ver kann ein Mikrowellenbauelement mit Hilfe der Keramik auf
eine spezielle Frequenz zugeschnitten werden.
Im Zuge der anhaltenden Miniaturisierung der keramischen Bau
elemente, insbesondere im Frequenzbereich bis hin zu 1 bis 2 GHz
wird es immer wichtiger, keramische Materialien mit einer
hohen Dielektrizitätskonstanten zu verwenden. Solche Materia
lien gestatten die Herstellung von keramischen Bauelementen
mit sehr kleinen Dimensionen, die beispielsweise für Systeme
der drahtlosen Telekommunikation vorteilhaft eingesetzt wer
den können.
Aus der Druckschrift JP 01234358 A ist ein Mikrowellen-
Bauelement mit einem Grundkörper aus einem Keramikmaterial
bekannt, das auf der Basis von Titanoxid, Bariumoxid und Neodymoxid
hergestellt ist, wobei die Keramik einen Zusatz an
Samariumoxid enthält. Durch die Menge des beigegebenen Sama
riumoxids wird das Temperaturverhalten der Resonanzfrequenz
der Keramik eingestellt. Aus der Druckschrift JP 02239150 A
ist eine Keramikzusammensetzung für Mikrowellenanwendungen
bekannt, die auf der Basis von Bariumoxid, Titanoxid, Samari
umoxid, Ceroxid und Neodymoxid hergestellt ist.
Die in den japanischen Dokumenten genannten Mikrowellen-
Bauelemente haben den Nachteil, daß sie einen relativ gerin
gen Wert der Dielektrizitätskonstante ∈ zwischen 85 und 90
aufweisen. Dadurch können stark miniaturisierte Mikrowellen
bauelemente mit diesen Keramikmaterialien nicht hergestellt
werden.
Aus der Druckschrift A. Kania, Ag(Nb1-xTax)O3 Solid
Solutions - Dielectric Properties and Phase Transitions,
Phase Transitions, 1983, Volume 3, pp. 131 bis 140, ist ein
Mikrowellen-Bauelement mit einem Keramikmaterial bekannt, das
auf der Basis von Silber, Niob und Tantal, im folgenden ANT
genannt, hergestellt ist und das in Form einer "Solid Soluti
on" der beiden Materialien AgNbO3 und AgTaO3 vorliegt. Die in
dieser Druckschrift beschriebene Keramik weist die Zusammen
setzung Ag(Nb1-xTax)O3, im folgenden ANTx genannt, auf, wobei
x zwischen 0 und 0,7 variieren kann. Je nach Zusammensetzung
weist die Keramik bei einer Temperatur von etwa 300 K ein ∈
zwischen 80 und 400 auf.
Aus der Druckschrift Matjaz Valant, Danilo Suvorov, New High-
Permittivity Ag(Nb1-xTax)O3 Microwave Ceramics: Part 2, Di
electric Characteristics, J. Am. Ceram. Soc. 82 [1],
pp. 88-93 (1999) ist es bekannt, daß scheibenförmige Kera
mikkörper aus ANTx mit einem x-Parameter zwischen 0,46 und
0,54 eine starke relative Änderung der Dielektrizitätskon
stanten ∈ im Temperaturintervall zwischen -20°C und 120°C
aufweisen. Dabei wurde insbesondere gezeigt, daß der Verlauf
der relativen Änderung von ∈ mit der Temperatur einer Kurve
folgt, die zwischen 20°C und 70°C ein Maximum aufweist und
Werte zwischen -0,07 und 0,01 annimmt.
Ferner ist aus der Druckschrift WO 98/0344 A1 bekannt, daß
durch Dotierung von ANT mit Lithium, Wolfram, Mangan oder
Wismut der Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstan
ten TK∈ bei einzelnen Temperaturen auf sehr kleine Werte bis
zu +/-70 ppm/K reduziert werden kann.
Die aus den bekannten ANT-Materialien hergestellten Mikrowel
len-Bauelemente weisen zwar ein hohes ∈ auf, haben jedoch den
Nachteil, daß TK∈ in dem für Anwendungen interessanten Tempe
raturbereich zwischen -20°C und 80°C relativ hohe Werte
aufweist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mikrowel
len-Bauelement mit einem Grundkörper aus einem Keramikmateri
al bereitzustellen, das eine hohe Dielektrizitätskonstante ∈
sowie einen geringen Temperaturkoeffizienten TK∈ bei niedri
gen dielektrischen Verlusten aufweist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Mikrowellen-
Bauelement nach Patentanspruch 1 erreicht. Weitere Ausgestal
tungen der Erfindung sind den folgenden Ansprüchen zu entneh
men.
Die Erfindung gibt ein Mikrowellen-Bauelement an mit einem
Grundkörper, einer Einkoppelfläche und einer Auskoppelfläche,
bei dem der Grundkörper ein Keramikmaterial umfaßt, das we
nigstens zwei verschiedene Komponenten enthält, die jeweils
in voneinander getrennten Phasen vorliegen. Jede der Kompo
nenten weist dabei eine Perowskitstruktur auf, die an den A-
Plätzen Silber und an den B-Plätzen Niob und Tantal enthält.
Die Zusammensetzung einer der Komponenten (Komponente A) und
die Zusammensetzung einer weiteren der Komponenten (Komponen
te B) sind jeweils so gewählt, daß die Temperaturkoeffizien
ten ihrer Elektrizitätskonstanten TK∈A und TK∈B in einem Temperaturintervall
voneinander verschiedene Vorzeichen aufwei
sen.
Das auf ANT basierende Mikrowellen-Bauelement hat den Vor
teil, daß die Keramik ein hohes ∈ < 300 aufweist. Ferner hat
das erfindungsgemäße Mikrowellen-Bauelement den Vorteil, daß
es niedrige dielektrische Verluste aufweist. Durch die Mi
schung zweier Komponenten, die jeweils ein TK∈ mit unter
schiedlichen Vorzeichen aufweisen, kann erreicht werden, daß
sich die Temperaturabhängigkeiten der Dielektrizitätskonstan
ten größtenteils kompensieren, so daß das erfindungsgemäße
Keramikmaterial ein kleineres TK∈ als seine Komponenten auf
weist. Die Kompensation kann dabei nicht nur stellenweise bei
festen Temperaturen, sondern über das ganze Temperaturinter
vall erfolgen, innerhalb dessen die einzelnen Komponenten un
terschiedliche Vorzeichen aufweisen. Die Kompensation be
schränkt sich also nicht auf einzelne Punkte auf der Tempera
turskala.
Da die Komponenten in dem erfindungsgemäßen Keramikmaterial
als getrennte Phasen vorliegen, kann der TK∈ des Keramikmate
rials für den Fall, daß es lediglich aus zwei verschiedenen
Komponenten besteht, durch die im folgenden formulierte Lich
tenecker-Regel angegeben werden:
TK∈ = V × TK∈A + (1 - V) × TK∈B.
Dabei bedeutet V den Volumenanteil der Komponente A am Ge
samtvolumen der Komponenten und TK∈A beziehungsweise TK∈B die
Temperaturkoeffizienten der Komponenten A und B.
Aus der Lichtenecker-Regel geht hervor, daß durch geeignete
Wahl des Volumenanteils der Komponente A für eine bestimmte
Temperatur eine vollständige Kompensation der Temperatur
koeffizienten der Dielektrizitätskonstanten erfolgen kann.
Diese Lichtenecker-Regel wird nun benutzt, um einen optimalen
Volumenanteil der Komponente A am Gesamtvolumen der Komponenten
A und B zu bestimmen, so daß in dem Temperaturintervall,
innerhalb dessen die einzelnen Komponenten unterschiedliche
Vorzeichen aufweisen, eine optimale Kompensation der Tempera
turkoeffizienten erzielt werden kann.
Dazu wird erfindungsgemäß der Volumenanteil der Komponente A
am Gesamtvolumen der Komponenten A und B so gewählt, daß er
weniger als 25% von einem Volumenanteil V abweicht, der
durch die folgende Formel berechnet ist:
V × SA + (1 - V) × SB = 0.
Dabei bedeuten SA und SB jeweils die Steigung derjenigen Ge
raden, die am besten an den jeweiligen temperaturabhängigen
Verlauf der relativen Änderung der Dielektrizitätskonstanten
der Komponente A beziehungsweise der Komponente B in dem Tem
peraturintervall angepaßt ist.
Durch die erfindungsgemäße Übertragung der für einzelne Tem
peraturen gültigen Lichtenecker-Regel auf ein Temperaturin
tervall kann erreicht werden, daß eine optimale Kompensation
von Temperaturkoeffizienten TK∈ mit verschiedenen Vorzeichen
erzielt wird. Mit Hilfe der oben angegebenen Rechenvorschrift
wird das mit dem Volumenanteil gewichtete Mittel der Tempera
turkoeffizienten TK∈ zur Berechnung geeigneter Volumenanteile
benutzt.
Da die der Berechnung zugrundeliegende Lichtenecker-Regel die
TK∈-Werte linear addiert, funktioniert die Kompensation der
Temperaturkoeffizienten TK∈ um so besser, je besser der tem
peraturabhängige Verlauf der relativen Änderung der Dielek
trizitätskonstanten der einzelnen Komponenten an einen linea
ren Verlauf angepaßt werden kann. Daher ist es erstrebens
wert, durch eine geeignete Zusammensetzung der Komponenten
einen solchen linearen Verlauf möglichst gut anzunähern.
Eine solche Annäherung eines linearen Verhaltens kann beson
ders vorteilhaft dadurch erfolgen, indem bei einer der Kompo
nenten das Mengenverhältnis Niob/Tantal geeignet gewählt ist.
Eine weitere Möglichkeit, den temperaturabhängigen Verlauf
von TK∈ in günstiger Weise zu beeinflussen, besteht darin,
einer Komponente einen oder mehrere Dotierstoffe einer Kon
zentration von jeweils maximal 20% beizugeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
Es werden verschiedene ANT-Keramikmaterialien beschrieben,
die als Komponente A beziehungsweise Komponente B für das er
findungsgemäße Mikrowellen-Bauelement verwendet werden kön
nen. Es werden ferner Keramikmassen beschrieben, die durch
Mischen einer Komponente A mit einer Komponente B jeweils als
kalzinierte Partikel und anschließendes Sintern hergestellt
sind und für den Grundkörper des erfindungsgemäßen Mikrowel
len-Bauelements geeignet sind. Von den beschriebenen Keramik
materialien wurden jeweils Scheibenproben hergestellt, die
mit einer oberen und einer unteren Elektrode versehen und so
mit zu einem Kondensator ergänzt wurden. An diesen Scheiben
proben wurde der Verlauf der relativen Änderung der Kapazität
in Abhängigkeit von der Temperatur, im folgenden einfach Ver
lauf genannt, sowie die in den Tabellen angegebenen elektri
schen Parameter gemessen.
Fig. 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-
Bauelement im schematischen Querschnitt.
Die übrigen Fig. 2 bis 19 zeigen jeweils den Verlauf von
verschiedenen ANT-Materialien, die als Komponente A bezie
hungsweise Komponente B für das erfindungsgemäße Mikrowellen-
Bauelement verwendet werden können.
Die Fig. 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19 zeigen zusätzlich den
Verlauf von Mischungen einer Komponente A mit einer Komponen
te B.
In den Figuren ist jeweils die relative Änderung der Kapazi
tät ΔC/C der Scheibenprobe in Abhängigkeit von der Temperatur
angegeben. Die Änderung der Kapazität ist über C = ∈ × A/d
direkt mit der Größe Δε/ε verknüpft.
Fig. 1 zeigt ein Mikrowellen-Bauelement, das ein monolithi
scher Filter ist. Er besteht aus einem Grundkörper 1 mit
Durchbohrungen 2, 3. Die Oberfläche des Grundkörpers 1 ist
mit Ausnahme einer Rückseite 4 (nicht sichtbar) mit einer Me
tallisierung 5 versehen. Zum Ein- und Auskoppeln von HF-
Signalen ist eine Einkoppelfläche 6 und eine Auskoppelfläche
7 vorgesehen, die von der Metallisierung 5 getrennt sind.
Zwischen der Einkoppelfläche 6 und der Auskoppelfläche 7 be
findet sich ein Masseanschluß 8, der ebenfalls von der Metal
lisierung 5 getrennt ist. Die metallisierten Flächen werden
in Form einer Silber-Einbrennpaste oder als galvanische Me
tallisierung hergestellt. Die Zahl der Durchbohrungen 2, 3
kann in weiteren Ausführungsbeispielen zwischen 1 und 10 oder
sogar noch mehr variieren.
In den folgenden Beispielen werden verschiedene Möglichkeiten
für die keramische Zusammensetzung des Grundkörpers 1 be
schrieben.
Die folgenden Beispiele zeigen Proben, bei denen als Sinter
hilfsmittel Vanadiumoxid (V2O5) verwendet wurde. Dadurch
konnte die Sintertemperatur von 1140°C auf eine Temperatur
zwischen 1050°C und 1080°C reduziert werden, was für ver
schiedene Anwendungen von ANT wünschenswert ist. Die Beigabe
von V2O5 ändert nicht die Zusammensetzung der ANT-Phase, da
sich das Vanadiumoxid an Korngrenzen in einer vanadiumreichen
eigenen Phase anreichert, wie Mikrostrukturanalysen gezeigt
haben.
Die folgenden Beispiele gemäß Fig. 2 zeigen Proben der Zu
sammensetzung (Ag1-yMI y)(Nb1-xTax)O3 mit y = 0,1 und x = 0,5.
Fig. 2A zeigt dabei den Verlauf von ΔC/C, wobei MI bei Kurve
4 Lithium, bei Kurve 6 Natrium und bei Kurve 7 Kalium ist.
Kurve 5 zeigt eine undotierte ANT-Probe der oben genannten
Zusammensetzung, wobei gilt: y = 0. Fig. 2B zeigt die Kurven
aus Fig. 2A mit einem vergrößerten Längenmaßstab der Ordina
te.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die dielektrischen Eigenschaften
der mit einem Metall MI versehenen ANT-Proben aus Fig. 2.
In der ersten Spalte der Tabelle 1 sind die Eigenschaften für
eine undotierte ANT-Probe angegeben. In der zweiten, dritten
und vierten Spalte sind die Daten für eine mit Lithium (Kurve
4), Natrium (Kurve 6) beziehungsweise Kalium (Kurve 7) do
tierte ANT-Probe angegeben. In den ersten beiden Zeilen der
Tabelle 1 sind die bei Radiofrequenz gemessenen Werte für ∈
beziehungsweise für den Verlustwinkel tanδ angegeben. In der
dritten und vierten Zeile sind die bei 2 GHz gemessenen Werte
für die Dielektrizitätskonstante ∈' sowie für den Qualitäts
faktor Q × f in der Einheit GHz angegeben. In der fünften Zeile
der Tabelle 1 ist die jeweilige Sintertemperatur, bei der die
Probe hergestellt wurde, angegeben.
Die angegebenen Proben zeichnen sich alle durch hohe Dielek
trizitätskonstanten aus.
Durch die Dotierung mit Natrium (vgl. Kurve 6) wird das Maxi
mum des Temperaturverlaufes breiter und zugleich wird die Ab
hängigkeit bei tiefen Temperaturen stärker. Die Dotierung mit
Hilfe von Kalium verflacht den Temperaturverlauf, wodurch die
Temperaturabhängigkeit in dem gesamten untersuchten Bereich
zwischen -80°C und 120°C verringert wird.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde zusätzlich zur Dotie
rung an den A-Plätzen noch das Verhältnis Niob/Tantal vari
iert.
Fig. 3 zeigt den Temperaturverlauf für eine Komponente A der
Zusammensetzung (Ag1-yMI y)(Nb1-xTax)O3 mit MI = Kalium und
y = 0,1, wobei für Kurve 8x = 0,46, für Kurve 9x = 0,48,
für Kurve 10x = 0,52 und für Kurve 11x = 0,54 gilt.
Fig. 4 zeigt den Temperaturverlauf für eine Komponente A der
Zusammensetzung (Ag1-yMI y)(Nb1-xTax)O3 mit y = 0,1 und MI = Na
trium, wobei für Kurve 12x = 0,46, für Kurve 13x = 0,5 und
für Kurve 14x = 0,54 gilt.
Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, beeinflußt die Va
riation des Niob/Tantal-Verhältnisses die Steigung der Kurven
im Bereich hoher Temperaturen. Mit steigender Niob-Konzentra
tion ändert sich die Steigung der Kurven von einem stark fal
lenden zu einem schwach steigenden Verlauf. Wie aus Fig. 4
hervorgeht, beeinflußt die Variation des Niob/Tantal-Verhält
nisses bei natriumdotierten ANT-Proben die Lage des Kurvenma
ximums, das von 100°C zu 50°C verschoben werden kann. Ande
re dielektrische Eigenschaften wurden durch die Änderung des
Niob/Tantal-Verhältnisses kaum verändert, so daß deren Werte
von den in Tabelle 1 angegebenen Werten weniger als 10% ab
weichen.
Eine weitere Möglichkeit der Dotierung besteht darin, an den
A-Plätzen der Perowskitstruktur ein Metall MIII und an den B-
Plätzen der Perowskitstruktur ein Metall MIV als Dotierstoff
gemäß der Formel (Ag1-yMIII y)((Nb1-xTax)1-yMIV y)O3 zu verwen
den. Um die elektronischen Eigenschaften des Kristallgitters
nicht zu verändern, muß dabei jeweils ein Dotierstoff mit ei
ner gegenüber dem Wirtsmetall um +1 erhöhten Vakanz mit einem
zweiten Dotierstoff mit einer gegenüber dem Wirtsmetall um -1
erniedrigten Vakanz kombiniert werden. Die Ionenradien der
verwendeten Dotierstoffe sind dabei in einem bestimmten Be
reich unkritisch, da beide Dotierstoffe sowohl größer als
auch kleiner als das jeweilige Wirtsion sein können.
In den folgenden Beispielen (Fig. 5, 6, 7, 8) sind die je
weils in der Tabelle 2 angegebenen Dotierstoffe an den
A-Plätzen beziehungsweise an den B-Plätzen verwendet worden,
wobei jeweils 5% des Silbers beziehungsweise von Niob/Tantal
durch den Dotierstoff ersetzt worden sind und gleichzeitig
gilt x = 0,5.
In der folgenden Tabelle 2 sind die einzelnen Beispiele für
verschiedene Dotierungen von ANT mit den an diesen Proben ge
messenen Werte für ∈, tanδ sowie für die Schrumpfung S (in %)
des Keramikmaterials nach Tempern von 5 Stunden bei einer
Temperatur von 1050°C angegeben. Die Dielektrizitätskonstan
te von allen zweifach dotierten Proben zeigt dabei sehr hohe
Werte zwischen 275 und 433. Mit Barium und Zirkon dotierte
Proben zeigen ein ∈ von 590, sind jedoch wegen hoher dielek
trischer Verluste für Mikrowellenkomponenten nicht geeignet.
Die dielektrischen Verluste der anderen Proben wurden bei 1 MHz
gemessen, mit dem Ergebnis, daß diese nicht größer als
1,6 × 10-3 sind. Daher sind die anderen Proben für Mikrowel
lenanwendungen sehr gut geeignet. Zu beachten ist in diesem
Zusammenhang auch, daß das Element Samarium durch andere Ver
treter der Seltenen Erden wie Lanthan, Cer, Praseodym, Neo
dym, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Er
bium, Thulium, Ytterbium oder Lutetium ersetzt werden kann.
Fig. 5 zeigt den Verlauf für Proben, die am B-Platz mit Zinn
dotiert sind. Dabei wurde jeweils am A-Platz und am B-Platz 5 Mol-%
des ANT-Ausgangsmaterials durch einen Dotierstoff er
setzt (y = 0,05). Kurve 15 zeigt den Verlauf für Barium, Kur
ve 16 für Strontium, Kurve 17 für Kalzium und Kurve 18 für
Blei als Dotierstoff am A-Platz der Perowskitstruktur.
Fig. 6 zeigt jeweils den Verlauf für Proben (y = 0,05), bei
denen am B-Platz Zirkon als Dotierstoff verwendet wurde. Da
bei zeigt Kurve 19 den Verlauf für Kalzium, Kurve 20 den Ver
lauf für Barium, Kurve 21 den Verlauf für Strontium und Kurve
22 den Verlauf für Blei als Dotierstoff am A-Platz der
Perowskitstruktur.
Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß der Verlauf nicht linear ist
und mit dem verwendeten Dotierstoff variiert. Alle Proben
zeigen einen negativen Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante
für Temperaturen zwischen der Raumtemperatur
(20°C) und 125°C. Unterhalb der Raumtemperatur zeigen die
Kurven ein Maximum. Die Lage des Maximums hängt dabei von der
gewählten Zusammensetzung beziehungsweise des gewählten Do
tierstoffes ab.
Fig. 7 zeigt den Verlauf für diejenigen ANT-Proben, bei de
nen am A-Platz Wismut als Dotierstoff verwendet wurde. Dabei
zeigt Kurve 23 den Verlauf für Scandium, und Kurve 24 den
Verlauf für Gallium beziehungsweise Indium als Dotierstoff
für den B-Platz, die sich auf der hier gewählten Skala nicht
voneinander unterscheiden lassen.
Fig. 8 zeigt den Verlauf für ANT-Proben, bei denen Samarium
als Dotierstoff für den A-Platz gewählt wurde. Dabei zeigt
Kurve 26 den Verlauf für Scandium, Kurve 27 den Verlauf für
Gallium und Kurve 25 den Verlauf für Indium als Dotierstoff
für die B-Plätze der Proben.
Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Proben zeigen einen ne
gativen Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante
im gesamten untersuchten Temperaturintervall zwischen -20°C
und 125°C. Die Abhängigkeit ist dabei fast linear mit einer
Steigung, die weitgehend unabhängig von der Kombination der
Dotierstoffe an den A- beziehungsweise B-Plätzen ist.
Aufgrund des linearen Verlaufs der Temperaturabhängigkeit
sind diese Proben aus Fig. 7 und Fig. 8 besonders zur Ver
wirklichung des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements ge
eignet.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde am Beispiel von mit
Wismut/Gallium dotiertem ANT der Einfluß des Anteils der Do
tierstoffe auf den Temperaturverlauf der Dielektrizitätskon
stante untersucht. Dabei wurde ausgegangen von einem ANT-
Keramikmaterial der Zusammensetzung
(Ag1-yBiy)((Nb1-xTax)1-yGay)O3 mit x = 0,44.
Für die Werte y = 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; und 0,05 wurden
entsprechende Proben hergestellt. Die Herstellung der Proben
erfolgte dabei durch einen (Nb, Ta, Ga)-Oxid Precursor, der
zusammen mit V2O5 bei 1220°C für 20 Stunden kalziniert wur
de.
Zwischendrin wurde der Precursor immer wieder abgekühlt und
durch ein Sieb gepreßt, um eine möglichst homogene Mischung
auf atomarer Ebene zu erreichen. Silber und Wismut wurden an
schließend in den pulverisierten Precursor beigegeben und für
10 Stunden auf 950°C erhitzt. Anschließend wurde das Kera
mikmaterial für eine Dauer von 5 Stunden bei 1070°C in einer
Sauerstoffatmosphäre gesintert.
Der bei 1 MHz gemessene Verlauf dieser Proben ist in Fig. 9
dargestellt. Dabei zeigt Kurve 28 den Verlauf für y = 0, Kur
ve 29 den Verlauf für y = 0,01, Kurve 30 den Verlauf für
y = 0,02, Kurve 31 den Verlauf für y = 0,03, Kurve 32 den
Verlauf für y = 0,04 und Kurve 33 den Verlauf für y = 0,05.
In einer weiteren Versuchsreihe wurden darüber hinaus anstel
le von Wismut/Gallium als Dotierstoffe das Paar Samari
um/Gallium vermessen, mit dem Ergebnis, daß das Ersetzen von
Wismut durch Samarium kaum einen Einfluß auf den Temperatur
verlauf hat. Auch bezüglich der anderen dielektrischen Eigen
schaften konnte kein signifikanter Unterschied zwischen der
Dotierstoffkombination Wismut/Gallium und der Dotierstoffkom
bination Samarium/Gallium beobachtet werden. In allen Fällen
hat eine Dotierstoffkonzentration von beispielsweise 5 Mol-%
die Dielektrizitätskonstante leicht auf einen Wert ∈ < 420
angehoben, während der Q × f-Wert auf < 350 GHz, gemessen bei
2 GHz, gesunken war.
Aufgrund des nahezu linearen Verlaufs sind die in Fig. 9 ge
zeigten ANT-Proben mit einer Dotierstoffkonzentration größer
als 2 Mol-% besonders interessant für die Verwendung als Komponente
A oder Komponente B in dem erfindungsgemäßen Mikro
wellen-Bauelement.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde ohne Dotierstoffe un
tersucht, wie sich eine Änderung des Verhältnisses von Ni
ob/Tantal auf den Temperaturverlauf von ANT-Proben auswirkt.
Dazu wurden 7 Proben hergestellt, die die Zusammensetzung
Ag(Nb1-xTax)O3 aufweisen, wobei der Parameter x zwischen 0,35
und 0,65 variiert. Dabei wurde dasselbe Herstellungsverfahren
wie bei den zweifach dotierten, in der Fig. 9 dargestellten
Proben verwendet.
Fig. 10 zeigt die bei einer Frequenz von 1 MHz gemessene
Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante dieser
Proben. Dabei beschreibt Kurve 34 die Zusammensetzung für x =
0,35, Kurve 35 die Zusammensetzung für x = 0,4, Kurve 36 für
x = 0,42, Kurve 37 für x = 0,44, Kurve 38 für x = 0,5, Kurve
39 für x = 0,6 und Kurve 40 für x = 0,65.
Die Ergebnisse gemäß Fig. 10 zeigen, daß lediglich durch Va
riation des Verhältnisses Niob/Tantal sowohl ein monoton
wachsendes als auch ein monoton fallendes Verhalten für den
Temperaturkoeffizienten hergestellt werden kann. Dabei liegt
die Grenze zwischen wachsendem und fallendem Verhalten etwa
bei x = 0,5.
Aufgrund des annähernd linearen Verlaufs sind insbesondere
die zu den Kurven 34 sowie 39 und 40 aus Fig. 10 gehörenden
Keramikzusammensetzungen für die Verwendung in dem erfin
dungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement als Komponente A oder B
sehr gut geeignet.
In einer weiteren Versuchsreihe wurden verschiedene Keramik
materialien als Mischung einer Komponente A und einer Kompo
nente B, basierend auf den bisher gewonnenen Versuchsergeb
nissen, hergestellt. Dabei wurden die jeweiligen Komponenten
getrennt kalziniert und zu einem Pulver weiterverarbeitet.
Anschließend wurden die Pulver der Komponente A und der Kom
ponente B miteinander vermischt und sodann gesintert.
Damit die Kompensation gegenläufiger Temperaturverläufe funk
tioniert, müssen die Komponenten A und B in voneinander ge
trennten Phasen vorliegen. Versuche haben gezeigt, daß es da
zu erforderlich ist, die Komponenten A und B jeweils in Form
von Partikeln mit einer Partikelgröße < 5 µm zu vermischen.
Falls kleinere Partikelgrößen verwendet werden, findet zwi
schen den Komponenten durch Diffusion ein Materialaustausch
statt und es bildet sich eine "Solid Solution", die ein neues
Material mit entsprechend neuen Eigenschaften darstellt. Eine
einfache "lineare Superposition" der Komponenten A und B, wie
sie durch die Lichtenecker-Regel beschrieben wird, ist dann
nicht mehr möglich. Die Verwendung von Partikeln größer als 5 µm
bewirkt, daß sich aufgrund der langsamen Diffusionsprozes
se lediglich Randgebiete der Partikel miteinander vermischen,
so daß im wesentlichen noch getrennte Phasen von Komponente A
und Komponente B übrig bleiben.
Für das phasenheterogene Keramikmaterial wurde als Komponente
A eine Keramik der Zusammensetzung Ag(Nb1-xTax)O3 und für die
Komponente B eine Keramik der Zusammensetzung
(Ag1-yBiy)((Nb1-xTax)1-yGay)O3 mit y = 0,05 verwendet. Dabei
wurde als Parameter x jeweils der Wert 0,4 gewählt.
Fig. 11A zeigt den Verlauf für diese Proben, wobei das ge
wichtsbezogene Verhältnis der Komponenten A und B bei Kurve
43 50/50, bei Kurve 44 45/55, bei Kurve 45 42,5/57,5, bei
Kurve 46 35/65 und bei Kurve 47 40/60 beträgt. Kurve 41 zeigt
den Verlauf für Komponente A, während Kurve 48 den Verlauf
für Komponente B zeigt. Fig. 11B zeigt die Kurven aus Fig.
11A mit einer größeren Skala für die Ordinate.
Dabei zeigt sich, daß die Mischung mit Komponente A/Kompo
nente B gleich 42,5/57,5 die geringste Temperaturabhängigkeit
der Dielektrizitätskonstanten aufweist. Innerhalb des Tempe
raturintervalls von -20°C bis 80°C variiert die Dielektri
zitätskonstante um weniger als ±0,5%. Desweiteren weist
diese Probe eine hohe Dielektrizitätskonstante von 420 und
auch einen ausreichend hohen Q × f-Wert von 425 GHz auf.
Mit ähnlichen Komponenten A und B, die sich durch die Wahl
eines Parameters x = 0,44 von den in Fig. 11 gezeigten un
terscheiden, wurden weitere Proben hergestellt.
Für diese Proben wurde gefunden, daß die geringste Tempera
turabhängigkeit für ein Mischungsverhältnis 50/50 (gemessen
in Gew.-%) gegeben ist. Für diese Probe mit A/B = 50/50 wurde
eine Dielektrizitätskonstante von 428 und ein Q × f-Wert von
483 gemessen. Im Temperaturintervall zwischen -20°C und
80°C variiert die Dielektrizitätskonstante um weniger als
±1%.
In einer weiteren Versuchsreihe wurden, ausgehend von den
oben genannten Komponenten A und B in ihrer allgemeinen For
mulierung, für den x-Wert 0,38 verschiedene Mischungsverhält
nisse getestet. Das Ergebnis davon war, daß bezüglich der
Kompensation Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskon
stante das Mischungsverhältnis A/B = 32,5/67,5 den optimalen
Wert liefert, wobei in einem Temperaturintervall zwischen
-20°C und 80°C die Dielektrizitätskonstante weniger als
±0,25% variiert. Diese Probe weist jedoch eine hohe Konzen
tration an einer Phase mit hohen dielektrischen Verlusten
auf, wodurch der Q × f-Wert der Probe auf 335 reduziert ist.
In der folgenden Tabelle 3 sind die dielektrischen Eigen
schaften der untersuchten phasenheterogenen Keramikmateriali
en zusammengestellt. In der ersten Spalte ist der Wert für
den Parameter x angegeben. In der zweiten Spalte ist das ge
wichtsbezogene Mischungsverhältnis der Komponenten A und B
angegeben. Die Spalten 3, 4, 5 und 6 zeigen die Schrumpfung S
(angegeben in %), die Dielektrizitätskonstante ∈, die maximale
relative Änderung der Dielektrizitätskonstante innerhalb
des Temperaturintervalls von -20°C bis 80°C sowie den Q × f-
Wert, gemessen in GHz.
Gegenstand von nachfolgenden Untersuchungen war es, ein wei
teres geeignetes Sinterhilfsmittel zu finden. Mit Borsäure
(H3BO3) wurde ein solches Sinterhilfsmittel gefunden. Die
Borsäure kann mit einem Gewichtsanteil von 1 bis 5% dem ANT
beigegeben werden. Während des Sinterns der Keramik schrumpft
sie dabei um 14%, ohne irgendwelche Anzeichen von Zersetzung
aufzuweisen. Daraus geht hervor, daß H3BO3 gut als Sinter
hilfsmittel geeignet ist. Insbesondere ist H3BO3 auch dazu
geeignet, die Sintertemperatur von 1220°C auf unter 1140°C
zu verringern.
Elektrische Messungen an einer ANTx-Probe mit x = 0,42 sowie
mit einer Zugabe von 1 Gew.-% H3BO3 haben gezeigt, daß die
Borsäure als Sinterhilfsmittel weder die Dielektrizitätskon
stante noch die dielektrischen Verluste in unzulässiger Weise
beeinflußt.
Es konnte darüber hinaus gezeigt werden, daß die Borsäure als
Sinterhilfsmittel im Vergleich zu V2O5 die Temperaturabhän
gigkeit der Dielektrizitätskonstante positiv beeinflußt.
In Fig. 12 ist der Temperaturverlauf einer ANTx-Probe
(x = 0,42) mit einer Zugabe von 2 Gew.-% H3BO3 (Kurve 50)
bzw. mit einer Zugabe von 2 Gew.-% V2O5 (Kurve 49) darge
stellt. Aus Fig. 12 geht hervor, daß die Borsäure das Tempe
raturverhalten der Dielektrizitätskonstante, verglichen mit
V2O5, positiv beeinflußt.
In nachfolgenden Untersuchungen wurde geprüft, inwieweit die
Realisierung des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements
ohne die Beteiligung von Dotierstoffen lediglich unter Ver
wendung von ANTx mit variierendem Niob-Tantal-Verhältnis ge
lingt. Darüber hinaus wurde der Einfluß von verschiedenen Ge
wichtsanteilen von zugegebenem H3BO3 als Sinterhilfsmittel
getestet.
Bei den im folgenden beschriebenen Proben wurde jeweils
1 und 1,5 Gew.-% H3BO3 vor der abschließenden Kalzination bei
950°C dem Keramikmaterial beigegeben. Anschließend wurde die
Keramik bei 1070°C für eine Dauer von 5 Stunden gesintert.
Danach wurden die dielektrischen Eigenschaften der so herge
stellten Materialien bei Frequenzen von 1 MHz und etwa
2 GHz untersucht.
Als Komponente B für die erfindungsgemäße Komposit-Keramik
wurde die aus den bereits weiter oben beschriebenen Zusammen
setzungen bekannte Komponente B (ANTx mit x = 0,65) verwen
det. Die Komponenten wurden als Granalien mit einer mittleren
Korngröße von 30,9 µm (Komponente A) beziehungsweise 27,7 µm
(Komponente B) miteinander vermischt und anschließend gemein
sam gesintert.
In einer ersten Versuchsreihe wurde eine Komponente B mit 1 Gew.-%
H3BO3 sowie mehrere mögliche Komponenten A mit ver
schiedenen Überschüssen an Niob bezüglich Tantal untersucht.
Die Ergebnisse sind in Fig. 13 dargestellt. Dabei beziehen
sich die Kurven 51 bis 54 auf jeweils eine Komponente A mit
variierendem x-Gehalt und die Kurve 55 auf die oben genannte
Komponente B mit x = 0,65. Kurve 51 beschreibt dabei die Zu
sammensetzung der Komponente B mit x = 0,35, Kurve 52 mit
x = 0,38, Kurve 53 mit x = 0,40 und Kurve 54 mit x = 0,42.
Fig. 13 zeigt, daß insbesondere die Zusammensetzung gemäß
Kurve 51 eine gute Linearität des Verlaufs aufweist, wie er
besonders zum Einsatz als Komponente A in dem erfindungsgemä
ßen Mikrowellen-Bauelement geeignet ist.
Mit den in Fig. 13 gezeigten verschiedenen Komponenten A
wurden Keramikmaterialien mit verschiedenen Mischungsverhält
nissen Komponente A/Komponente B gemäß der folgenden Tabelle
4 hergestellt. In der ersten Spalte von Tabelle 4 ist der je
weils verwendete Überschuß an Niob der Komponente A als x-
Wert angegeben. In der zweiten Spalte ist das gewichtsbezoge
ne Verhältnis Komponente A/Komponente B angegeben. Spalten
3, 4, 5, 6 und 7 zeigen Kernwerte entsprechend Tabelle 2
bzw. die Schrumpfung S der Proben. In der letzten Spalte von
Tabelle 4 ist für die jeweils bezüglich des Verlaufs optimale
Mischung aus Komponente A und Komponente B der jeweils maxi
male relative Änderung der Dielektrizitätskonstante im Tempe
raturintervall von -20°C bis 80°C angegeben.
Die Tabelle 4 zeigt, daß zumindest die jeweils mit dem opti
malen Mischungsverhältnis aus Komponente A/Komponente B her
gestellten Komposit-Keramiken mit den verschiedenen x-Werten
für die Komponente A für die Anwendung bei Mikrowellen-Bauele
menten geeignet sind.
Fig. 14 zeigt den Verlauf verschiedener Komposit-Keramiken
mit einer Komponente A mit x = 0,42 (8% Niob-Überschuss) und
mit verschiedenen Mischungsverhältnissen Komponente
A/Komponente B. Dabei zeigt Kurve 56 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 60/40, Kurve 57 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 70/30, Kurve 58 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 62,5/37,5, Kurve 59 den Verlauf der reinen
Komponente A und Kurve 60 den Verlauf der reinen Komponente
B.
Fig. 15 zeigt den Verlauf verschiedener Komposit-Keramiken
mit einer Komponente A mit x = 0,40 (10% Niob-Überschuss)
und mit verschiedenen Mischungsverhältnissen Komponente
A/Komponente B. Dabei zeigt Kurve 62 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 60/40, Kurve 64 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 40/60, Kurve 63 den Verlauf für das Mi
schungsverhältnis 50/50, Kurve 61 den Verlauf der reinen Kom
ponente A und Kurve 65 den Verlauf der reinen Komponente B.
Fig. 16 zeigt den Verlauf einer Komposit-Keramik mit einer
Komponente A mit x = 0,38 (12% Niob-Überschuss) und mit ver
schiedenen Mischungsverhältnissen Komponente A/Komponente B.
Dabei zeigt Kurve 69 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
35/65, Kurve 68 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
45/55, Kurve 67 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
55/45, Kurve 70 den Verlauf der reinen Komponente B und Kurve
66 den Verlauf der reinen Komponente A.
Fig. 17 zeigt den Verlauf einer Komposit-Keramik mit einer
Komponente A mit x = 0,35 (15% Niob-Überschuss) und mit ver
schiedenen Mischungsverhältnissen Komponente A/Komponente B.
Dabei zeigt Kurve 75 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
30/70, Kurve 73 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
40/60, Kurve 72 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
50/50, Kurve 71 den Verlauf für das Mischungsverhältnis
45/55, Kurve 76 den Verlauf der reinen Komponente B und Kurve
71 den Verlauf der reinen Komponente A.
In weiteren Experimenten wurde untersucht, wie sich die Erhö
hung des Borsäure-Anteils von 1 Gew.-% auf 1,5 Gew.-% aus
wirkt. Dabei wurde gefunden, daß der erhöhte Borsäure-Anteil
das Sintern des ANT-Pulvers erleichtert. Man erhält zudem et
was höhere Werte für die Dielektrizitätskonstanten. Die die
lektrischen Verluste, gemessen bei 1 MHz, zeigen dabei keine
signifikante Veränderung mit der H3BO3-Konzentration, während
die Q × f-Werte bei 2 GHz etwas schlechter sind als bei der Zu
gabe von 1 Gew.-% H3BO3.
Fig. 18 zeigt die Verläufe für ein ANTx-System, das unter
Zugabe von 1,5 Gew.-% H3BO3 hergestellt wurde. Die übrigen
Herstellungsparameter waren die gleichen wie bei den Proben
mit 1 Gew.-% H3BO3. Dabei zeigt Kurve 77 den Verlauf für eine
Komponente A mit x = 0,42, Kurve 78 den Verlauf für eine Mi
schung aus Komponente A und Komponente B mit einem gewichts
bezogenen Mischungsverhältnis 70/30, Kurve 79 eine Komposit-
Keramik mit einem Mischungsverhältnis 60/40 und schließlich
Kurve 80 den Verlauf für Komponente B mit
x = 0,65.
Fig. 19 zeigt den Temperaturverlauf einer Komposit-Keramik
(1,5 Gew.-% H3BO3) mit einer Komponente A mit x = 0,35 (15%
Niob-Überschuss) und mit verschiedenen Mischungsverhältnissen
Komponente A/Komponente B. Kurve 81 zeigt die Komponente A
mit x = 0,35, Kurve 82 zeigt eine Mischung mit einem Mi
schungsverhältnis 60/40, Kurve 83 mit einem Mischungsverhält
nis 55/45, Kurve 84 mit einem Mischungsverhältnis 45/55 und
Kurve 85 die Komponente B mit x = 0,65.
In der folgenden Tabelle 5 sind entsprechend der Tabelle 4
die dielektrischen Eigenschaften sowie die Schwindung für die
Mischungen mit jeweils der Komponente B mit einem Niobüber
schuß von 8% (x = 0,42) beziehungsweise mit einem Niobüber
schuß von 15% (x = 0,65) eingetragen. Für das jeweils opti
male Mischungsverhältnis Komponente A/Komponente B ist zudem
die maximale relative Änderung der Dielektrizitätskonstanten
im Temperaturintervall zwischen -20°C und 80°C in % angege
ben.
Claims (14)
1. Mikrowellen-Bauelement mit einem Grundkörper (1), einer
Einkoppelfläche (6) und einer Auskoppelfläche (7), bei
dem der Grundkörper (1) ein Keramikmaterial umfaßt,
das wenigstens zwei verschiedene, in jeweils voneinan der getrennten Phasen vorliegende Komponenten enthält,
bei dem die Komponenten jeweils eine Perowskitstruktur aufweisen, die an den A-Plätzen Silber und an den B- Plätzen Niob und Tantal enthält,
und bei dem die Zusammensetzung einer Komponente A und die Zusammensetzung einer Komponente B jeweils so gewählt ist, daß die Temperaturkoeffizienten ihrer Dielektrizi tätskonstanten TKεA und TKεB in einem Temperaturintervall voneinander verschiedene Vorzeichen aufweisen.
das wenigstens zwei verschiedene, in jeweils voneinan der getrennten Phasen vorliegende Komponenten enthält,
bei dem die Komponenten jeweils eine Perowskitstruktur aufweisen, die an den A-Plätzen Silber und an den B- Plätzen Niob und Tantal enthält,
und bei dem die Zusammensetzung einer Komponente A und die Zusammensetzung einer Komponente B jeweils so gewählt ist, daß die Temperaturkoeffizienten ihrer Dielektrizi tätskonstanten TKεA und TKεB in einem Temperaturintervall voneinander verschiedene Vorzeichen aufweisen.
2. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1,
bei dem der Volumenanteil der Komponente A am Gesamtvolu
men der Komponenten A und B so gewählt ist, daß er weni
ger als 25% von dem durch folgende Formel:
V × SA + (1 - V) × SB = 0
berechneten Volumenanteil V abweicht, wobei SA und SB je weils die Steigung derjenigen Gerade angeben, die am be sten an den jeweiligen temperaturabhängigen Verlauf der relativen Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Kom ponente A und B in dem Temperaturintervall angepaßt ist.
V × SA + (1 - V) × SB = 0
berechneten Volumenanteil V abweicht, wobei SA und SB je weils die Steigung derjenigen Gerade angeben, die am be sten an den jeweiligen temperaturabhängigen Verlauf der relativen Änderung der Dielektrizitätskonstanten der Kom ponente A und B in dem Temperaturintervall angepaßt ist.
3. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 2,
bei dem wenigstens eine der Komponenten mit einem oder
mehreren Dotierstoffen einer Konzentration von jeweils
maximal 20% dotiert ist.
4. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 2,
bei dem wenigstens eine der Komponenten die Zusammenset
zung
Ag(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,30 ≦ 1 - x ≦ 0,70.
Ag(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,30 ≦ 1 - x ≦ 0,70.
5. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 3,
bei dem eine der Komponenten an den A-Plätzen als Dotier
stoff ein Metall MI enthält, wobei MI entweder Lithium,
Natrium oder Kalium ist, und die Zusammensetzung
(Ag1-yMI y)(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,45 ≦ 1 - x ≦ 0,55 und 0 < y ≦ 0,15.
(Ag1-yMI y)(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,45 ≦ 1 - x ≦ 0,55 und 0 < y ≦ 0,15.
6. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 5,
bei dem die Komponente an den A-Plätzen als weiteren Do
tierstoff ein von MI verschiedenes Metall MII enthält,
wobei MII aus den Metallen Lithium, Natrium, Kalium aus
gewählt ist, und die Zusammensetzung
(Ag1-y-zMI yMII z)(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,45 ≦ 1 - x ≦ 0,55, 0 ≦ y ≦ 0,15 und 0 < z ≦ 0,1.
(Ag1-y-zMI yMII z)(Nb1-xTax)O3 aufweist, wobei gilt:
0,45 ≦ 1 - x ≦ 0,55, 0 ≦ y ≦ 0,15 und 0 < z ≦ 0,1.
7. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 3,
bei dem eine der Komponenten an den A-Plätzen als Dotier
stoff ein Metall MIII und an den B-Plätzen ein Metall MIV
enthält, wobei MIII Wismut oder ein Metall der Seltenen
Erden und MIV Indium, Scandium oder Gallium ist,
und bei dem diese Komponente die Zusammensetzung
(Ag1-yMIII y)((Nb1-xTax)1-yMIV y)O3 aufweist, wobei gilt:
0 < y ≦ 0,10 und 0,35 ≦ x ≦ 0,5.
(Ag1-yMIII y)((Nb1-xTax)1-yMIV y)O3 aufweist, wobei gilt:
0 < y ≦ 0,10 und 0,35 ≦ x ≦ 0,5.
8. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 3,
bei dem eine der Komponenten an den A-Plätzen ein Metall MIII und an den B-Plätzen ein Metall MIV enthält, wobei MIII Barium, Calcium, Blei oder Strontium und MIV Zinn oder Zirkon ist,
und bei dem diese Komponente die Zusammensetzung
(Ag1-yMIII y)((Nb1-xTax)1-yMIV y)O3 aufweist, wobei gilt:
0 < y ≦ 0,10 und 0,35 ≦ x ≦ 0,5.
bei dem eine der Komponenten an den A-Plätzen ein Metall MIII und an den B-Plätzen ein Metall MIV enthält, wobei MIII Barium, Calcium, Blei oder Strontium und MIV Zinn oder Zirkon ist,
und bei dem diese Komponente die Zusammensetzung
(Ag1-yMIII y)((Nb1-xTax)1-yMIV y)O3 aufweist, wobei gilt:
0 < y ≦ 0,10 und 0,35 ≦ x ≦ 0,5.
9. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 7,
bei dem die Komponente A die Zusammensetzung
Ag(Nb1-xTax)O3
und die Komponente B die Zusammensetzung
(Ag1-ySmy)((Nb1-xTax)1-yGay)O3
aufweist, wobei gilt:
0,38 ≦ x ≦ 0,42 und 0,04 ≦ y ≦ 0,06,
und bei dem das volumenbezogene Mischungsverhältnis Komponente A/Komponente B zwischen 45/55 und 40/60 be trägt.
Ag(Nb1-xTax)O3
und die Komponente B die Zusammensetzung
(Ag1-ySmy)((Nb1-xTax)1-yGay)O3
aufweist, wobei gilt:
0,38 ≦ x ≦ 0,42 und 0,04 ≦ y ≦ 0,06,
und bei dem das volumenbezogene Mischungsverhältnis Komponente A/Komponente B zwischen 45/55 und 40/60 be trägt.
10. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1,
bei dem die Komponenten A und B jeweils die Zusammenset
zung Ag(Nb1-xTax)O3 aufweisen, und bei dem
für die Komponente A 0,50 < 1 - x ≦ 0,70
und für die Komponente B 0,30 ≦ 1 - x ≦ 0,50 gilt.
11. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 10,
bei dem die Komponenten A und B jeweils die Zusammenset
zung Ag(Nb1-xTax)O3 aufweisen, und bei dem für die Kompo
nente A 0,64 ≦ 1 - x ≦ 0,66 und für die Komponente B 0,34 ≦
1 - x ≦ 0,36 gilt und bei dem das volumenbezogene Mi
schungsverhältnis Komponente A/Komponente B zwischen
40/60 und 50/50 beträgt.
12. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1-11,
bei dem die Komponenten A und B jeweils in Form von Par
tikeln einer Ausdehnung zwischen 5 und 500 µm vorliegen,
und bei dem die Partikel der Komponente A mit denen der
Komponente B miteinander vermischt sind.
13. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 12,
das durch Sintern einer Mischung von Partikeln der Kompo
nente A mit Partikeln der Komponente B hergestellt ist.
14. Mikrowellen-Bauelement nach Anspruch 1 bis 13,
das als Sinterhilfsmittel H3BO3 oder V2O5 enthält.
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