DE19945716C2 - Keramikmasse für temperaturstabile Filter und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Keramikmasse für temperaturstabile Filter und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Keramikmasse für temperatursta­ bile Filter.
Für Basisstationen im 900 MHz-Bereich (NM9500, GSM, AMPS, TACS) werden temperaturstabile Filter benötigt. Sowohl für die Reduktion der Größe der Filter als auch für die Kompensa­ tion der negativen Temperaturdrift der Frequenz wegen der Ge­ häuseausdehnung werden dielektrische Resonatoren für diese Filter verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Keramikmasse für temperaturstabile Filter anzugeben, welche eine bessere Temperaturstabilisierung bei gleichzeitiger Reduktion der Größe der Filter besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Keramikmasse ge­ löst, welche die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale be­ sitzt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an­ geführt.
Durch Wahl der Zusammensetzung können die grundsätzlichen Werte von dielektrischen Resonatoren aus dieser Keramik ein­ gestellt werden. Grundsätzlich läßt sich feststellen, daß mit steigendem Anteil von CaTiO3
  • a) die Dielektrizitätskonstante angehoben,
  • b) der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz angehoben,
  • c) die unbelastete Güte reduziert wird.
Für eine Keramikmasse mit y = 0, also ohne LaAlO3, der Zusam­ mensetzung (CaxNd1-x) (TixAl1-x)O3 ergeben sich die in der Ta­ belle 1 angeführten Werte für die Dielektrizitätskontante ε und unbelastete Güte Q0 in Prozent, wobei der Wert für x = 0,54 zu 100% angesetzt ist. Ferner ist in Tabelle 1 der Temperaturkoeffizient TK der Resonanzfrequenz angegeben.
Tabelle 1
Der unangenehmste Effekt ist dabei die Reduktion der Güte Q0 bei Übergang zu Temperaturkoeffizienten ≧ 0 ppm/°C.
In der folgenden Tabelle 2 sind die Güte-Werte Q0 einer Kera­ mikmasse (Ca1-x-yNdxLay)(Ti1-x-yAlx+y)O3 angeführt, wobei Q0 für y = 0 zu 100% angesetzt ist.
Tabelle 2
Somit läßt sich für y-Werte zwischen 0 und 0,1 die Güte anhe­ ben, da die Güte zwischen y = 0 und y = 0,05 durch ein Maximum läuft.
Ferner wurde untersucht, wie sich der Zusatz von ZnO und NiO auf die Werte der Dielektrizitätskonstante beziehungsweise der Güte auswirkt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 ange­ führt.
Tabelle 3
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, wirkt sich insbesondere der Zusatz von ZnO günstig auf den Q0-Wert aus.
Zur Herstellung der Keramikmasse werden Carbonate und Oxide der bevorzugten Rezeptur
(Ca1-x-yNdxLay)(Ti1-x-yAlx+y)O3 + z Gew.-% ZnO
mit 0,26 ≦ x + y ≦ 0,46, 0 ≦ y ≦ 0,1, 0 ≦ z ≦ 2
naß vermahlen und das entwässerte getrocknete Pulver bei Tem­ peraturen zwischen 1150 und 1200°C und Verweilzeiten von 2 bis 8 Stunden calciniert, darauf erfolgt die zweite Mahlung mit Zugabe organischer Bindermaterialien und Granulierung mittels Sprühtrocknung.
In der folgenden Tabelle 4 ist angeführt, wie sich bei einer Keramikmasse der Zusammensetzung (Ca0,64Nd0,36)(Ti0,64Al0,36)O3, Calcinierung bei 1180°C unterschiedliche spezifische Ober­ flächen spO des verwendeten Al2O3 auswirken.
Tabelle 4
Der Tabelle ist zu entnehmen, daß insbesondere die Verwendung von Al2O3 mit einer spezifischen Oberfläche ≧ 100 m2/g gün­ stige Auswirkungen hat.

Claims (4)

1. Keramikmasse für temperaturstabile Filter,
dadurch gekennzeichnet, daß sie die Zusammensetzung
(1 - x - y)CaTiO3 + x NdAlO3 + y LaAlO3
mit 0 < x < 0,5 und 0 ≦ y < 0,5 aufweist.
2. Keramikmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatz z Gew.-% ZnO und/oder NiO mit 0 < z ≦ 2 aufweist.
3. Keramikmasse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung
(Ca1-x-yNdxLay)(Ti1-x-yAlx+y)O3 + z Gew.-% ZnO
mit 0,26 ≦ x + y ≦ 0,46, 0 ≦ y ≦ 0,1 und 0 < z ≦ 2.
4. Verfahren zum Herstellen einer Keramikmasse einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Al2O3 mit einer spezifischen Oberfläche ≧ 100 m2/g verwen­ det wird.
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