JP2005306698A - Ceramic composition and wave absorber - Google Patents
Ceramic composition and wave absorber Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005306698A JP2005306698A JP2004129615A JP2004129615A JP2005306698A JP 2005306698 A JP2005306698 A JP 2005306698A JP 2004129615 A JP2004129615 A JP 2004129615A JP 2004129615 A JP2004129615 A JP 2004129615A JP 2005306698 A JP2005306698 A JP 2005306698A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- barium titanate
- porcelain composition
- radio wave
- wave absorber
- firing
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、磁器組成物及び電波吸収体に関する。更に詳しくは、ある特定の周波数帯域において大きな誘電正接(tanδ)を有し、優れた電波吸収効果が得られる磁器組成物及び誘電性電波吸収体に関する。 The present invention relates to a porcelain composition and a radio wave absorber. More specifically, the present invention relates to a porcelain composition and a dielectric wave absorber that have a large dielectric loss tangent (tan δ) in a specific frequency band and can provide an excellent wave absorption effect.
電波吸収体とは、入射した電波(電磁波)のエネルギーを熱エネルギーに変換し、機器の誤作動や性能低下の原因となる不要な電波を吸収するために利用されている材料である。今日では、このような電波吸収体は、精密電子機器の匡体内部、ETCの周辺部品、無線LANを利用する室内の内壁、ビルや道路、トンネル等の外壁材、医療機器の周辺部品など、さまざまな用途に利用されている。 A radio wave absorber is a material that is used to convert the energy of incident radio waves (electromagnetic waves) into heat energy and absorb unnecessary radio waves that cause malfunctions and performance degradation of devices. Today, such electromagnetic wave absorbers are used in the interior of precision electronic equipment, ETC peripheral parts, indoor walls using wireless LAN, exterior wall materials such as buildings, roads, and tunnels, peripheral parts of medical equipment, etc. It is used for various purposes.
電波吸収体に用いられる材料の種類を大まかに分けると、抵抗性電波吸収材料、磁性電波吸収材料、誘電性電波吸収材料の3つに分類できる。
抵抗性電波吸収材料は、ポリエチレンテレフタレートなどの保護膜に酸化錫や酸化インジウムなどの導電性薄膜を蒸着し、これをガラス板や樹脂などの絶縁性スペーサに貼り付け、さらにスペーサの反対面にアルミニウムなどの金属フィルムを貼り付けた構造のものが典型的であり、電波の電界によって材料内部の電子を加速し、電波が持っているエネルギーを電子が衝突するときに生ずる熱エネルギーに変換するというものである。
磁性電波吸収材料は、フェライトなどの磁性材料を使用したものが典型的であり、磁性材料中の磁気モーメントの外部交流磁界に対する追従性が、その外部交流磁界の周波数に依存することを利用するものである。
誘電性電波吸収材料は、樹脂やゴムなどの絶縁性材料にカーボンや炭化珪素などの導電性粉末を配合したものが典型的であり、電波のエネルギーを誘電損失により熱エネルギーに変換するというものである。また、最近では、過酷な外部環境下にも適用できる耐熱性及び耐候性を備えた電波吸収体の材料として、磁器組成物(セラミックス)を用いた誘電性電波吸収材料に注目が集まっている。このような誘電性電波吸収材料の例としては、特許文献1に開示された誘電体磁器組成物が公知である。
The types of materials used for the radio wave absorber can be roughly classified into three types: a resistive radio wave absorption material, a magnetic radio wave absorption material, and a dielectric radio wave absorption material.
Resistive electromagnetic wave absorbing material is made by depositing a conductive thin film such as tin oxide or indium oxide on a protective film such as polyethylene terephthalate and sticking it to an insulating spacer such as a glass plate or resin. A structure with a metal film attached is typically used to accelerate the electrons inside the material by the electric field of the radio wave and convert the energy of the radio wave into thermal energy generated when the electrons collide. It is.
The magnetic wave absorbing material is typically made of a magnetic material such as ferrite, and utilizes the fact that the followability of the magnetic moment in the magnetic material to the external AC magnetic field depends on the frequency of the external AC magnetic field. It is.
Dielectric electromagnetic wave absorbing materials are typically made by blending conductive materials such as carbon and silicon carbide into insulating materials such as resin and rubber, which converts radio wave energy into thermal energy by dielectric loss. is there. Recently, attention has been focused on dielectric radio wave absorption materials using a ceramic composition (ceramics) as a material for radio wave absorbers having heat resistance and weather resistance that can be applied even in harsh external environments. As an example of such a dielectric wave absorbing material, a dielectric ceramic composition disclosed in
誘電性電波吸収材料を用いて建物内外壁等の電波吸収体を作製する場合、マクスウェルの方程式を解いて得られる複素誘電率の実部と虚部との対応関係を示す「無反射曲線」が設計指針となる(理論的な説明については、例えば、橋本修著、日刊工業新聞社発行[2001年6月29日]、「電波吸収体のはなし」を参照)。従って、この無反射曲線の線上、更には無反射曲線よりも上方の複素誘電率を有する誘電損失材料を用いて電波吸収体を作製すれば、優れた電波吸収効果を有する電波吸収体を実現することができるといえる。
ところが、従来の誘電損失材料は、大きな誘電正接を有しているといっても、無反射曲線の下方に位置する程度の複素誘電率であるため、十分な電波吸収効果が得られなかった。また、誘電正接(tanδ)が大きく変化する周波数帯域を変更することができないので、目的とする周波数帯域の電波を吸収できる(すなわち誘電損失が大きい)電波吸収体を設計することができないという実用上の課題を抱えていた。
When making electromagnetic wave absorbers such as the inner and outer walls of buildings using dielectric electromagnetic wave absorbing materials, there is an “antireflection curve” that shows the correspondence between the real and imaginary parts of the complex permittivity obtained by solving Maxwell's equations. Design guide (for theoretical explanation, see, for example, Osamu Hashimoto, published by Nikkan Kogyo Shimbun [June 29, 2001], “None of radio wave absorbers”). Therefore, if a radio wave absorber is produced using a dielectric loss material having a complex dielectric constant on the line of the non-reflection curve and further above the non-reflection curve, a radio wave absorber having an excellent radio wave absorption effect can be realized. It can be said that it is possible.
However, even though the conventional dielectric loss material has a large dielectric loss tangent, it has a complex dielectric constant that is located below the non-reflection curve, so that a sufficient radio wave absorption effect cannot be obtained. In addition, since the frequency band in which the dielectric loss tangent (tan δ) varies greatly cannot be changed, it is practically impossible to design a radio wave absorber that can absorb radio waves in the target frequency band (that is, has a large dielectric loss). I had a problem.
そこで本発明は、優れた電波吸収効果が得られる磁器組成物及び電波吸収体を提供することを課題とする。また、吸収できる電波の周波数の帯域を変更することができる磁器組成物及び電波吸収体を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the porcelain composition and electromagnetic wave absorber which can obtain the outstanding electromagnetic wave absorption effect. It is another object of the present invention to provide a porcelain composition and a radio wave absorber that can change the frequency band of radio waves that can be absorbed.
上記課題を解決するために、以下の(1)〜(6)に記載した発明が構成される。
(1)チタン酸バリウムと、酸化リチウムとを含有する材料を焼成して得られる磁器組成物。
(2)チタン酸バリウムと、該チタン酸バリウム100重量部に対して0.006重量部以上1.1重量部以下の酸化リチウムとを含有する材料を焼成して得られる磁器組成物。
(3)粉末状、ファイバ状、フレーク状、フィルム状、あるいは粒状に加工されている上記(1)または上記(2)に記載の磁器組成物。
(4)上記(1)から上記(3)のうちいずれかに記載の磁器組成物を含有する材料からなる電波吸収体。
(5)所定形状に形成された上記(4)に記載の電波吸収体の表面に対して、その電波吸収体の誘電率よりも小さい誘電率を有する材料からなる整合層を積層してなる電波吸収体。
(6)チタン酸バリウムと、該チタン酸バリウム100重量部に対して0.006重量部以上1.1重量部以下の酸化リチウムとを含有する材料を焼成する工程を有する磁器組成物の製造方法。
In order to solve the above problems, the inventions described in the following (1) to (6) are configured.
(1) A porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate and lithium oxide.
(2) A porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate and 0.006 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of the barium titanate.
(3) The porcelain composition according to (1) or (2), wherein the porcelain composition is processed into powder, fiber, flake, film, or granule.
(4) A radio wave absorber made of a material containing the porcelain composition according to any one of (1) to (3) above.
(5) A radio wave formed by laminating a matching layer made of a material having a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the radio wave absorber on the surface of the radio wave absorber described in (4) formed in a predetermined shape. Absorber.
(6) A method for producing a porcelain composition comprising a step of firing a material containing barium titanate and 0.006 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of the barium titanate. .
本発明によれば、大きな誘電正接(tanδ)を有する磁器組成物及び電波吸収体を提供することができる。また、吸収できる電波の周波数の帯域を変更することができる磁器組成物及び電波吸収体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the porcelain composition and electromagnetic wave absorber which have a big dielectric loss tangent (tan-delta) can be provided. Moreover, the porcelain composition and electromagnetic wave absorber which can change the frequency band of the electromagnetic wave which can be absorbed can be provided.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の磁器組成物は、チタン酸バリウム(BaTiO3)と酸化リチウム(Li2O)とを含有する材料を焼成して得られる磁器組成物である。より好ましくは、チタン酸バリウム(BaTiO3)と、該チタン酸バリウム100重量部に対して0.006重量部以上1.1重量部以下の酸化リチウム(Li2O)とを含有する材料を焼成して得られる磁器組成物である。すなわち、これら2種類の原料の好ましい配合割合は、チタン酸バリウム(BaTiO3)100重量部に対して、酸化リチウム(Li2O)0.006重量部以上1.1重量部以下ということである。これをモル換算で表現すると、チタン酸バリウム100モル%に対して、酸化リチウム0.05モル%以上8モル%以下である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The porcelain composition of the present invention is a porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate (BaTiO 3 ) and lithium oxide (Li 2 O). More preferably, a material containing barium titanate (BaTiO 3 ) and 0.006 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less of lithium oxide (Li 2 O) with respect to 100 parts by weight of the barium titanate is fired. It is a porcelain composition obtained. That is, a preferable blending ratio of these two kinds of raw materials is 0.006 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less of lithium oxide (Li 2 O) with respect to 100 parts by weight of barium titanate (BaTiO 3 ). . When this is expressed in terms of mole, it is 0.05 mol% or more and 8 mol% or less of lithium oxide with respect to 100 mol% of barium titanate.
本発明の磁器組成物の原料として用いられるチタン酸バリウムは、従来公知の方法によって得られるチタン酸バリウムであればよく、チタン酸バリウムの由来や製造方法は特に限定しない。例えば、酸化チタンと炭酸バリウムとを混合して加熱することにより得られたチタン酸バリウムを、本発明の磁器組成物の原料として用いることができる。原料として用いられるチタン酸バリウムには、精製工程において排除することのできなかった不可避的な不純物等が含有される場合があり得る。例えば、Al2O3や、CaO、Fe2O3、ZrO2等の金属酸化物が不純物として含有される場合があり得る。また、積層コンデンサー用など、あらかじめSrOなどが添加されている場合があり得る。 The barium titanate used as a raw material of the porcelain composition of the present invention may be any barium titanate obtained by a conventionally known method, and the origin and production method of barium titanate are not particularly limited. For example, barium titanate obtained by mixing and heating titanium oxide and barium carbonate can be used as a raw material for the porcelain composition of the present invention. Barium titanate used as a raw material may contain inevitable impurities that could not be excluded in the purification process. For example, metal oxides such as Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , and ZrO 2 may be contained as impurities. In addition, SrO or the like may be added in advance for a multilayer capacitor or the like.
本発明の磁器組成物の原料として用いられる酸化リチウム(Li2O)は、従来公知の方法によって得られる酸化リチウムであればよく、酸化リチウムの由来や製造方法は特に限定しない。例えば、炭酸リチウム(Li2CO3)を加熱により酸化して得られる酸化リチウムや、金属リチウムを加熱して得られる酸化リチウムなどを、本発明の磁器組成物の焼成用材料として用いることができる。
なお、原料として用いられる酸化リチウムには、精製工程において排除することのできなかった不可避的な不純物等が含有される場合があり得る。例えば、Al2O3や、CaO、Fe2O3、ZrO2、Na2O、MgO、K2O等で例示される金属酸化物等の不可避的な不純物等が含有される場合があり得る。
The lithium oxide (Li 2 O) used as a raw material for the porcelain composition of the present invention may be lithium oxide obtained by a conventionally known method, and the origin and production method of lithium oxide are not particularly limited. For example, lithium oxide obtained by oxidizing lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) by heating, lithium oxide obtained by heating metallic lithium, or the like can be used as a firing material for the ceramic composition of the present invention. .
Note that lithium oxide used as a raw material may contain inevitable impurities that could not be excluded in the purification process. For example, inevitable impurities such as Al 2 O 3 , metal oxides exemplified by CaO, Fe 2 O 3 , ZrO 2 , Na 2 O, MgO, K 2 O and the like may be contained. .
本発明の磁器組成物の原料として用いられる酸化リチウムは、焼成前の材料中に炭酸リチウム等の他の態様で添加されてもよい。すなわち、焼成前の材料中に炭酸リチウムの態様で添加されてから、その炭酸リチウムが焼成中に酸化して酸化リチウムに変化することによって、チタン酸バリウムと酸化リチウムとを含む焼成用の材料が得られるようにしてもよい。この場合、焼成の途中からは、チタン酸バリウムと酸化リチウムとを含む材料を焼成していることになるので、結果的には、本発明の磁器組成物を同様に得ることができる。なお、チタン酸バリウムに対する炭酸リチウムの添加量は、チタン酸バリウム100重量部に対して、炭酸リチウムが酸化した後の酸化リチウムが0.006重量部以上1.1重量部以下となるようにして調整すればよい。 The lithium oxide used as a raw material of the porcelain composition of the present invention may be added to the material before firing in other modes such as lithium carbonate. That is, after being added in the form of lithium carbonate in the material before firing, the lithium carbonate is oxidized during the firing to change into lithium oxide, whereby a firing material containing barium titanate and lithium oxide is obtained. You may make it obtain. In this case, since the material containing barium titanate and lithium oxide is fired from the middle of firing, as a result, the porcelain composition of the present invention can be similarly obtained. The amount of lithium carbonate added to barium titanate is such that the lithium oxide after oxidation of lithium carbonate is 0.006 to 1.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of barium titanate. Adjust it.
チタン酸バリウムと酸化リチウムとを含有する材料を焼成することにより、本発明の磁器組成物を得ることができる。この焼成前の材料中には、チタン酸バリウムと酸化リチウム以外にも、他の物質が添加されてもよい場合がある。
例えば、焼成後の磁器組成物の誘電率やtanδなどを調整するために、金属酸化物や窒化物等の他の物質が添加される場合がある。また、原料を均一に混和させるための分散媒となる水分や、あるいは、材料を所定形状に成形して焼成するための有機系バインダ(ポリビニルアルコールなど)などが添加される場合がある。このように、チタン酸バリウムと酸化リチウム以外の他の物質を含有する原料を焼成して得られた磁器組成物であっても、本発明の範囲に含まれ得る。
By firing a material containing barium titanate and lithium oxide, the porcelain composition of the present invention can be obtained. In addition to barium titanate and lithium oxide, other substances may be added to the material before firing.
For example, in order to adjust the dielectric constant or tan δ of the ceramic composition after firing, other substances such as metal oxides and nitrides may be added. In addition, water serving as a dispersion medium for uniformly mixing the raw materials, or an organic binder (such as polyvinyl alcohol) for forming and baking the material into a predetermined shape may be added. Thus, even a porcelain composition obtained by firing a raw material containing a substance other than barium titanate and lithium oxide can be included in the scope of the present invention.
本発明の磁器組成物は、粉末状、ファイバ状、フレーク状、フィルム状、あるいは粒状などの各種の形状に加工することができる。例えば、本発明の磁器組成物を、アルミナ磁器製の乳鉢にて粉砕することで粉末状に加工することができる。このように粉末状に加工された磁器組成物は、所定形状に成形された電波吸収体を作製するために便利である。例えば、粉末状に加工した磁器組成物中にバインダを添加してから成形型によって所定形状に成形した後に焼結することによって、所定形状に成形された電波吸収体を作製することができる。また、粉末状に加工された磁器組成物は、建物の内外壁における電波吸収体として実際に利用する際に、樹脂や塗料などの他の材料と混合して利用するのが容易になる。
本発明の磁器組成物を所定形状に成形する際には、各種公知のセラミックスの成形法を用いることができる。例えば、熱間静水圧プレスなどの各種のセラミックス成形法を用いることができる。
The porcelain composition of the present invention can be processed into various shapes such as powder, fiber, flake, film, or granular. For example, the porcelain composition of the present invention can be processed into a powder form by pulverization in an alumina porcelain mortar. The porcelain composition thus processed into a powder form is convenient for producing a radio wave absorber molded into a predetermined shape. For example, a radio wave absorber molded into a predetermined shape can be produced by adding a binder to a porcelain composition processed into a powder, forming the powder into a predetermined shape with a molding die, and then sintering. Moreover, when the porcelain composition processed into powder is actually used as a radio wave absorber on the inner and outer walls of a building, it can be easily mixed with other materials such as resin and paint.
When molding the porcelain composition of the present invention into a predetermined shape, various known ceramic molding methods can be used. For example, various ceramic forming methods such as hot isostatic pressing can be used.
本発明の磁器組成物は、耐熱、耐蝕性に優れ、屋外の暴露使用に好適に用いられる。例えば、紫外線を含む太陽光線曝露環境下や、雨水等の水分暴露環境下において好適に使用することができる。また、電気的特性を含む各種特性の経時変化が小さいために、長期信頼性に優れる誘電性電波吸収材料として使用することができる。また、樹脂やゴム等と混合して、シート状、フィルム状の電波吸収体として使用することができる。また、例えば室外からの電波を反射するための金属製の反射板と積層させた状態で使用することができる。
また、本発明の磁器組成物は、原料の主成分がチタン酸バリウムであるために、誘電率が非常に高い。したがって、薄型の電波吸収体を実現するのに非常に有利である。例えば、薄型で平板状の電波吸収体や、薄型でシート状の電波吸収体を作製するのに非常に有利であるという特性を持つ。
The porcelain composition of the present invention is excellent in heat resistance and corrosion resistance, and is suitably used for outdoor exposure use. For example, it can be suitably used in an environment exposed to sunlight including ultraviolet rays or an environment exposed to moisture such as rainwater. In addition, since changes with time of various characteristics including electrical characteristics are small, it can be used as a dielectric wave absorbing material having excellent long-term reliability. Moreover, it can mix with resin, rubber | gum, etc., and can be used as a sheet-like and film-like electromagnetic wave absorber. For example, it can be used in a state where it is laminated with a metal reflector for reflecting radio waves from outside.
The ceramic composition of the present invention has a very high dielectric constant because the main component of the raw material is barium titanate. Therefore, it is very advantageous to realize a thin wave absorber. For example, it has a characteristic that it is very advantageous for producing a thin and flat wave absorber or a thin and sheet wave absorber.
本発明の磁器組成物は、さまざまな用途に使用される電波吸収体の材料として適用し得る。適用し得る分野としては、例えば、電子回路基板、パッケージ、通信機器、電磁環境保全部材、医療機器、マイクロ波送受信機器周辺部材、マイクロ波加熱機器周辺部材、自動車、船舶、航空機、レーダ周辺部材、トールゲート周辺部材、建築材料、橋梁、ビルの外壁、塔、トンネル内壁、道路、塗料、室内無線LAN用内壁などである。 The porcelain composition of the present invention can be applied as a material for a radio wave absorber used for various purposes. Fields that can be applied include, for example, electronic circuit boards, packages, communication equipment, electromagnetic environment preservation members, medical equipment, microwave transceiver equipment peripheral members, microwave heating equipment peripheral members, automobiles, ships, aircraft, radar peripheral members, These include toll gate peripheral members, building materials, bridges, building outer walls, towers, tunnel inner walls, roads, paints, indoor wireless LAN inner walls, and the like.
この実施例1では、本発明の磁器組成物を作製し、作製した磁器組成物の誘電率及び誘電正接(tanδ)を測定した。 In Example 1, the porcelain composition of the present invention was produced, and the dielectric constant and dielectric loss tangent (tan δ) of the produced porcelain composition were measured.
〔素地調整〕
本発明の磁器組成物の原料となる物質として、以下の3種の物質を準備した。
(1)チタン酸バリウム(BaTiO3、市販品):50g
(2)添加物A :所定量
(3)水(水道水) :60ml
[Base adjustment]
The following three types of materials were prepared as materials for the porcelain composition of the present invention.
(1) Barium titanate (BaTiO 3 , commercially available product): 50 g
(2) Additive A: predetermined amount (3) Water (tap water): 60 ml
チタン酸バリウムに対して酸化リチウム(Li2O)が含まれている材料を焼成する場合と、それ以外の物質が含まれている材料を焼成する場合とを比較するために、上記の添加物Aとして、以下の3種類の物質を準備した。
(1)Li2CO3 :試薬特級(キシダ化学株式会社製)
(2)B2O3 :試薬1級(和光純薬工業株式会社製)
(3)クエン酸三ナトリウム:食品添加物(関東化学株式会社製)
In order to compare the case of firing a material containing lithium oxide (Li 2 O) with respect to barium titanate and the case of firing a material containing other substances, the above additives As A, the following three types of substances were prepared.
(1) Li 2 CO 3 : reagent special grade (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)
(2) B 2 O 3 : Reagent grade 1 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(3) Trisodium citrate: food additive (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)
上記3種類の物質のうち、Li2CO3は、焼成中に酸化リチウム(Li2O)に変化する物質である。また、クエン酸三ナトリウムは、焼成中に酸化ナトリウム(Na2O)に変化する物質である。つまり、本実施例では、チタン酸バリウムに対して、比較的軽い元素の酸化物であるLi2O、B2O3、Na2Oの3種類の物質がそれぞれ含まれている材料を焼成して得られる磁器組成物についての比較を行った。それぞれの含有量は、チタン酸バリウム100重量部に対して、Li2Oが0.40重量部、B2O3が0.92重量部、Na2Oが0.82重量部である。これらの量をモル換算で表現すると、チタン酸バリウムを100モル%に対して約3モル%である。
Of the above three types of substances, Li 2 CO 3 is a substance that changes to lithium oxide (Li 2 O) during firing. Trisodium citrate is a substance that changes to sodium oxide (Na 2 O) during firing. That is, in this example, a material containing three kinds of substances of Li 2 O, B 2 O 3 , and Na 2 O, which are relatively light element oxides, is fired against barium titanate. The porcelain compositions obtained were compared. Each content, referred to 100 parts by weight of barium titanate, Li 2 O is 0.40 parts by weight,
以上のようにして準備した原料を、磁器球石(ジルコニア製、10mmφ)1000gとともに容積1000mlのポリエチレン製の瓶に入れ、回転速度36rpmにて24時間混合した。次いで、この瓶の中にポリビニルアルコール(重合度:500)を0.5g添加して、回転速度36rpmで0.5時間混合した。そして、得られた混合スラリーを60メッシュの篩いに通過させて夾雑物を取り除き、このスラリーを真空凍結乾燥した後、60メッシュの篩いに通過させて焼成用材料の素地とした。 The raw materials prepared as described above were placed in a polyethylene bottle having a capacity of 1000 ml together with 1000 g of porcelain stone (made of zirconia, 10 mmφ), and mixed at a rotational speed of 36 rpm for 24 hours. Next, 0.5 g of polyvinyl alcohol (degree of polymerization: 500) was added to the bottle and mixed at a rotational speed of 36 rpm for 0.5 hour. The obtained mixed slurry was passed through a 60-mesh sieve to remove impurities, and the slurry was vacuum-lyophilized and then passed through a 60-mesh sieve to obtain a base material for firing.
〔成形〕
上述の工程にて得られた素地を、15mmφの金属製成形型を用いて圧力30MPaにて高さ約9mmの円柱状に成形した。次いで、この成形した素地に250MPaの静水圧を作用させて焼成用の試料を成形した。
[Molding]
The substrate obtained in the above-described process was molded into a columnar shape having a height of about 9 mm at a pressure of 30 MPa using a metal mold having a diameter of 15 mm. Next, a hydrostatic pressure of 250 MPa was applied to the molded substrate to form a firing sample.
〔焼成〕
焼成用の試料を電気炉にて焼成した。このとき、焼成時の温度を変化させるとともに試料の寸法と重量を計測し、焼成品の密度が最大となる焼成温度を求めた。
[Baking]
A sample for firing was fired in an electric furnace. At this time, while changing the temperature at the time of baking, the size and weight of the sample were measured, and the baking temperature at which the density of the fired product was maximized was determined.
〔加工〕
焼成により得られた磁器組成物の比較的低周波帯域における誘電特性を測定するために、両端面に対して平面研削加工を施したサイズ11mmφ×6mmの試験片を作製した。また、焼成により得られた磁器組成物の比較的高周波帯域における誘電特性を測定するために、11mmφの焼成品を厚さ1mmに加工して両端面に金を蒸着した後にサイズ1mm×1mmに切り出した試験片を作製した。さらに高周波帯域における誘電特性を測定するために、サイズ57mm×57mm×0.2mmに切り出した試験片を作製した。
〔processing〕
In order to measure dielectric properties in a relatively low frequency band of the porcelain composition obtained by firing, a test piece having a size of 11 mmφ × 6 mm was prepared by subjecting both end faces to surface grinding. In addition, in order to measure dielectric properties in a relatively high frequency band of the porcelain composition obtained by firing, an 11 mmφ fired product was processed to a thickness of 1 mm, gold was deposited on both end faces, and then cut into a size of 1 mm × 1 mm. A test specimen was prepared. Furthermore, in order to measure the dielectric characteristics in the high frequency band, a test piece cut out to a size of 57 mm × 57 mm × 0.2 mm was prepared.
〔測定〕
作製した試験片を用いて、電波の周波数を変化させた場合における誘電率(ε’)及び誘電正接(tanδ)を測定した。
測定方法は、周波数が100MHz〜1MHzの範囲については、インピーダンス法(キャパシタ法)の原理に基づき、インピーダンスアナライザーHP419A(アジレント・テクノロジー株式会社製)を使用した。周波数が1MHz〜1.8GHzの範囲については、インピーダンス法(キャパシタ法)の原理に基づき、インピーダンスマテリアルアナライザー4291B(アジレント・テクノロジー株式会社製)を使用した。周波数が18GHz〜26.5GHz、26.5GHz〜40GHz、50GHz〜75GHz、及び75GHz〜110GHzの範囲については、自由空間法の原理に基づき、ネットワークアナライザ8510C(アジレント・テクノロジー株式会社製)及び誘電体レンズ付ホーンアンテナ(米国HVS社製)を使用した。
測定結果を以下の表1に示す。また、測定結果のグラフを図1、図2に示す。
[Measurement]
Using the prepared test piece, the dielectric constant (ε ′) and the dielectric loss tangent (tan δ) when the frequency of the radio wave was changed were measured.
The measurement method used impedance analyzer HP419A (made by Agilent Technologies) based on the principle of the impedance method (capacitor method) about the range of frequencies from 100 MHz to 1 MHz. For a frequency range of 1 MHz to 1.8 GHz, an impedance material analyzer 4291B (manufactured by Agilent Technologies) was used based on the principle of the impedance method (capacitor method). For frequencies ranging from 18 GHz to 26.5 GHz, 26.5 GHz to 40 GHz, 50 GHz to 75 GHz, and 75 GHz to 110 GHz, based on the principle of the free space method, a network analyzer 8510C (manufactured by Agilent Technologies) and a dielectric lens are used. An attached horn antenna (HVS, USA) was used.
The measurement results are shown in Table 1 below. Moreover, the graph of a measurement result is shown in FIG. 1, FIG.
表1、図1、図2に示すように、焼成用の原料中にLi2Oを添加した場合にのみ、周波数0.52MHz付近の帯域において誘電率ε’の急減と、tanδの急増及び急減という誘電分散現象が起こるのを確認することができた。
すなわち、チタン酸バリウムと酸化リチウムとを含有する材料を焼成して得られた磁器組成物については、酸化リチウムの添加量等を調整することによって、特定の周波数帯域の電波を吸収することのできる電波吸収体の材料としての適用可能性があることを確認することができた。
As shown in Table 1, FIG. 1 and FIG. 2, only when Li 2 O is added to the raw material for firing, a sudden decrease in dielectric constant ε ′ and a sudden increase and decrease in tan δ in a band near a frequency of 0.52 MHz. It was confirmed that the dielectric dispersion phenomenon occurred.
That is, for a porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate and lithium oxide, radio waves in a specific frequency band can be absorbed by adjusting the amount of lithium oxide added and the like. It was possible to confirm that it could be applied as a material for radio wave absorbers.
上記の結論についてさらに確認するために、酸化リチウムの添加量を変化させる他は、上記実施例と同じ条件で実験を行った。すなわち、チタン酸バリウム100重量部に対して酸化リチウム0.039重量部を含有する材料を焼成することにより磁器組成物を作製するとともに、作製した磁器組成物の誘電率ε’とtanδを測定した。なお、酸化リチウムの含有量をモル換算で表現すると、チタン酸バリウム100モル%に対して酸化リチウム約0.3モル%である。
誘電率ε’及びtanδの測定結果を以下の表2に示す。
In order to further confirm the above conclusion, an experiment was performed under the same conditions as in the above example except that the amount of lithium oxide added was changed. That is, a porcelain composition was produced by firing a material containing 0.039 parts by weight of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of barium titanate, and the dielectric constant ε ′ and tan δ of the produced porcelain composition were measured. . In addition, when content of lithium oxide is expressed in terms of mole, it is about 0.3 mol% lithium oxide with respect to 100 mol% barium titanate.
The measurement results of the dielectric constant ε ′ and tan δ are shown in Table 2 below.
表2に示すように、チタン酸バリウム100重量部に対して酸化リチウム0.039重量部を含有する材料を焼成して得られる磁器組成物についても、周波数6.3GHz付近の帯域において誘電率ε’の急減と、tanδの急増及び急減という誘電分散現象が起こるのを確認することができた。
すなわち、チタン酸バリウムと酸化リチウムとを含有する材料を焼成して得られた磁器組成物は、酸化リチウムの添加量等を調整することによって、特定の周波数帯域の電波を吸収することのできる電波吸収体の材料となり得ることを確認することができた。
As shown in Table 2, for the porcelain composition obtained by firing a material containing 0.039 parts by weight of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of barium titanate, the dielectric constant ε in a band near a frequency of 6.3 GHz. It was confirmed that the dielectric dispersion phenomenon of 'sudden decrease and tan δ sudden increase and decrease occurred.
That is, the porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate and lithium oxide can absorb radio waves in a specific frequency band by adjusting the amount of lithium oxide added and the like. It was confirmed that it could be a material for the absorber.
実施例2では、上記実施例1にて得られた磁器組成物を使用して電波吸収体を作製し、この電波吸収体の電波吸収特性の測定を行った。使用した磁器組成物は、チタン酸バリウムと、該チタン酸バリウム100重量部に対して酸化リチウム0.039重量部とを含有する材料を焼成して得られた磁器組成物である。 In Example 2, a radio wave absorber was produced using the porcelain composition obtained in Example 1, and the radio wave absorption characteristics of the radio wave absorber were measured. The used porcelain composition is a porcelain composition obtained by firing a material containing barium titanate and 0.039 parts by weight of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of the barium titanate.
〔電波吸収体の作製〕
上記実施例1にて得られた磁器組成物に研削加工を施して、サイズ55mm×55mm×0.2mmの板状片を成形した。この板状片の両面のうち一方の表面に対して、厚さ0.5mmの整合層(マッチング層とも呼ばれる)を積層した。この整合層は、電波吸収体の本体部よりも相対的に誘電率が小さい材料で形成される層であり、例えば、セラミックス、ガラス(釉薬も含む)、樹脂、樹脂とセラミックスの混合体などで形成される層である。本実施例では、誘電率ε’=21のセラミックスを整合層として使用している。このような整合層が積層されることにより、電波吸収体に入射した電波が表面で反射されずに内部に侵入できるようになる。
[Production of radio wave absorber]
The porcelain composition obtained in Example 1 was ground to form a plate-like piece having a size of 55 mm × 55 mm × 0.2 mm. A matching layer (also called a matching layer) having a thickness of 0.5 mm was laminated on one surface of both sides of the plate-like piece. This matching layer is a layer formed of a material having a dielectric constant relatively smaller than that of the main body of the radio wave absorber. For example, ceramic, glass (including glaze), resin, a mixture of resin and ceramics, etc. It is a layer to be formed. In this embodiment, ceramics having a dielectric constant ε ′ = 21 is used as the matching layer. By laminating such matching layers, radio waves incident on the radio wave absorber can enter the interior without being reflected by the surface.
〔電波吸収特性の測定〕
上述のようにして作製された電波吸収体の電波吸収特性を自由空間法により測定した。この自由空間法は、橋本修著「電波吸収体 入門」[森北出版株式会社(1997)]等に記載されている公知の方法であり、具体的には、板状試験片に平面波や集束させたビームを入射してその反射透過特性を求めることにより、高周波帯域の誘電正接、誘電率、電波吸収特性等を測定することができる方法である。
本実施例では、電波吸収体の表面で反射する電波、及び、電波吸収体の裏面を突き抜けて透過する電波のそれぞれについて、電波の減衰量[dB]、すなわち、電波吸収体にて吸収された電波の量を測定した。これらの測定結果を図3にグラフで示す。
[Measurement of radio wave absorption characteristics]
The radio wave absorption characteristics of the radio wave absorber produced as described above were measured by the free space method. This free space method is a well-known method described in Osamu Hashimoto, “Introduction to Wave Absorber” [Morikita Publishing Co., Ltd. (1997)]. Specifically, a plane wave or a focused wave is focused on a plate specimen. This method is capable of measuring the dielectric loss tangent, dielectric constant, radio wave absorption characteristic, etc. in the high frequency band by entering the reflected beam and obtaining the reflection / transmission characteristics.
In this example, each of the radio wave reflected on the surface of the radio wave absorber and the radio wave transmitted through the back surface of the radio wave absorber was absorbed by the radio wave attenuation [dB], that is, the radio wave absorber. The amount of radio waves was measured. These measurement results are shown graphically in FIG.
図3に示すように、本実施例にて作製された電波吸収体は、周波数32GHz付近の帯域における反射電波の吸収量が約−44dBであり、周波数95GHz付近の帯域における反射電波の吸収量が約−31dBであるという結果となった。また、透過電波の吸収量が約−20dB以下であるという結果となった。これらの結果より、本実施例にて作製された電波吸収体は、実用レベルとされる電波吸収量−20dB〜−30dBの水準を十分に満たしていることを確認することができた。 As shown in FIG. 3, the radio wave absorber manufactured in this example has an absorption amount of reflected radio waves in a band near a frequency of 32 GHz of about −44 dB, and an absorption amount of reflected radio waves in a band near a frequency of 95 GHz. The result was about -31 dB. In addition, the result was that the amount of transmitted radio waves absorbed was approximately −20 dB or less. From these results, it was confirmed that the radio wave absorber produced in this example sufficiently satisfied the level of radio wave absorption of −20 dB to −30 dB which is considered to be a practical level.
Claims (6)
A method for producing a porcelain composition comprising a step of firing a material containing barium titanate and 0.006 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less of lithium oxide with respect to 100 parts by weight of the barium titanate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004129615A JP2005306698A (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Ceramic composition and wave absorber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004129615A JP2005306698A (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Ceramic composition and wave absorber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005306698A true JP2005306698A (en) | 2005-11-04 |
Family
ID=35435871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004129615A Pending JP2005306698A (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Ceramic composition and wave absorber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005306698A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7546201B2 (en) * | 2003-07-14 | 2009-06-09 | Sk Telecom Co., Ltd. | Method for obtaining traffic information using billing information of mobile terminal |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0222346A (en) * | 1988-03-30 | 1990-01-25 | Rhone Poulenc Chim | Composition based on barium titanate useful as electromagnetic wave absorbing body |
JPH10308596A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio wave absorbent |
-
2004
- 2004-04-26 JP JP2004129615A patent/JP2005306698A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0222346A (en) * | 1988-03-30 | 1990-01-25 | Rhone Poulenc Chim | Composition based on barium titanate useful as electromagnetic wave absorbing body |
JPH10308596A (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio wave absorbent |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7546201B2 (en) * | 2003-07-14 | 2009-06-09 | Sk Telecom Co., Ltd. | Method for obtaining traffic information using billing information of mobile terminal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
George et al. | Low‐temperature sintering and microwave dielectric properties of Li2MgSiO4 ceramics | |
KR101121554B1 (en) | Radio wave absorption material and radio wave absorber | |
JP5554940B2 (en) | Low dielectric constant dielectric ceramic composition for low temperature firing | |
Joseph et al. | Microwave Dielectric Properties of (Sr1− xAx) 2 (Zn1− xBx) Si2O7 Ceramics (A= Ca, Ba and B= Co, Mg, Mn, Ni) | |
George et al. | Novel low loss, low permittivity glass–ceramic composites for ltcc applications | |
CN104016664A (en) | Preparation method of low-dielectric-constant microwave ceramic material | |
CN104261825A (en) | Ultralow dielectric constant microwave dielectric ceramic Li3BiW8O27 capable of performing low-temperature sintering | |
CN104311031A (en) | Low-temperature sinterable microwave dielectric ceramic Ca3Y4V2O14 having low dielectric constant | |
CN106187189B (en) | A kind of energy storage microwave dielectric ceramic materials and preparation method thereof | |
Kim et al. | Electromagnetic wave absorbing properties of high-permittivity ferroelectrics coated with ITO thin films of 377 Ω | |
CN104261826A (en) | Microwave dielectric ceramic ZnY3VO8 with ultralow dielectric constant | |
JP3737774B2 (en) | Dielectric ceramic composition | |
JP2004146801A (en) | Porous magnet, manufacturing method thereof, electric-wave absorber and magnet lens therewith | |
CN104098327A (en) | Dielectric ceramic composition, dielectric ceramic, electronic device, and communication device | |
JP2005306698A (en) | Ceramic composition and wave absorber | |
RU2657018C1 (en) | Absorber electromagnetic waves of the gigahertz range | |
JP4890683B2 (en) | Porcelain composition | |
CN104891995A (en) | Low-loss temperature-stability low-dielectric-constant microwave dielectric ceramic SrLiSm3W5O21 | |
CN104944949A (en) | High-quality-factor low-dielectric-constant microwave dielectric ceramic CaLiLaMo2O9 | |
JP2002020168A (en) | Ceramic dielectric material | |
CN104876572A (en) | High-quality factor ultralow-dielectric constant microwave dielectric ceramic CaLi3La3Mo2O13 | |
JP2007045690A (en) | Dielectric porcelain composition | |
JP3339989B2 (en) | Low dielectric loss material | |
JP2003335576A (en) | Dielectric ceramic composition, dielectric, and wave absorber | |
JP2005302435A (en) | Composite dielectric material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070306 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070306 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100330 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101026 |