JP2010037126A - セラミック組成物及びセラミック焼結体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末と、(b)チタン酸ストロンチウム粉末及び/又はチタン酸カルシウム粉末と、(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を含有するセラミック組成物を成形し、焼結してセラミック焼結体を得る。
【選択図】なし
Description
(a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b1)チタン酸ストロンチウム粉末を6.0〜19.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とする。
(a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b2)チタン酸カルシウム粉末を13.0〜43.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とする。
(a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b3)チタン酸ストロンチウム粉末及びチタン酸カルシウム粉末を、合計して6.5〜42.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とする。
また、チタン酸ストロンチウム粉末及び/又はチタン酸カルシウム粉末を、上記範囲で含有させたことで、高周波領域での誘電損失を低くしつつ、共振周波数の温度係数を制御して、ほぼゼロに近づけることができる。
そして、アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物、銀化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を上記範囲で含有させたことで、低温焼結が可能となり、特に1000℃以下での低温で焼結することができる。
そして、このセラミック焼結体は、低温焼結、特に1000℃以下で焼結できることから、銅、銀などの低抵抗金属と同時焼結が可能であり、高周波領域において低誘電損失で、強度が高いので、高周波部品用途として好適に使用できる。
本発明のセラミック組成物は、(a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末(以下、「a成分」とも記す)と、(b)チタン酸ストロンチウム粉末及び/又はチタン酸カルシウム粉末(以下、「b成分」とも記す)と、(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末(以下、「c成分」とも記す)と、を含有する組成物である。以下、各成分について説明する。
本発明のセラミック組成物に用いられるディオプサイド結晶(CaMgSi2O6)粉末は、焼結後にSiO2、MgO、CaOとなるガラスでない酸化物、炭酸塩などの材料からなるセラミック粉末を、融点以下で焼結して得られた物である。
本発明のセラミック組成物は、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)粉末及び/又はチタン酸カルシウム(CaTiO3)粉末を含有する。
{複合体の共振周波数の温度係数(τf)=Σ(各成分の体積分率(vol%)×各成分の共振周波数の温度係数(τf))} ・・・(1)
{log(複合体の誘電率(εr))=Σ(各成分の体積分率(vol%)×log(各成分の誘電率(εr))} ・・・(2)
本発明のセラミックス組成物は、アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、上記a成分100質量部に対し、酸化物換算で6.0〜11.0質量部含有し、6.5〜10.0質量部含有することがより好ましい。
本発明のセラミック焼結体は、上記のような組成となるように配合されたセラミック組成物を、ZrO2ボールなどを用いて、水などの湿式下で混合し、必要に応じて結合剤、可塑剤、溶剤等を添加し、所定形状に成形して、焼結することによって得られる。
・結晶相:焼結体の断面研磨面を作製し、FE−SEMにより結晶形態の観察を行った。また、焼結体をアルミナ乳鉢で粉砕し、その後さらにメノウ乳鉢で整えた粉末状試料をサンプルホルダーに充填し、Cu−Kα線を用いたX線回折ディフラクトメーター法にて結晶相の同定を行った。
・誘電特性:各試料の上下面平行を研削した後、#2000番以上の番手の研摩紙を用いて研摩したものを用いて、誘電体円柱共振器法にて周波数9〜15GHzにおける誘電率εrを測定した。また共振周波数の温度係数τfを、−25〜85℃の範囲で測定した。
また、表2中Diはディオプサイド結晶を意味し、Foはフォルステライト結晶を意味し、Akはオーケルマナイト結晶を意味し、Woはウォラストナイト結晶を意味し、STはチタン酸ストロンチウム結晶を意味し、CTはチタン酸カルシウム結晶を意味し、CSTは(xCa、1−xSr)TiO3型ペロブスカイト化合物の結晶を意味し、Tiはチタナイト(もしくはスフェーン)結晶を意味する。
2,21,22,23:誘電体層
3:ストリップ線路
4:グランドプレーン
5:スルーホール
6:外部電極
7:内部電極
Claims (6)
- (a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b1)チタン酸ストロンチウム粉末を6.0〜19.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とするセラミック組成物。 - (a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b2)チタン酸カルシウム粉末を13.0〜43.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とするセラミック組成物。 - (a)固相反応法により合成されたディオプサイド結晶粉末100質量部に対し、
(b3)チタン酸ストロンチウム粉末及びチタン酸カルシウム粉末を、合計して6.5〜42.0質量部、
(c)アルカリ化合物、アルカリ土類化合物、ホウ素化合物、遷移金属化合物、リン化合物、亜鉛化合物から選ばれた、リチウム化合物及びホウ素化合物を含む2種以上の化合物の粉末を、酸化物換算で合計して6.0〜11.0質量部、
含有することを特徴とするセラミック組成物。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のセラミック組成物を成形し、焼結して得られたセラミック焼結体。
- ディオプサイト結晶相中に、チタン酸ストロンチウム結晶及び/又はチタン酸カルシウム結晶が単独で存在しており、その結晶中の平均粒径が0.5〜3μmである、請求項4に記載のセラミック焼結体。
- 共振周波数の温度係数が−30×10−6〜30×10−6/℃であり、Q×f値が10,000GHz以上である、請求項4又は5に記載のセラミック焼結体。
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2008
- 2008-08-04 JP JP2008200739A patent/JP2010037126A/ja active Pending
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