JP2542237B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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Description
波用誘電体磁器組成物に関する。
失が小さく、また共振周波数の温度係数(以下τfと称
す)が小さな誘電体が共振器に用いられ、衛星放送受信
機や自動車電話などの通信および放送機器に応用されて
いる。従来このような用途にはBaO−TiO2系、MgO−CaO
−TiO2系の誘電体磁器が知られている。
(εr)1/2(但し、εrは誘電体の比誘電率)に比例
することから誘電率が大きいほど誘電体の小型化が可能
である。上記BaO−TiO2系、MgO−CaO−TiO2系ではεr
=20〜40であって、マイクロ波帯でも周波数の低い1GHz
付近でこれらを共振器として使用する際には寸法が大き
くなる欠点がある。近年1GHz付近で使用される誘電体共
振器の需要は高まりつつあり、寸法の小型化の要求を満
たすために、より大きい誘電率を持つ誘電体磁器が必要
となる。共振器として必要な特性を満たす為には、大き
な誘電率を持つのみでなくQ(誘電損失tanδの逆数、
即ちQ=1/tanδ)が高く、τfが小さなことが必要で
ある。例えば、特開昭56−134562に示すBaO−TiO2−Nd2
O系においてはεr>70、Q>2000とεrが大きく、Q
が高い磁器が得られるが、τfが150ppm/℃以上と大き
く実用には適さず、又、特開昭56−82501に示すBaO−Ti
O2−Nd2O3+希土類酸化物+PbO系のPbOを含まない組成
ではεrは50程度と小さく、PbOを添加することでεr
=91、Q=4200(at2GHz)、τf=5ppm/℃を得てい
る。とはいえPbOを含む組成は焼成時にPbOが蒸発するた
め安定した特性を得にくいと共に蒸発したPbOが焼成炉
等の装置を汚染し、他の組成の磁器の製造に悪影響を与
える製造上の欠点がある。
知られており、Sm2O3を成分とすることで小さなτfを
得るためには高価なSm2O3含有量を多くする必要があ
る。
が大きく、Qが高く、τfが小さな誘電体磁器を提供す
るためになされたもので、酸化バリウム、酸化チタン、
酸化ネオジム、酸化ガドリニウムからなり、成分組成式
(モル比率)が aBaO−bTiO2−c{(1−x)Nd2O3−xGd2O3} [但し、0.10≦a≦0.20,0.65≦b≦0.75,0.10≦c≦0.
20,a+b+c=1でかつ0<x≦0.4]からなることを
特徴とする誘電体磁器組成物である。本発明の(2)は
上記(1)に記載の誘電体磁器組成物100wt%に酸化ア
ルミニウム4wt%以下添加してなる誘電体磁器組成物で
あって、上記(1)の組成のQ、τf値をさらに改善
し、その特性値の選択の幅を拡大できる特徴を有してい
る。
−(Nd2O3−Gd2O3)の3元状態図でその特許請求の範囲
を図示したものである。又、その各交点A,B,C,D,E,Fの
組成値を第1表に示した。
モル%より小さいとεrが小さくなる。
5より小さいとQが低く、燃焼し難くなる。c{(1−
X)Nd2O3−XGd2O3}のc値が0.20を超えるとQが低く
なり、0.10より小さいとτfが大きくなる。
る。
ることで、εrを殆ど変化させることなくτfを変化さ
せることができる。この特性のため、BaO−TiO2−Nd2O3
系では従来得られなかったεrが大きく、τfが小さな
組成を第1図のように極めて限定された範囲で得ること
が出来る。
3)系100wt%にAl2O3を4wt%まで添加することによりQ
値の増加し、より小さいτfが得られることを見出し
た。以上のように本発明は小さなτfを得るための効果
はSm2O3を置換するより大きく、少量のAl2O3の添加で小
さいτfを得ることが出来る。
9) 出発原料に高純度のBaCO3、TiO2、Nd2O3、Gd2O3を用
いて、所定の組成比になるように秤量した後、ポリエチ
レンポット、アルミナボールを用いて純水と共に湿式混
合した。得られたスラリーを吸引濾過し乾燥した。これ
を空気中において900〜1100℃で1〜6時間仮焼した。
仮焼後再びポリエチレン、アルミナボールを用いて、純
水とともに湿式粉砕し、吸引濾過、乾燥した。これにバ
インダーを添加し、48メッシュを通して造粒した。成形
圧力1000kgf/cm2で直径約16mm、厚さ約6mmにプレス成形
した後、白金板上で1300〜1450℃で焼成した。得られた
誘電体機器について、3GHzにおける比誘電率(εr)、
Qおよび−25〜+75℃における共振周波数の温度係数τ
rを求めた。以上の結果を第2表に示し、なお、Gd2O3
の代わりにSm2O3とした比較例も共に示した。
が、Qは、周波数とQの積が一定である関係があるた
め、例えば、1GHzの測定のQの測定値は3GHzにおけるQ
の値の3倍に相当することになる。Gd2O3がτfを小さ
くする効果は、比較例No.3と実施例No.29から,Gd2O3の
0.3モル%の置換によりτfが47から3ppm/Kに減少して
顕著な効果のあることがわかる。更に、Gd2O3の置換量
による影響は,実施例No.18,20,22,24で、Gd2O3置換量
(X)を0.1〜0.4の間で0.1づつ増加させると、τfが2
9から2ppm/Kに減少している。この際τfの減少と同時
にQも低下しX=0.4ではQが1040とかなり低くなって
しまうことから置換量(X)は0.4以下とすることが必
要である。
大きい場合、高いQが得られるがτfが大きくなり、一
方bを小さくし過ぎると焼結し難くなる欠点があるた
め、bの範囲は0.65≦b≦0.75とする必要がある。
〜38,40,41) BaO−TiO2−(Nd2O3−Gd2O3)系100wt%に、Al2O3を
添加して、実施例Aと同様に誘電体磁器を製造、焼成し
得られる特性を同じく第2表に示した。
からそれぞれAl2O3の1.5wt%添加してQが向上し,かつ
τfが小さくなっている。しかし、実施例6〜11,12〜1
7,33〜38では、Al2O3の添加0〜1.5wt%迄の増加に比例
してQを増加させるが1.5wt%を超えるとQは漸次減少
する。一方εrはAl2O3の添加により漸次減少し実施例3
8ではεr=58となっている。このためAl2O3の添加量の
上限を4.0wt%とした。
−TiO2−(Nd2O3−Gd2O3)系では得られなかった−22pp
m/Kのような負のτfを得ることができる特徴を有す
る。
2O3を1.5wt%添加してQを1800から3360に大幅に増加さ
せることもできる。
れるが、εrが大きく、Qが高く、τfが小さいという
点から所望の値はεr≧58、Q>1000(at3GHz)、τf
<100ppm/Kとした。
上、τf≦20ppm/Kの範囲の場合、本発明の最も好まし
い範囲は、0.1≦a≦0.15、0.65≦b≦0.7、0.15≦c≦
0.2、0<X≦0.3、0≦Al2O3≦4wt%である。
大きく、Qが高く、τfが小さい特性を持っており、衛
星放送受信機や自動車電話等のマイクロ波用誘電体磁器
として利用される。本発明は製造においては、PbO等の
蒸発成分を含まないため、特性の安定が容易であり、ま
た焼成炉の装置の汚染や他の組成磁器への悪影響が無い
こと、さらにGd2O3よりはるかに高価なSm2O3を使用せ
ず、かつその使用量も少ないのでその経済的効果は非常
に大であることも利点としてあげられる。
O−TiO2−(Nd2O3−Gd2O3)系の3元状態図で示す。
Claims (2)
- 【請求項1】酸化バリウム(BaO)、酸化チタン(Ti
O2)、酸化ネオジム(Nd2O3)および酸化ガドリニウム
(Gd2O3)からなり、成分組成式(モル比率)が、 aBaO−bTiO2−c[(1−x)Nd2O3−xGdO3] 〔但し、0.10≦a≦0.20,0.65≦b≦0.75,0.10≦c≦0.
20,a+b+c=1,でかつ0<x≦0.4〕からなることを
特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の誘電体磁器
組成物100wt%に対して、酸化アルミニウム(Al2O3)を
4wt%以下添加してなることを特徴とする誘電体磁器組
成物。
Priority Applications (4)
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EP89401360A EP0344046B1 (en) | 1988-05-24 | 1989-05-17 | Dielectric ceramic composition |
DE89401360T DE68905668T2 (de) | 1988-05-24 | 1989-05-17 | Dielektrische keramische Zusammensetzung. |
US07/354,564 US5013695A (en) | 1988-05-24 | 1989-05-22 | Dielectric ceramic composition |
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JP20893987 | 1987-08-21 | ||
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JPS6065763A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | 沖電気工業株式会社 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
JPH0785363B2 (ja) * | 1985-07-15 | 1995-09-13 | 沖電気工業株式会社 | マイクロ波用誘電体セラミツクス |
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-
1988
- 1988-05-24 JP JP63126353A patent/JP2542237B2/ja not_active Expired - Lifetime
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