JP2543221B2 - 誘電体磁器 - Google Patents
誘電体磁器Info
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- JP2543221B2 JP2543221B2 JP2103491A JP10349190A JP2543221B2 JP 2543221 B2 JP2543221 B2 JP 2543221B2 JP 2103491 A JP2103491 A JP 2103491A JP 10349190 A JP10349190 A JP 10349190A JP 2543221 B2 JP2543221 B2 JP 2543221B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電体磁器に関し、特にマイクロ波やミリ波
などの高周波領域において高い無負荷Ｑを有する誘電体
磁器に関する。
などの高周波領域において高い無負荷Ｑを有する誘電体
磁器に関する。
従来の技術 一般に、高周波用の誘電体磁器は誘電体共振器やMIC
用誘電体基板等として広く使用されている。また、近
年、使用される周波数の高周波化が進みSHF帯を用いた
衛星放送や衛星通信も実用化が行われ始めたため、一層
高い無負荷Ｑを有する誘電帯磁器の開発が望まれてい
る。
用誘電体基板等として広く使用されている。また、近
年、使用される周波数の高周波化が進みSHF帯を用いた
衛星放送や衛星通信も実用化が行われ始めたため、一層
高い無負荷Ｑを有する誘電帯磁器の開発が望まれてい
る。
最近、無負荷Ｑの高い誘電帯磁器として、Ba−Mg−Ta
系（特公昭59−23048号公報、特開昭58−206003号公
報、特開昭61−107609号公報、特開昭61−181008号公
報、特開昭62−170102号公報）の誘電体磁器が注目され
ている。
系（特公昭59−23048号公報、特開昭58−206003号公
報、特開昭61−107609号公報、特開昭61−181008号公
報、特開昭62−170102号公報）の誘電体磁器が注目され
ている。
高周波用誘電体磁器として使用されるBa−Mg−Ta系複
合ペロブスカイト化合物を主成分とする誘電体磁器は焼
結性が悪く、そのため従来のBa−Mg−Ta系においては無
負荷Ｑが11GHzで3740〜3920と低い値しか得られなかっ
た（特公昭59−23048号公報）、そこで、焼結助剤とし
てMnを添加する方法が提案され、無負荷Ｑが10000以上
の誘電体磁器が得られるようになったが、Mnのような異
種元素を添加することは製造工程の複雑化を招く上に、
添加により磁器特性に悪影響を及ぼす恐れがある（特開
昭58−206003号公報）。
合ペロブスカイト化合物を主成分とする誘電体磁器は焼
結性が悪く、そのため従来のBa−Mg−Ta系においては無
負荷Ｑが11GHzで3740〜3920と低い値しか得られなかっ
た（特公昭59−23048号公報）、そこで、焼結助剤とし
てMnを添加する方法が提案され、無負荷Ｑが10000以上
の誘電体磁器が得られるようになったが、Mnのような異
種元素を添加することは製造工程の複雑化を招く上に、
添加により磁器特性に悪影響を及ぼす恐れがある（特開
昭58−206003号公報）。
また、焼結性を改善するため焼成方法に急速昇温法と
いう特殊な焼成方法が提案され（特開昭61−107609号公
報）、無負荷Ｑは向上しているが、この方法では磁器の
内部と外部の収縮率に差が生じる等の理由で、特に無負
荷Ｑの再現性が非常に悪く、品質の安定した製品を得る
ことは難しい。その改善案として加熱、焼成時に加圧成
形物を耐火性粉末で包む方法が提案されたが本質的に問
題が改善されたとは言いがたい（特開昭61−181008号公
報）。さらに、このような複合プロブスカイト化合物
（Ａ（Ｂ′1/3Ｂ″2/3）O3）を主成分とする誘電体磁器
は、六方晶になる場合には、Ｂサイトイオン、即ち、前
記式におけるＢ′およびＢ″が、Ｂ′−Ｂ″−Ｂ″の順
に３層を１周期として広い範囲にわたって繰り返す周期
的配列（長周期配列）をとることが知られおり、無負荷
Ｑは、その長周期配列の規則性をどの程度有しているか
を表す規則度が高くないと向上しないため、無負荷Ｑの
高い磁器を得るためには、急速昇温法で高密度な磁器を
得、さらに、規則度を上げるため非常に長時間の熱処理
が必要であり、製造工程の複雑になったり生産能率向上
の妨げになるという欠点を有していた（特開昭62−1701
02号公報）。
いう特殊な焼成方法が提案され（特開昭61−107609号公
報）、無負荷Ｑは向上しているが、この方法では磁器の
内部と外部の収縮率に差が生じる等の理由で、特に無負
荷Ｑの再現性が非常に悪く、品質の安定した製品を得る
ことは難しい。その改善案として加熱、焼成時に加圧成
形物を耐火性粉末で包む方法が提案されたが本質的に問
題が改善されたとは言いがたい（特開昭61−181008号公
報）。さらに、このような複合プロブスカイト化合物
（Ａ（Ｂ′1/3Ｂ″2/3）O3）を主成分とする誘電体磁器
は、六方晶になる場合には、Ｂサイトイオン、即ち、前
記式におけるＢ′およびＢ″が、Ｂ′−Ｂ″−Ｂ″の順
に３層を１周期として広い範囲にわたって繰り返す周期
的配列（長周期配列）をとることが知られおり、無負荷
Ｑは、その長周期配列の規則性をどの程度有しているか
を表す規則度が高くないと向上しないため、無負荷Ｑの
高い磁器を得るためには、急速昇温法で高密度な磁器を
得、さらに、規則度を上げるため非常に長時間の熱処理
が必要であり、製造工程の複雑になったり生産能率向上
の妨げになるという欠点を有していた（特開昭62−1701
02号公報）。
発明が解決しようとする課題 そこで、この発明の主たる目的は、上記の欠点を無く
した、即ち、特別の焼成方法を用いず、通常の焼成方法
で焼成可能で、長時間の熱処理無しに、無負荷Ｑの高い
複合プロブスカイト化合物を主成分とする誘電体磁器を
提供することである。
した、即ち、特別の焼成方法を用いず、通常の焼成方法
で焼成可能で、長時間の熱処理無しに、無負荷Ｑの高い
複合プロブスカイト化合物を主成分とする誘電体磁器を
提供することである。
課題を解決するための手段 本発明による誘電体磁器は、酸化バリウム、酸化マグ
ネシウム、及び酸化タンタルを主成分とし、その組成範
囲が酸化バリウム（BaO）48.1〜48.8重量％、酸化マグ
ネシウム（MgO）3.6〜4.5重量％、酸化タンタル（Ta
2O5）46.7〜48.3重量％であり、複合ペロブスカイト化
合物を主成分とする。
ネシウム、及び酸化タンタルを主成分とし、その組成範
囲が酸化バリウム（BaO）48.1〜48.8重量％、酸化マグ
ネシウム（MgO）3.6〜4.5重量％、酸化タンタル（Ta
2O5）46.7〜48.3重量％であり、複合ペロブスカイト化
合物を主成分とする。
また、酸化バリウム、酸化マグネシウム、及び酸化タ
ンタルを主成分とし、その組成範囲が酸化バリウム（Ba
O）48.3〜48.8重量％、酸化マグネシウム（MgO）3.8〜
4.3重量％、酸化タンタル（Ta2O5）46.9〜47.7重量％で
あり、複合ペロブスカイト化合物を主成分とする。
ンタルを主成分とし、その組成範囲が酸化バリウム（Ba
O）48.3〜48.8重量％、酸化マグネシウム（MgO）3.8〜
4.3重量％、酸化タンタル（Ta2O5）46.9〜47.7重量％で
あり、複合ペロブスカイト化合物を主成分とする。
作 用 上記第１の発明の組成によれば、通常の焼成方法で安
定に、焼結性が大幅に向上して容易に高密度化し、無負
荷Ｑの高い5000以上の複合ペロブスカイト化合物を主成
分とする誘電体磁器が得られる。
定に、焼結性が大幅に向上して容易に高密度化し、無負
荷Ｑの高い5000以上の複合ペロブスカイト化合物を主成
分とする誘電体磁器が得られる。
また、第２の発明のようにより狭い組成範囲とするこ
とで、高密度化した磁器は極短時間の熱処理で十分規則
化できる。その結果、長時間の熱処理無しに、無負荷Ｑ
が10000以上の複合ペロブスカイト化合物を主成分とす
る誘電体磁器を得ることができる。
とで、高密度化した磁器は極短時間の熱処理で十分規則
化できる。その結果、長時間の熱処理無しに、無負荷Ｑ
が10000以上の複合ペロブスカイト化合物を主成分とす
る誘電体磁器を得ることができる。
実施例 以下に限定的でない実施例を上げる。
高純度のBaCO3、MgO、Ta2O3を表１に示す組成からな
る磁器組成物が得られるように秤量し、秤量原料をボー
ルミルにて湿式混合した。そしてその混合物を1000℃〜
1200℃で２時間仮焼し、さらにボールミルにて湿式粉砕
した後、脱水乾燥を行った。その後、得られた粉体にバ
インダーを加え整粒し、1000kg/cm2の圧力で直径7.5m
m、厚さ4.0mmの寸法で乾式成形を行い、ごく普通の焼成
条件（昇・降温速度200℃/h、焼成温度1500℃〜1600
℃、２〜24時間焼成）で焼成し磁器試料を得た。
る磁器組成物が得られるように秤量し、秤量原料をボー
ルミルにて湿式混合した。そしてその混合物を1000℃〜
1200℃で２時間仮焼し、さらにボールミルにて湿式粉砕
した後、脱水乾燥を行った。その後、得られた粉体にバ
インダーを加え整粒し、1000kg/cm2の圧力で直径7.5m
m、厚さ4.0mmの寸法で乾式成形を行い、ごく普通の焼成
条件（昇・降温速度200℃/h、焼成温度1500℃〜1600
℃、２〜24時間焼成）で焼成し磁器試料を得た。
得られた磁器試料を共振周波数が10GHzになるように
研磨した後、比誘電率（εｒ）、無負荷Ｑ、共振周波数
の温度特性（τｆ）を測定し、その結果を表１に示し
た。
研磨した後、比誘電率（εｒ）、無負荷Ｑ、共振周波数
の温度特性（τｆ）を測定し、その結果を表１に示し
た。
なお、表１中の試料番号に＊印を付した試料は本発明
の範囲外のものである。
の範囲外のものである。
第１図は本発明の組成範囲を示す三角図である。尚、
図中の番号は表１中の試料Noと一致しておりその試料の
組成を示している。
図中の番号は表１中の試料Noと一致しておりその試料の
組成を示している。
表１より明らかなように、本発明における請求項１に
記載の範囲内に於ては、通常の焼成方法にて無負荷Ｑが
高い磁器が得られることが明らかである。その中でも請
求項２に記載の範囲内に於いては、特に無負荷Ｑが高い
磁器が得られ、粉末Ｘ線回折にて調べた結果、1600℃−
２時間の短時間焼成でもほぼ完全に規則化していた。
記載の範囲内に於ては、通常の焼成方法にて無負荷Ｑが
高い磁器が得られることが明らかである。その中でも請
求項２に記載の範囲内に於いては、特に無負荷Ｑが高い
磁器が得られ、粉末Ｘ線回折にて調べた結果、1600℃−
２時間の短時間焼成でもほぼ完全に規則化していた。
その他の範囲は、BaOが48.8wt％以上では全く緻密化
せず（試料No13,19,20）、48.1wt％以下では無負荷Ｑが
低く温度特性（τｆ）が大きい（試料No15,16）、MgOが
4.5wt％以上では焼結性が劣化しその結果誘電率
（εｒ）低下し無負荷Ｑも低い（試料No14,15）、3.6wt
％以下では温度特性（τｆ）が大きい（試料No17,1
8）、等の欠点が有り、本発明の目的には合致しない。
せず（試料No13,19,20）、48.1wt％以下では無負荷Ｑが
低く温度特性（τｆ）が大きい（試料No15,16）、MgOが
4.5wt％以上では焼結性が劣化しその結果誘電率
（εｒ）低下し無負荷Ｑも低い（試料No14,15）、3.6wt
％以下では温度特性（τｆ）が大きい（試料No17,1
8）、等の欠点が有り、本発明の目的には合致しない。
尚、僅かの添加物を加えることで焼結性を改善でき、
特性は大きく劣化しないことが、請求項１に記載の範囲
で確認された。例えば試料No7にSiO2を0.02wt％添加し
た場合、焼成温度が約80℃程度下がるが特性は大きく変
化しなかった。他の添加物でも同等の効果が期待でき
る。
特性は大きく劣化しないことが、請求項１に記載の範囲
で確認された。例えば試料No7にSiO2を0.02wt％添加し
た場合、焼成温度が約80℃程度下がるが特性は大きく変
化しなかった。他の添加物でも同等の効果が期待でき
る。
また、本発明の範囲外の組成である、Ba（Mg1/3T
a2/3）O3の理論組成の粉体を同条件で作製し、複数個を
急速昇温法で焼成して熱処理を施したところ、焼結密度
が大きくばらついたり、亀裂が生じて、その結果、無負
荷Ｑのばらつきは2000〜18000と大きくばらついたのに
対し、本発明の試料No6を複数個通常の焼成方法で焼成
したところ、無負荷Ｑは28000〜32000と安定して高い無
負荷Ｑが得られた。
a2/3）O3の理論組成の粉体を同条件で作製し、複数個を
急速昇温法で焼成して熱処理を施したところ、焼結密度
が大きくばらついたり、亀裂が生じて、その結果、無負
荷Ｑのばらつきは2000〜18000と大きくばらついたのに
対し、本発明の試料No6を複数個通常の焼成方法で焼成
したところ、無負荷Ｑは28000〜32000と安定して高い無
負荷Ｑが得られた。
なお、本発明は、共振周波数の温度特性（τｆ）を変
化させるためBa、Mg、Taの一部を他の元素で置換した
り、添加物を加えたりしても同様の効果を得ることが出
来ることは、当業者には明らかであろう。
化させるためBa、Mg、Taの一部を他の元素で置換した
り、添加物を加えたりしても同様の効果を得ることが出
来ることは、当業者には明らかであろう。
発明の効果 本発明によれば、難焼結性磁器である複合ペロブスカ
イト化合物を主成分とする誘電体磁器において、焼結助
剤や特殊な焼成方法を使用せず、通常の焼成方法で長時
間の熱処理無しに得ることが出来る、品質的にも安定な
無負荷Ｑの高い誘電体磁器を提供することができる。
イト化合物を主成分とする誘電体磁器において、焼結助
剤や特殊な焼成方法を使用せず、通常の焼成方法で長時
間の熱処理無しに得ることが出来る、品質的にも安定な
無負荷Ｑの高い誘電体磁器を提供することができる。
第１図は本発明の実施例における誘電体磁器の組成範囲
を示す三角図である。
を示す三角図である。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化バリウム、酸化マグネシウム、及び酸
化タンタルを主成分とする磁器で、その組成範囲が酸化
バリウム（BaO）48.3〜48.8重量％、酸化マグネシウム
（MgO）3.8〜4.3重量％、酸化タンタル（Ta2O5）46.9〜
47.7重量％であり、複合ペロブスカイト化合物を主成分
とすることを特徴とする誘電体磁器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103491A JP2543221B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 誘電体磁器 |
| DE1991616415 DE69116415T2 (de) | 1990-04-19 | 1991-04-18 | Dielektrische Keramiken |
| EP19910106263 EP0452945B1 (en) | 1990-04-19 | 1991-04-18 | Dielectric ceramics |
| US07/973,601 US5246898A (en) | 1990-04-19 | 1992-11-09 | Dielectric ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103491A JP2543221B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 誘電体磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044509A JPH044509A (ja) | 1992-01-09 |
| JP2543221B2 true JP2543221B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14355474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2103491A Expired - Fee Related JP2543221B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 誘電体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543221B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5268341A (en) * | 1991-10-30 | 1993-12-07 | Kyocera Corporation | Dielectric ceramic composition for high-frequency use and dielectric material |
| JP6172706B2 (ja) * | 2013-01-23 | 2017-08-02 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｔａ２Ｏ５系酸化物を基盤とする誘電性磁器組成物、および、当該組成物から製造された高いＱ値を有するマイクロ波誘電共振器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235251A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-15 | 住友金属鉱山株式会社 | 誘電体磁器の製法 |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP2103491A patent/JP2543221B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH044509A (ja) | 1992-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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