JP2731940B2 - Dielectric ceramics for microwave - Google Patents
Dielectric ceramics for microwaveInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、マイクロ波用誘電体セラミックスに関す
る。The present invention relates to a dielectric ceramic for microwaves.
b. 従来の技術 マイクロ波用フィルタや共振器，温度補償用コンデン
サなどには、マイクロ波用誘電体セラミックスが用いら
れている。b. Conventional technology Microwave dielectric ceramics are used for microwave filters, resonators, and capacitors for temperature compensation.
マイクロ波用誘電体セラミックスとしては、従来、Ba
O−TiO2系,MgO−TiO2−CaO系,BaO−TiO2−RE2O3（REはS
m,Nd）系のセラミックス、あるいはこれらにさらにある
種の添加物を加えたものが用いられている。Conventionally, as dielectric ceramics for microwave, Ba
O-TiO 2 system, MgO-TiO 2 -CaO system, BaO-TiO 2 -RE 2 O 3 (RE is S
m, Nd) -based ceramics or those obtained by further adding certain additives to them are used.
近年、マイクロ波回路の集積化技術の進歩に伴ない、
上記のフィルターや共振器などを小型化する必要が生じ
てきた。これらの機器を小型化するには、比誘電率εｒ
および無負荷Ｑが大きく、さらに共振周波数の温度係数
τｆの絶対値が小さい誘電体セラミックスが必要であ
る。In recent years, with the progress of microwave circuit integration technology,
It has become necessary to reduce the size of the above filters and resonators. To reduce the size of these devices, the relative permittivity εr
In addition, a dielectric ceramic having a large unloaded Q and a small absolute value of the temperature coefficient τf of the resonance frequency is required.
しかしながら、例えば、特開昭59−230207号には、Ba
O−TiO2−Sm2O3−CeO2系のセラミックスが、また特開昭
56−82501号には、BaO−TiO2−Nd2O3−CeO2系のセラミ
ックスが提案されているが、これらのセラミックスには
比誘電率εｒが小さいという欠点がある。また、特開昭
57−40806号には、BaO−TiO2−Sm2O3−Nd2O3系のセラミ
ックスが提案されているが、このセラミックスには無負
荷Ｑが小さいという欠点がある。このように三条件を十
分に兼ね備えた誘電体セラミックスは、未だに開発され
ていない。However, for example, JP-A-59-230207 discloses Ba
O-TiO 2 -Sm 2 O 3 -CeO 2 ceramics are also disclosed in
No. 56-82501 proposes BaO—TiO 2 —Nd 2 O 3 —CeO 2 -based ceramics, but these ceramics have the disadvantage that the relative permittivity εr is small. In addition,
The No. 57-40806, although BaO-TiO 2 -Sm 2 O 3 -Nd 2 O 3 based ceramics have been proposed, this ceramic has the disadvantage that the unloaded Q is small. As described above, a dielectric ceramic sufficiently satisfying the three conditions has not yet been developed.
c. 発明が解決しようとする課題 本発明は、比誘電率εｒおよび無負荷Ｑが大きく、か
つ温度係数τｆの絶対値が小さいマイクロ波用誘電体セ
ラミックスを提供しようとするものである。c. Problems to be Solved by the Invention The present invention aims to provide a dielectric ceramic for microwaves having a large relative permittivity εr and a no-load Q and a small absolute value of a temperature coefficient τf.
d. 課題を解決するための手段 本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、主にBa
（Sm,Ce,Nd）2Ti4O12からなるBaO−TiO2−Sm2O3−CeO2
−Nd2O3系の誘電体セラミックスであって、Sm（モル）
＞Ce（モル）＋Nd（モル）の関係を有し、 各元素を酸化物に換算した組成範囲が、 BaO （ａ）:13〜20モル％、 TiO2 （ｂ）:56〜68モル％、 Sm2O3（ｃ）: 7〜30モル％、 CeO2 （ｄ）: 1〜10モル％、 Nd2O3（ｅ）: 1〜10モル％、 ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100 であることを特徴とするものである。d. Means for Solving the Problems The dielectric ceramics for microwave of the present invention is mainly made of Ba
(Sm, Ce, Nd) 2 Ti 4 O consisting 12 BaO-TiO 2 -Sm 2 O 3 -CeO 2
-Nd 2 O 3 dielectric ceramics, Sm (mol)
> Ce (mol) + Nd (mol), and the composition range in which each element is converted to oxide is BaO (a): 13 to 20 mol%, TiO 2 (b): 56 to 68 mol%, Sm 2 O 3 (c): 7 to 30 mol%, CeO 2 (d): 1 to 10 mol%, Nd 2 O 3 (e): 1 to 10 mol%, where a + b + c + d + e = 100 It is assumed that.
なお、上記組成範囲が、 BaO （ａ）:16〜17モル％、 TiO2 （ｂ）:64〜67モル％、 Sm2O3（ｃ）:11〜15モル％、 CeO2 （ｄ）: 1〜 5モル％、 Nd2O3（ｅ）: 1〜 5モル％、 ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100 である誘電体セラミックスは、本発明のマイクロ波用誘
電体セラミックスの中で、より好ましい特性を有する。The above composition ranges are as follows: BaO (a): 16 to 17 mol%, TiO 2 (b): 64 to 67 mol%, Sm 2 O 3 (c): 11 to 15 mol%, CeO 2 (d): 1 to 5 mol%, Nd 2 O 3 (e): 1 to 5 mol%, provided that a + b + c + d + e = 100 has more preferable characteristics among the dielectric ceramics for microwave of the present invention. .
上記組成範囲において、BaOが20モル％より多い場合
またはTiO2が56モル％より少ない場合は、無負荷Ｑが低
下し、温度係数τｆが正になる。一方、BaOが13モル％
より少ない場合またはTiO2が68モル％より多い場合は、
無負荷Ｑが低下し測定不能になる。In the above composition range, when BaO is more than 20 mol% or TiO 2 is less than 56 mol%, the no-load Q decreases and the temperature coefficient τf becomes positive. On the other hand, 13 mol% of BaO
If less or if the TiO 2 is more than 68 mol%,
The no-load Q decreases and measurement becomes impossible.
Sm2O3が７モル％より少ない場合は、温度係数τｆが
正でその絶対値が大きくなる。一方、Sm2O3が30モル％
より多い場合は、温度係数τｆが負でその絶対値が大き
くなる。When Sm 2 O 3 is less than 7 mol%, the temperature coefficient τf is positive and its absolute value is large. On the other hand, 30 mol% of Sm 2 O 3
If it is larger, the temperature coefficient τf is negative and its absolute value increases.
CeO2およびNd2O3が１モル％より少ない場合は、温度
係数τｆが負でその絶対値が大きくなる。一方、CeO2お
よびNd2O3が10モル％より多い場合は、温度係数τｆが
正でその絶対値が大きくなる。When CeO 2 and Nd 2 O 3 are less than 1 mol%, the temperature coefficient τf is negative and the absolute value is large. On the other hand, when CeO 2 and Nd 2 O 3 are more than 10 mol%, the temperature coefficient τf is positive and the absolute value is large.
また、Smの配合量がCeとNdの合計配合量よりも少ない
と、温度係数τｆが正で大きくなる。If the amount of Sm is less than the total amount of Ce and Nd, the temperature coefficient τf is positive and large.
なお、Ceの配合量がNdの配合量よりも多いと、無負荷
Ｑが低下するので、好ましくはCe＜Ndである。If the amount of Ce is larger than the amount of Nd, the no-load Q is reduced. Therefore, it is preferable that Ce <Nd.
本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、以下の
方法によって製造することができる。The dielectric ceramic for microwave of the present invention can be manufactured by the following method.
まず、BaCO3,TiO2,Sm2O3,CeO2,Nd2O3などの出発原料
を秤量し、ボールミル等で湿式混合する。次に、得られ
たスラリーを乾燥し仮焼する。次いで、仮焼物をボール
ミル等で湿式粉砕し、さらに有機系バインダーを加えて
混合し、その混合物を吸引濾過する。そして、顆粒状に
造粒し、油圧プレス機などにより加圧成形する。First, starting materials such as BaCO 3 , TiO 2 , Sm 2 O 3 , CeO 2 , and Nd 2 O 3 are weighed and wet-mixed with a ball mill or the like. Next, the obtained slurry is dried and calcined. Next, the calcined product is wet-pulverized with a ball mill or the like, and further an organic binder is added and mixed, and the mixture is subjected to suction filtration. Then, the mixture is granulated into granules and pressed by a hydraulic press or the like.
こうして得られた成形品を大気中で1300〜1500℃で焼
成することにより、マイクロ波用誘電体セラミックスが
得られる。By firing the molded article thus obtained at 1300 to 1500 ° C. in the air, a dielectric ceramic for microwave is obtained.
f. 実施例 以下に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する
が、本発明はこれに限定されるもではない。f. Examples Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
出発原料として高純度のBaCO3,TiO2,Sm2O3,CeO2およ
びNd2O3を用い、表−１に示す組成比になるように調合
した。次いで純水を加えて湿式混合し、高分子吸収材と
してレオジック305H（日本純薬社製）を加えて脱水した
のち、1000℃で２時間仮焼した。High-purity BaCO 3 , TiO 2 , Sm 2 O 3 , CeO 2 and Nd 2 O 3 were used as starting materials and were prepared to have the composition ratios shown in Table 1. Then, pure water was added and wet-mixed, and Rheogic 305H (manufactured by Nippon Pure Chemical Co., Ltd.) was added as a polymer absorbent, dehydrated, and calcined at 1000 ° C. for 2 hours.
得られた仮焼物に純水を加えて湿式粉砕し、バインダ
ーとして酢酸ビニル系エマルジョンを添加して混合し、
脱水したのち造粒した。Pure water is added to the obtained calcined product and wet-pulverized, and a vinyl acetate emulsion is added and mixed as a binder,
After dehydration, granulation was performed.
得られた造粒物を金型内に入れ、油圧プレスで1.5t/c
m2の成形圧力をかけて成形して、直径約15mm、厚さ約7m
mの円筒状の成形体を得た。Put the obtained granules in a mold, and press 1.5t / c with a hydraulic press.
and molded by applying the molding pressure of the m 2, a diameter of about 15 mm, a thickness of about 7m
m was obtained.
この成形体を高純度のアルミナ製のさやに入れ、1300
〜1500℃で２時間焼成することにより、誘電体セラミッ
クス（実施例１〜5,比較例１〜３）を得た。Put this compact in a high-purity alumina sheath,
By firing at ℃ 1,500 ° C. for 2 hours, dielectric ceramics (Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 3) were obtained.
得られた誘電体セラミックスについて、ポストレゾネ
ータ法により比誘電率εｒおよび無負荷Ｑを測定し、さ
らに温度係数τｆは25℃における共振周波数を基準にし
て、25〜85℃の温度範囲から求めた。なお、測定共振周
波数は３〜4G Hzであった。The relative permittivity εr and the no-load Q of the obtained dielectric ceramics were measured by the post resonator method, and the temperature coefficient τf was determined from the temperature range of 25 to 85 ° C. based on the resonance frequency at 25 ° C. The measured resonance frequency was 3 to 4 GHz.
また、得られた誘電体セラミックスはＸ線回折によっ
て同定した。The obtained dielectric ceramic was identified by X-ray diffraction.
表−１に示す結果から明らかなように、BaO−TiO2−S
m2O3−CeO2−Nd2O3系組成物である実施例１〜５の誘電
体セラミックスは、比誘電率εｒおよび無負荷Ｑが大き
く、かつ温度係数τｆの絶対値が小さい。 As is clear from the results shown in Table 1, BaO-TiO 2 -S
m 2 O 3 -CeO 2 -Nd 2 O 3 based dielectric ceramics of Examples 1 to 5 is a composition, the relative dielectric constant εr and unloaded Q is large and the absolute value of the temperature coefficient τf is small.
これに対して、Sm2O3の配合されていない比較例１、C
eO2の配合されていない比較例２およびNd2O3の配合され
ていない比較例３の誘電体セラミックスは、比誘電率ε
ｒ、無負荷Ｑおよび温度係数τｆの三条件を同時に満足
していない。On the other hand, Comparative Example 1, in which Sm 2 O 3 was not blended, C
The dielectric ceramics of Comparative Example 2 in which eO 2 was not blended and Comparative Example 3 in which Nd 2 O 3 was not blended had a relative dielectric constant of ε.
r, no load Q, and temperature coefficient τf are not simultaneously satisfied.
g. 発明の効果 本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、マイク
ロ波領域において、比誘電率εｒおよび無負荷Ｑが大き
く、かつ温度係数τｆの絶対値が小さいマイクロ波用フ
ィルタや共振器、温度補償用コンデンサなどの誘電体セ
ラミックスとして好適に利用することができ、その小型
化が図れるため、工業的価値は極めて高い。g. Effects of the Invention The microwave dielectric ceramics of the present invention has a large relative permittivity εr and a no-load Q in a microwave region and a small absolute value of a temperature coefficient τf in a microwave filter or a resonator. Since it can be suitably used as a dielectric ceramic such as a compensating capacitor and can be miniaturized, its industrial value is extremely high.
Claims (1)
TiO2−Sm2O3−CeO2−Nd2O3系の誘電体セラミックスであ
って、Sm（モル）＞Ce（モル）＋Nd（モル）の関係を有
し、 各元素を酸化物に換算した組成範囲が、 BaO （ａ）:13〜20モル％、 TiO2 （ｂ）:56〜68モル％、 Sm2O3（ｃ）: 7〜30モル％、 CeO2 （ｄ）: 1〜10モル％、 Nd2O3（ｅ）: 1〜10モル％、 ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝100 であることを特徴とするマイクロ波用誘電体セラミック
ス。(1) BaO- consisting mainly of Ba (Sm, Ce, Nd) 2 Ti 4 O 12
TiO 2 -Sm 2 O 3 -CeO 2 -Nd 2 O 3 dielectric ceramics with the relationship Sm (mol)> Ce (mol) + Nd (mol), where each element is converted to oxide the composition ranges are, BaO (a): 13~20 mol%, TiO 2 (b): 56~68 mol%, Sm 2 O 3 (c ): 7~30 mol%, CeO 2 (d): 1~ 10 mol%, Nd 2 O 3 (e): 1 to 10 mol%, provided that a + b + c + d + e = 100.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058284A JP2731940B2 (en) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | Dielectric ceramics for microwave |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058284A JP2731940B2 (en) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | Dielectric ceramics for microwave |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239150A JPH02239150A (en) | 1990-09-21 |
| JP2731940B2 true JP2731940B2 (en) | 1998-03-25 |
Family
ID=13079894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1058284A Expired - Lifetime JP2731940B2 (en) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | Dielectric ceramics for microwave |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731940B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10042350C1 (en) | 2000-08-29 | 2002-01-31 | Epcos Ag | Ceramic material used in the electrical industry e.g. for producing dielectric resonators contains two different components having a perovskite structure containing silver on the A sites and niobium and tantalum on the B sites |
| DE10042349C1 (en) | 2000-08-29 | 2001-11-15 | Epcos Ag | Production of a ceramic body comprises forming particles of a sort A and a sort B, forming a particle mixture by mixing the different sorts of particles, producing a blank by pressing the particle mixture, and sintering |
| JP4766931B2 (en) * | 2005-06-16 | 2011-09-07 | Ｎｔｎ株式会社 | Dielectric ceramics and method for manufacturing the same |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058284A patent/JP2731940B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH02239150A (en) | 1990-09-21 |
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