JP2974171B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体共振器材料とし
て好適なバリウム、チタン、マンガン、ビスマス及び酸
素からなる誘電体磁器組成物に関するものである。本発
明の誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料のほかに、
例えばマイクロ波ＩＣ用基板、誘電体調整捧等にも利用
できる。
て好適なバリウム、チタン、マンガン、ビスマス及び酸
素からなる誘電体磁器組成物に関するものである。本発
明の誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料のほかに、
例えばマイクロ波ＩＣ用基板、誘電体調整捧等にも利用
できる。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】近年、マイクロ波回路の集
積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められて
いる。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁器
組成物には、比誘電率εｒが大きいこと、また、共振周
波数の温度係数τｆの安定度及び共振周波数の温度特性
の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいこと等の特性が要求
されている。
積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められて
いる。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁器
組成物には、比誘電率εｒが大きいこと、また、共振周
波数の温度係数τｆの安定度及び共振周波数の温度特性
の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいこと等の特性が要求
されている。
【０００３】従来誘電体共振器材料として、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ２系もしくはその一部を他の元素で置換した磁器、
更には共振周波数が負の温度係数をもつ誘電体磁器と正
の温度係数をもつ誘電体磁器とを併用することが試みら
れたが比誘電率が小さかったり、誘電損失が大きかった
り、共振周波数の温度係数が悪かったりして実用化する
には問題があった。また特開昭５６−１０２００３号公
報、特開昭５７−２１０１０号公報等においては、Ｂａ
Ｏ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ２−Ｓｍ２Ｏ２−Ｎｄ２Ｏ３系磁器組成物が提案さ
れているが、上記問題点が満足できる程度に改善されて
いるとはいえず、電気的特性の再現性の面でも改善の余
地がある。
ｉＯ２系もしくはその一部を他の元素で置換した磁器、
更には共振周波数が負の温度係数をもつ誘電体磁器と正
の温度係数をもつ誘電体磁器とを併用することが試みら
れたが比誘電率が小さかったり、誘電損失が大きかった
り、共振周波数の温度係数が悪かったりして実用化する
には問題があった。また特開昭５６−１０２００３号公
報、特開昭５７−２１０１０号公報等においては、Ｂａ
Ｏ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ２−Ｓｍ２Ｏ２−Ｎｄ２Ｏ３系磁器組成物が提案さ
れているが、上記問題点が満足できる程度に改善されて
いるとはいえず、電気的特性の再現性の面でも改善の余
地がある。
【０００４】またＢａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ
３系、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３系、Ｂａ（Ｚ
ｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系等のペロブスカイト型構造
を有する誘電体磁器組成物も知られているが、これらは
比誘電率が小さいために、例えば０．１〜４ＧＨｚ帯で
は共振器が大きくなりすぎるという難点がある。
３系、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３系、Ｂａ（Ｚ
ｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系等のペロブスカイト型構造
を有する誘電体磁器組成物も知られているが、これらは
比誘電率が小さいために、例えば０．１〜４ＧＨｚ帯で
は共振器が大きくなりすぎるという難点がある。
【０００５】
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体共振器材料、特
に０．１〜４ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Ｑが大きく、τｆの
安定性がよく、温度特性の直接性が良好な誘電体磁器組
成物を提供することにある。
に０．１〜４ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Ｑが大きく、τｆの
安定性がよく、温度特性の直接性が良好な誘電体磁器組
成物を提供することにある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、誘電体
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、バ
リウム、チタン、マンガン、ビスマス及び酸素の組合せ
からなる特定の磁器組成物によって前記目的を達成でき
ることを知見した。本発明は、組成式 ｘＢａＯ・ｙＴ
ｉＯ２・ｚＭｎＯ・ｔＢｉＯ３／２（式中、０．１８≦
ｘ≦０．２０、０．８０≦ｙ≦０．８２、０．００２≦
ｚ≦０．０２、０．００２≦ｔ≦０．０２であり、ｘ＋
ｙ＝１である。）で表されるバリウム、チタン、マンガ
ン、ビスマス及び酸素からなる誘電体磁器組成物に関す
るものである。
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、バ
リウム、チタン、マンガン、ビスマス及び酸素の組合せ
からなる特定の磁器組成物によって前記目的を達成でき
ることを知見した。本発明は、組成式 ｘＢａＯ・ｙＴ
ｉＯ２・ｚＭｎＯ・ｔＢｉＯ３／２（式中、０．１８≦
ｘ≦０．２０、０．８０≦ｙ≦０．８２、０．００２≦
ｚ≦０．０２、０．００２≦ｔ≦０．０２であり、ｘ＋
ｙ＝１である。）で表されるバリウム、チタン、マンガ
ン、ビスマス及び酸素からなる誘電体磁器組成物に関す
るものである。
【０００７】本発明は、特定量のＢａＯ、ＴｉＯ２及び
ＭｎＯを主成分としてＢｉＯ３／２を特定量含有させる
ことによって、従来の誘電体磁器組成物の難点を改良す
ることができるという知見に基づいている。ＢｉＯ
３／２は無負荷Ｑを大きく向上させると同時にεｒを向
上させる効果がある。本発明の誘電体磁器組成物は、比
誘電率が大きいために、共振器の小型化が図れ、無負荷
Ｑも大きくなる。更に、共振周波数の温度係数τｆが小
さい。本発明において、ＢａＯのモル分率が０．２０よ
り大きい、あるいはＴｉＯ２のモル分率が０．８２より
大きいと、またはＢａＯのモル分率が０．１８より小さ
い、あるいはＴｉＯ２のモル分率が０．８０より小さい
と、無負荷Ｑが小さくなり、共振周波数の温度係数τｆ
が大きくなるので、ＢａＯ及びＴｉＯ２のモル分率は上
記範囲に限定される。また、ＭｎＯのモル分率が０．０
２より大きいと、あるいはＳｉＯ２のモル分率が０．０
２より大きいと、無負荷Ｑが小さくなるので、ＭｎＯ及
びＢｉＯ３／２のモル分率は上記範囲に限定される。
ＭｎＯを主成分としてＢｉＯ３／２を特定量含有させる
ことによって、従来の誘電体磁器組成物の難点を改良す
ることができるという知見に基づいている。ＢｉＯ
３／２は無負荷Ｑを大きく向上させると同時にεｒを向
上させる効果がある。本発明の誘電体磁器組成物は、比
誘電率が大きいために、共振器の小型化が図れ、無負荷
Ｑも大きくなる。更に、共振周波数の温度係数τｆが小
さい。本発明において、ＢａＯのモル分率が０．２０よ
り大きい、あるいはＴｉＯ２のモル分率が０．８２より
大きいと、またはＢａＯのモル分率が０．１８より小さ
い、あるいはＴｉＯ２のモル分率が０．８０より小さい
と、無負荷Ｑが小さくなり、共振周波数の温度係数τｆ
が大きくなるので、ＢａＯ及びＴｉＯ２のモル分率は上
記範囲に限定される。また、ＭｎＯのモル分率が０．０
２より大きいと、あるいはＳｉＯ２のモル分率が０．０
２より大きいと、無負荷Ｑが小さくなるので、ＭｎＯ及
びＢｉＯ３／２のモル分率は上記範囲に限定される。
【０００８】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チタン、炭
酸マンガン及び酸化ビスマスの出発原料を各所定量ず
つ、水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続い
て、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有
ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に９００〜１１００
℃で約５時間程度仮焼する。これによって形成された仮
焼物を粉砕する。ポリビニルアルコールの如き有機バイ
ンダと共に混合して均質にし、乾燥、粉砕して、加圧成
型（圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ２）する。そし
て、この成型物を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下に１
２５０〜１４２０℃で焼成すれば、上記組成式で表され
る誘電体磁器組成物が得られる。
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チタン、炭
酸マンガン及び酸化ビスマスの出発原料を各所定量ず
つ、水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続い
て、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有
ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に９００〜１１００
℃で約５時間程度仮焼する。これによって形成された仮
焼物を粉砕する。ポリビニルアルコールの如き有機バイ
ンダと共に混合して均質にし、乾燥、粉砕して、加圧成
型（圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ２）する。そし
て、この成型物を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下に１
２５０〜１４２０℃で焼成すれば、上記組成式で表され
る誘電体磁器組成物が得られる。
【０００９】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま、または必要に応じて、適当な形状及びサイズに
加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することがで
き、特に０．１〜４ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器
としたときに優れた効果が奏される。
のまま、または必要に応じて、適当な形状及びサイズに
加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することがで
き、特に０．１〜４ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器
としたときに優れた効果が奏される。
【００１０】なお、バリウム、チタン、マンガン、ビス
マスの原料としては、ＢａＣＯ３、ＢａＯ、ＴｉＯ２、
ＭｎＣＯ３、Ｂｉ２Ｏ３等の他に、焼成時に酸化物とな
る炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用することができ
る。
マスの原料としては、ＢａＣＯ３、ＢａＯ、ＴｉＯ２、
ＭｎＣＯ３、Ｂｉ２Ｏ３等の他に、焼成時に酸化物とな
る炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用することができ
る。
【００１１】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明を更
に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末０．１８モル、酸化チ
タン（ＴｉＯ２）粉末０．８２モル、炭酸マンガン（Ｍ
ｎＣＯ３）粉末０．００５モル及び酸化ビスマス（Ｂｉ
Ｏ３／２）０．００５モルをエタノールと共にボールミ
ルに入れ、１０時間湿式混合した。この混合物をボール
ミルから取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、らい
潰機で１時聞粉砕した。粉砕物は空気雰囲気下に１００
０℃で仮焼した後、再びらい潰機で１時間粉砕し、仮焼
粉を得た。
に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末０．１８モル、酸化チ
タン（ＴｉＯ２）粉末０．８２モル、炭酸マンガン（Ｍ
ｎＣＯ３）粉末０．００５モル及び酸化ビスマス（Ｂｉ
Ｏ３／２）０．００５モルをエタノールと共にボールミ
ルに入れ、１０時間湿式混合した。この混合物をボール
ミルから取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、らい
潰機で１時聞粉砕した。粉砕物は空気雰囲気下に１００
０℃で仮焼した後、再びらい潰機で１時間粉砕し、仮焼
粉を得た。
【００１２】次いで、この仮焼粉に適量のポリビニルア
ルコール溶液を加えて均一に混合した後、直径１５ｍｍ
φ、厚さ５．５ｍｍの円盤状ペレットに成型して空気雰
囲気下に１３６０℃で２時間焼成、焼結して本発明の誘
電体磁器組成物を得た。こうして得られた磁器組成物を
適当な大きさにカットした後、誘電共振法によって測定
し、共振周波数ｆ０（２〜６ＧＨｚ）における無負荷Ｑ
及び比誘電率εｆを求めた。また、共振周波数の温度依
存性については、−４０〜５０℃の範囲で測定し、温度
係数τｒを求めた。その結果を表１に示す。
ルコール溶液を加えて均一に混合した後、直径１５ｍｍ
φ、厚さ５．５ｍｍの円盤状ペレットに成型して空気雰
囲気下に１３６０℃で２時間焼成、焼結して本発明の誘
電体磁器組成物を得た。こうして得られた磁器組成物を
適当な大きさにカットした後、誘電共振法によって測定
し、共振周波数ｆ０（２〜６ＧＨｚ）における無負荷Ｑ
及び比誘電率εｆを求めた。また、共振周波数の温度依
存性については、−４０〜５０℃の範囲で測定し、温度
係数τｒを求めた。その結果を表１に示す。
【００１３】実施例２〜７ 実施例１の炭酸バリウム、酸化チタン、炭酸マンガン、
酸化ビスマスの混合割合を表１記載のように代えた他
は、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、
実施例１と同様に電気的特性を測定した。その結果を表
１に示す。
酸化ビスマスの混合割合を表１記載のように代えた他
は、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、
実施例１と同様に電気的特性を測定した。その結果を表
１に示す。
【００１４】比較例１〜７ 誘電体磁器組成物が表１記載の組成になるように出発原
料の使用量を代えた他は、実施例１と同様にして誘電体
磁器組成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
を表１に示す。
料の使用量を代えた他は、実施例１と同様にして誘電体
磁器組成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、無負荷Ｑ
が大きいだけでなく、適度に大きな比誘電率を有し、共
振周波数の温度係数が小さく安定度が優れているので、
誘電体磁器材料として好適である。また本発明の誘電体
磁器組成物を用い、例えばマイクロ波周波数帯用共振器
として使用すると受信機の信頼を大幅に向上させること
ができ、小型化できるという利点がある。
が大きいだけでなく、適度に大きな比誘電率を有し、共
振周波数の温度係数が小さく安定度が優れているので、
誘電体磁器材料として好適である。また本発明の誘電体
磁器組成物を用い、例えばマイクロ波周波数帯用共振器
として使用すると受信機の信頼を大幅に向上させること
ができ、小型化できるという利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−307865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−102003（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−69560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−56361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/46
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式 ｘＢａＯ・ｙＴｉＯ２・ｚＭ
ｎＯ・ｔＢｉＯ３／２（式中、０．１８≦ｘ≦０．２
０、０．８０≦ｙ≦０．８２、０．００２≦ｚ≦０．０
２、０．００２≦ｔ≦０．０２であり、ｘ＋ｙ＝１であ
る。）で表されるバリウム、チタン、マンガン、ビスマ
ス及び酸素からなる誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132378A JP2974171B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132378A JP2974171B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300244A JPH04300244A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2974171B2 true JP2974171B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=15079984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3132378A Expired - Fee Related JP2974171B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974171B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3132378A patent/JP2974171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04300244A (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070903 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |