JP2981192B2 - アルミナ基焼結材料及び該材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器 - Google Patents
アルミナ基焼結材料及び該材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ基焼結材
料及び共振器本体が、このアルミナ基焼結材料を焼成し
てなる支持台を介して金属容器の内面に固定された磁器
誘電体共振器に関する。更に詳しくいえば、特に無負荷
Ｑ値（以下、単にＱu という。）が高く、更には熱伝導
性に優れた支持台を得ることができるアルミナ基焼結材
料及び同様に高いＱu を有する磁器誘電体共振器に関す
る。
料及び共振器本体が、このアルミナ基焼結材料を焼成し
てなる支持台を介して金属容器の内面に固定された磁器
誘電体共振器に関する。更に詳しくいえば、特に無負荷
Ｑ値（以下、単にＱu という。）が高く、更には熱伝導
性に優れた支持台を得ることができるアルミナ基焼結材
料及び同様に高いＱu を有する磁器誘電体共振器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波領域における高周波特性に優
れた誘電体が開発され、この誘電体を用いた共振器が利
用されている。しかし、誘電特性に優れた材料を使用し
た共振器であっても、この共振器本体を用いた磁器誘電
体共振器の作製方法或いはその構造等によっては、誘電
体材料本来の優れた性能が十分に生かされず、却って誘
電特性が低下することもある。
れた誘電体が開発され、この誘電体を用いた共振器が利
用されている。しかし、誘電特性に優れた材料を使用し
た共振器であっても、この共振器本体を用いた磁器誘電
体共振器の作製方法或いはその構造等によっては、誘電
体材料本来の優れた性能が十分に生かされず、却って誘
電特性が低下することもある。
【０００３】例えば、現在、広く用いられている共振器
本体を支持台を介して金属製の容器内に固定した磁器誘
電体共振器にあっては、支持台の誘電特性、共振器本体
を支持台に接合するためのグレージング材、接着剤等の
種類及びその厚さなどによっては、支持台、金属容器な
どを含めた磁器誘電体共振器全体のＱu が低下するとの
問題がある。また、高純度（９９．９９％以上）のアル
ミナを用いた焼結材料が特に高いＱu を有することは知
られている。しかし、この高純度のアルミナを得るため
には高価な高純度のアルミナ原料を必要とする他、焼結
材料の成形、焼成等において生産性が低いとの問題があ
る。
本体を支持台を介して金属製の容器内に固定した磁器誘
電体共振器にあっては、支持台の誘電特性、共振器本体
を支持台に接合するためのグレージング材、接着剤等の
種類及びその厚さなどによっては、支持台、金属容器な
どを含めた磁器誘電体共振器全体のＱu が低下するとの
問題がある。また、高純度（９９．９９％以上）のアル
ミナを用いた焼結材料が特に高いＱu を有することは知
られている。しかし、この高純度のアルミナを得るため
には高価な高純度のアルミナ原料を必要とする他、焼結
材料の成形、焼成等において生産性が低いとの問題があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するものであり、Ｑu が高く、更には熱伝導性に優
れた支持台を得ることができるアルミナ基焼結材料及び
このＱu の高い支持台を介して共振器本体を金属容器の
内面に固定した、同様にＱu の高い磁器誘電体共振器を
提供することを目的とする。
解決するものであり、Ｑu が高く、更には熱伝導性に優
れた支持台を得ることができるアルミナ基焼結材料及び
このＱu の高い支持台を介して共振器本体を金属容器の
内面に固定した、同様にＱu の高い磁器誘電体共振器を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１発明のアルミナ基焼
結材料は、一端が共振器本体に接合され、他端が金属容
器の内面に固定された支持台の形成に用いられるアルミ
ナ基焼結材料において、該焼結材料は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量を１００重量％とし
た場合に、１．０重量％以下のＭｇＯ、０．０２〜１．
０重量％のＣａＯ及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2
を含有することを特徴とする。
結材料は、一端が共振器本体に接合され、他端が金属容
器の内面に固定された支持台の形成に用いられるアルミ
ナ基焼結材料において、該焼結材料は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量を１００重量％とし
た場合に、１．０重量％以下のＭｇＯ、０．０２〜１．
０重量％のＣａＯ及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2
を含有することを特徴とする。
【０００６】また、第６発明の磁器誘電体共振器は、共
振器本体が、アルミナ基焼結材料を焼成してなる支持台
を介して金属容器の内面に固定された磁器誘電体共振器
において、上記アルミナ基焼結材料は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量を１００重量％とし
た場合に、１．０重量％以下のＭｇＯ、０．０２〜１．
０重量％のＣａＯ及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2
を含有することを特徴とする。尚、前記の通り、第１及
び第６発明において、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 の量比がと
もに特定の範囲内にある場合を除く。
振器本体が、アルミナ基焼結材料を焼成してなる支持台
を介して金属容器の内面に固定された磁器誘電体共振器
において、上記アルミナ基焼結材料は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量を１００重量％とし
た場合に、１．０重量％以下のＭｇＯ、０．０２〜１．
０重量％のＣａＯ及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2
を含有することを特徴とする。尚、前記の通り、第１及
び第６発明において、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 の量比がと
もに特定の範囲内にある場合を除く。
【０００７】誘電損失が小さく、Ｑu の高い「支持台」
及び「磁器誘電体共振器」とするためには、上記「アル
ミナ基焼結材料」は「Ａｌ2 Ｏ3 」の他、一定量の「Ｍ
ｇＯ」、「ＣａＯ」及び「ＳｉＯ2 」を含有していなけ
ればならない。ＭｇＯを含有していない場合、及びＣａ
Ｏが０．０２重量％未満又はＳｉＯ2 が０．１重量％未
満である場合は、誘電損失が大きくなり、Ｑu が低下す
る。一方、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2 がそれぞれ１．０
重量％を越える場合も、同様に誘電特性が低下する。ま
た、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量は９８．０重量％以上であるこ
とが好ましく、Ａｌ2 Ｏ3 の量比がこのように高けれ
ば、相対的に助剤成分の割合が低くなり、支持台の耐久
性が低下することがない。
及び「磁器誘電体共振器」とするためには、上記「アル
ミナ基焼結材料」は「Ａｌ2 Ｏ3 」の他、一定量の「Ｍ
ｇＯ」、「ＣａＯ」及び「ＳｉＯ2 」を含有していなけ
ればならない。ＭｇＯを含有していない場合、及びＣａ
Ｏが０．０２重量％未満又はＳｉＯ2 が０．１重量％未
満である場合は、誘電損失が大きくなり、Ｑu が低下す
る。一方、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ2 がそれぞれ１．０
重量％を越える場合も、同様に誘電特性が低下する。ま
た、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量は９８．０重量％以上であるこ
とが好ましく、Ａｌ2 Ｏ3 の量比がこのように高けれ
ば、相対的に助剤成分の割合が低くなり、支持台の耐久
性が低下することがない。
【０００８】尚、本発明のアルミナ基焼結材料において
は、第２発明のように、Ａｌ2 Ｏ3の含有量を「９９．
５〜９９．８重量％」とすることが好ましい。このよう
にＡｌ2 Ｏ3 の量比を高くすればＱu の大きい支持台及
び磁器誘電体共振器を得ることができる。また、第３発
明のように、ＭｇＯは「０．０１〜０．５重量％」、Ｃ
ａＯは「０．０２〜０．５重量％」及び「ＳｉＯ2 は
０．１〜０．６重量％」であることが好ましい。この範
囲のＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 を含有するアルミナ基
焼結材料を使用することによっても、より誘電損失が小
さく、Ｑu の高い支持台等を得ることができる。更に、
Ａｌ2 Ｏ3 の量比を第２発明のように高くし、且つＭｇ
Ｏ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の含有量を第４発明において特
定される重量分率とすることによっても、よりＱu を高
くすることができ、且つ熱伝導率を向上させることもで
きる。
は、第２発明のように、Ａｌ2 Ｏ3の含有量を「９９．
５〜９９．８重量％」とすることが好ましい。このよう
にＡｌ2 Ｏ3 の量比を高くすればＱu の大きい支持台及
び磁器誘電体共振器を得ることができる。また、第３発
明のように、ＭｇＯは「０．０１〜０．５重量％」、Ｃ
ａＯは「０．０２〜０．５重量％」及び「ＳｉＯ2 は
０．１〜０．６重量％」であることが好ましい。この範
囲のＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 を含有するアルミナ基
焼結材料を使用することによっても、より誘電損失が小
さく、Ｑu の高い支持台等を得ることができる。更に、
Ａｌ2 Ｏ3 の量比を第２発明のように高くし、且つＭｇ
Ｏ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の含有量を第４発明において特
定される重量分率とすることによっても、よりＱu を高
くすることができ、且つ熱伝導率を向上させることもで
きる。
【０００９】また、支持台は共振器本体が発生する熱を
固定部から金属容器へと逃がす役目もあるため、熱伝導
性に優れたものでなければならない。支持台の熱伝導率
はＡｌ2 Ｏ3 の含有量が多いほど、また組織の粒成長が
進んでいるほど高くなる傾向にある。この熱伝導率は、
支持台のＡｌ2 Ｏ3 の含有量が９８．０重量％未満では
２８Ｗ／ｍＫよりも低くなってしまい、共振器本体が発
生する熱が十分に放熱されず、共振器本体の温度が１０
０℃以上の高温になってしまうこともある。
固定部から金属容器へと逃がす役目もあるため、熱伝導
性に優れたものでなければならない。支持台の熱伝導率
はＡｌ2 Ｏ3 の含有量が多いほど、また組織の粒成長が
進んでいるほど高くなる傾向にある。この熱伝導率は、
支持台のＡｌ2 Ｏ3 の含有量が９８．０重量％未満では
２８Ｗ／ｍＫよりも低くなってしまい、共振器本体が発
生する熱が十分に放熱されず、共振器本体の温度が１０
０℃以上の高温になってしまうこともある。
【００１０】尚、Ａｌ2 Ｏ3 の量比を第２発明のように
高くし、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 を第４発明におい
て特定される重量分率とし、且つ気孔率を第５発明のよ
うに、「５％以下」とすれば、Ｑu が５０００以上であ
り、熱伝導率が３０Ｗ／ｍＫ以上であって、優れた性能
の支持台及び磁器誘電体共振器を得ることができる。上
記の気孔率は特に４％以下、更には２％以下とすること
が好ましく、このように緻密な焼結体とすることによ
り、Ｑu を６０００以上、特に７０００〜７５００程度
にまで高めることができる。
高くし、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 を第４発明におい
て特定される重量分率とし、且つ気孔率を第５発明のよ
うに、「５％以下」とすれば、Ｑu が５０００以上であ
り、熱伝導率が３０Ｗ／ｍＫ以上であって、優れた性能
の支持台及び磁器誘電体共振器を得ることができる。上
記の気孔率は特に４％以下、更には２％以下とすること
が好ましく、このように緻密な焼結体とすることによ
り、Ｑu を６０００以上、特に７０００〜７５００程度
にまで高めることができる。
【００１１】共振器本体を支持台に接合する方法は特に
制限されない。例えばペースト状のグレージング材を共
振器本体と支持台との間に介在させ、８００℃程度の温
度で熱処理することによって、グレージング材に含まれ
るガラス成分を溶融させ、その後、冷却することによっ
て固化させ、共振器本体と支持台とを接合する方法が挙
げられる。また、エポキシ系、シアノアクリレート系な
どの有機系接着剤を用いることもできる。但し、これら
グレージング材及び接着剤の中には、磁器誘電体共振器
のＱu を低下させるものもあり、所要の接合強度を得る
に要する以上の厚さとすることは好ましくない。
制限されない。例えばペースト状のグレージング材を共
振器本体と支持台との間に介在させ、８００℃程度の温
度で熱処理することによって、グレージング材に含まれ
るガラス成分を溶融させ、その後、冷却することによっ
て固化させ、共振器本体と支持台とを接合する方法が挙
げられる。また、エポキシ系、シアノアクリレート系な
どの有機系接着剤を用いることもできる。但し、これら
グレージング材及び接着剤の中には、磁器誘電体共振器
のＱu を低下させるものもあり、所要の接合強度を得る
に要する以上の厚さとすることは好ましくない。
【００１２】上記のようにして一方の端面に共振器本体
が接合された支持台の他の端面は、「金属容器」の「内
面」に固定される。この固定はＰＴＴＦによるものであ
ってもよいし、ハンダなどによって接合、固定する方法
であってもよい。また、ビス、ナットによって機械的に
固定することもできる。この金属容器は、通常、両端面
が密閉された円筒状容器であり、共振器本体が接合され
た支持台は、円筒状容器の一方の端面の内面の中心部に
固定される。これによって、共振器本体と支持台と金属
容器とが一体となった磁器誘電体共振器を得ることがで
きる。
が接合された支持台の他の端面は、「金属容器」の「内
面」に固定される。この固定はＰＴＴＦによるものであ
ってもよいし、ハンダなどによって接合、固定する方法
であってもよい。また、ビス、ナットによって機械的に
固定することもできる。この金属容器は、通常、両端面
が密閉された円筒状容器であり、共振器本体が接合され
た支持台は、円筒状容器の一方の端面の内面の中心部に
固定される。これによって、共振器本体と支持台と金属
容器とが一体となった磁器誘電体共振器を得ることがで
きる。
【００１３】セラミックからなる磁器誘電体共振器で
は、本発明のように、共振器本体を支持台を介して金属
容器の内面に固定したものが多く、通常、共振器本体が
支持台及び金属容器と一体となった完成品が商品として
提供されている。このような磁器誘電体共振器では、共
振器本体の誘電特性が優れていても、支持台の誘電特
性、その他の要因によって、必ずしもＱu の高い磁器誘
電体共振器が得られない場合もある。そのため、この支
持台を構成するセラミックとしてもＱu の高いものを使
用する必要があり、それによって、第６発明のようにＱ
u の高い磁器誘電体共振器を得ることができる。
は、本発明のように、共振器本体を支持台を介して金属
容器の内面に固定したものが多く、通常、共振器本体が
支持台及び金属容器と一体となった完成品が商品として
提供されている。このような磁器誘電体共振器では、共
振器本体の誘電特性が優れていても、支持台の誘電特
性、その他の要因によって、必ずしもＱu の高い磁器誘
電体共振器が得られない場合もある。そのため、この支
持台を構成するセラミックとしてもＱu の高いものを使
用する必要があり、それによって、第６発明のようにＱ
u の高い磁器誘電体共振器を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明する。 (1) 円柱状の試片の作製及びその評価 Ａｌ2 Ｏ3 粉末〔純度：９９．９％以上（比較例８及び
９を除く実施例及び比較例の場合）及び９９．９９％以
上（比較例８及び９の場合）の２種類〕と、焼結助剤で
あるＭｇＯ、ＣａＯとなるＣａＣＯ3 及びＳｉＯ2 （純
度：いずれも９９．９％以上）を、表１、表２、表３及
び表４に示す量比となるように秤量し、配合した。
的に説明する。 (1) 円柱状の試片の作製及びその評価 Ａｌ2 Ｏ3 粉末〔純度：９９．９％以上（比較例８及び
９を除く実施例及び比較例の場合）及び９９．９９％以
上（比較例８及び９の場合）の２種類〕と、焼結助剤で
あるＭｇＯ、ＣａＯとなるＣａＣＯ3 及びＳｉＯ2 （純
度：いずれも９９．９％以上）を、表１、表２、表３及
び表４に示す量比となるように秤量し、配合した。
【００１５】ここで、上記の純度９９．９％のＡｌ2 Ｏ
3 粉末としては、ＣａＯ；２００ｐｐｍ、ＳｉＯ2 ；５
００ｐｐｍを含めて合計８００ｐｐｍ程度の不純物を含
有するものを用いた。尚、ＣａＣＯ3 は酸化物となった
場合に表１、表２、表３及び表４に示す量比となる配合
量とし、またＡｌ2 Ｏ3 粉末中に含まれるＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ2 等の不純物については、これを含めて表１、表２、
表３及び表４の量比となるように調整した。
3 粉末としては、ＣａＯ；２００ｐｐｍ、ＳｉＯ2 ；５
００ｐｐｍを含めて合計８００ｐｐｍ程度の不純物を含
有するものを用いた。尚、ＣａＣＯ3 は酸化物となった
場合に表１、表２、表３及び表４に示す量比となる配合
量とし、またＡｌ2 Ｏ3 粉末中に含まれるＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ2 等の不純物については、これを含めて表１、表２、
表３及び表４の量比となるように調整した。
【００１６】上記の各粉末の混合物に適量の有機バイン
ダと水とを加え、ボールミル中、２０ｍｍφのアルミナ
ボールを使用し、９０ｒｐｍで、１６時間粉砕した。そ
の後、スプレードライヤにより造粒した。この造粒され
た原料を用い、静水圧プレス法によって１９ｍｍφ（直
径）×１１ｍｍｔ（厚さ）の円柱状の成形体を得た。
尚、プレス圧は１０００ｋｇ／ｃｍ2 とした。
ダと水とを加え、ボールミル中、２０ｍｍφのアルミナ
ボールを使用し、９０ｒｐｍで、１６時間粉砕した。そ
の後、スプレードライヤにより造粒した。この造粒され
た原料を用い、静水圧プレス法によって１９ｍｍφ（直
径）×１１ｍｍｔ（厚さ）の円柱状の成形体を得た。
尚、プレス圧は１０００ｋｇ／ｃｍ2 とした。
【００１７】次いで、この成形体を大気雰囲気下、１５
５０〜１６２５℃の温度で、２時間保持して焼成した。
尚、比較例８、９については、上記の焼成条件では緻密
な焼結体が得られなかったため、室温から１５００℃ま
でを４８時間かけて昇温し、１５００℃で２時間保持し
た後、５００℃まで３６時間かけて降温して焼成した。
その後、得られた焼結体の周面及び両端面を研磨し、約
１６ｍｍφ×８ｍｍｔの寸法の円柱状とした。
５０〜１６２５℃の温度で、２時間保持して焼成した。
尚、比較例８、９については、上記の焼成条件では緻密
な焼結体が得られなかったため、室温から１５００℃ま
でを４８時間かけて昇温し、１５００℃で２時間保持し
た後、５００℃まで３６時間かけて降温して焼成した。
その後、得られた焼結体の周面及び両端面を研磨し、約
１６ｍｍφ×８ｍｍｔの寸法の円柱状とした。
【００１８】上記の円柱状の焼結体を試料とし、平行導
体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011 ＭＯＤＥ）により
Ｑu を測定した。また、同時に誘電率（εr ）を測定し
た。尚、Ｑu の測定時の共振周波数は８．７ＧＨｚとし
た。更に、同じ焼結体の熱伝導率をレーザーフラッシュ
法にて測定した。また、実施例１２〜３１についてはア
ルキメデス法によって焼結体の密度を測定し、下記の式
によって気孔率を求めた。 気孔率（％）＝１００−（実測した密度／理論密度）×
１００ 実施例の結果を表１、表２及び表３に、比較例の結果を
表４に示す。尚、表４において、＊は第１発明の範囲外
であることを表す。
体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011 ＭＯＤＥ）により
Ｑu を測定した。また、同時に誘電率（εr ）を測定し
た。尚、Ｑu の測定時の共振周波数は８．７ＧＨｚとし
た。更に、同じ焼結体の熱伝導率をレーザーフラッシュ
法にて測定した。また、実施例１２〜３１についてはア
ルキメデス法によって焼結体の密度を測定し、下記の式
によって気孔率を求めた。 気孔率（％）＝１００−（実測した密度／理論密度）×
１００ 実施例の結果を表１、表２及び表３に、比較例の結果を
表４に示す。尚、表４において、＊は第１発明の範囲外
であることを表す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】表１の結果によれば、第１発明の範囲内で
ある実施例１〜１１では、Ｑu の高い焼結体が得られて
いることが分かる。特に第３発明の範囲内である実施例
３〜４及び９〜１１の焼結体は、より高いＱu を有する
ものである。また、熱伝導性については、これら実施例
のようにＡｌ2 Ｏ3 の含有量が９８．７９重量％以上で
あれば、その熱伝導率は２８Ｗ／ｍＫ以上となる。尚、
Ａｌ2 Ｏ3 の量比が高くなるにつれて熱伝導率が高くな
る。更に、Ａｌ2 Ｏ3 の量比が９９．７５重量％と高い
実施例９では、Ｑu が５０００を越えて大きくなってい
ることが分かる。
ある実施例１〜１１では、Ｑu の高い焼結体が得られて
いることが分かる。特に第３発明の範囲内である実施例
３〜４及び９〜１１の焼結体は、より高いＱu を有する
ものである。また、熱伝導性については、これら実施例
のようにＡｌ2 Ｏ3 の含有量が９８．７９重量％以上で
あれば、その熱伝導率は２８Ｗ／ｍＫ以上となる。尚、
Ａｌ2 Ｏ3 の量比が高くなるにつれて熱伝導率が高くな
る。更に、Ａｌ2 Ｏ3 の量比が９９．７５重量％と高い
実施例９では、Ｑu が５０００を越えて大きくなってい
ることが分かる。
【００２４】また、表２及び表３の結果によれば、Ａｌ
2 Ｏ3 の含有量が９９．５〜９９．８重量％であって、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の量比が第４発明の範囲内
にあり、且つ気孔率が４％以下、特に１．１〜１．５％
と緻密度の高い実施例１２〜２９の焼結体では、Ｑu が
５０１０〜７４５０、熱伝導率が３２〜３４Ｗ／ｍＫ
と、非常に優れた性能を有していることが分かる。更
に、実施例２７、３０及び３１は組成は同一であるが気
孔率が異なっており、気孔率が大きくなるにつれて、Ｑ
u 及び熱伝導率が低下する傾向にあることが分かる。
尚、この実施例３１の焼結体であっても、支持台或いは
磁器誘電体共振器として特に問題はなく、十分に実用に
供することができる。
2 Ｏ3 の含有量が９９．５〜９９．８重量％であって、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の量比が第４発明の範囲内
にあり、且つ気孔率が４％以下、特に１．１〜１．５％
と緻密度の高い実施例１２〜２９の焼結体では、Ｑu が
５０１０〜７４５０、熱伝導率が３２〜３４Ｗ／ｍＫ
と、非常に優れた性能を有していることが分かる。更
に、実施例２７、３０及び３１は組成は同一であるが気
孔率が異なっており、気孔率が大きくなるにつれて、Ｑ
u 及び熱伝導率が低下する傾向にあることが分かる。
尚、この実施例３１の焼結体であっても、支持台或いは
磁器誘電体共振器として特に問題はなく、十分に実用に
供することができる。
【００２５】一方、表４の比較例１〜８及び１０では全
般にＱu が低い。特に、比較例６、７及び１０のように
Ｑu が１０００未満となる場合もあり、本発明のアルミ
ナ基焼結材料からなる焼結体のＱu を大きく下回ってい
ることが分かる。また、比較例１、１０のようにＡｌ2
Ｏ3 の含有量が９８．０重量％未満である場合は、熱伝
導率も大きく低下することが分かる。
般にＱu が低い。特に、比較例６、７及び１０のように
Ｑu が１０００未満となる場合もあり、本発明のアルミ
ナ基焼結材料からなる焼結体のＱu を大きく下回ってい
ることが分かる。また、比較例１、１０のようにＡｌ2
Ｏ3 の含有量が９８．０重量％未満である場合は、熱伝
導率も大きく低下することが分かる。
【００２６】尚、純度９９．９９％以上の高純度アルミ
ナのみを用いた比較例９では、この試片によるＱu は非
常に高く、多くの実施例のＱu を上回っている。しか
し、この比較例９では、高純度アルミナの原料コストが
高く、成形時の成形体密度が低くプレス成形性に劣る。
また、焼成においても厳密な温度制御を必要とし、且つ
焼成に長時間を要した。更に、純度９９．９％のアルミ
ナを用いた上記の各実施例における歩留りが８０％以上
であったのに対し、この比較例９では４０％以下と低い
歩留りであった。また、εr は焼結材料の組成によって
それほど大きな差異はなかった。
ナのみを用いた比較例９では、この試片によるＱu は非
常に高く、多くの実施例のＱu を上回っている。しか
し、この比較例９では、高純度アルミナの原料コストが
高く、成形時の成形体密度が低くプレス成形性に劣る。
また、焼成においても厳密な温度制御を必要とし、且つ
焼成に長時間を要した。更に、純度９９．９％のアルミ
ナを用いた上記の各実施例における歩留りが８０％以上
であったのに対し、この比較例９では４０％以下と低い
歩留りであった。また、εr は焼結材料の組成によって
それほど大きな差異はなかった。
【００２７】(2) 磁器誘電体共振器の作製及びその評価 表５に示す材質からなる支持台を上記(1) の場合と同様
の工程によって作製した。その後、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系
焼結体からなる共振器本体１を、この支持台２の一端に
エポキシ樹脂系接着剤を用いて接合した。次いで、一体
となった共振器本体１と支持台２とを、両端面が密閉さ
れた円筒状の金属容器３の内部に収容し、支持台２の他
端を、円筒状の金属容器３の底面３ａの中央部に、ＰＴ
ＴＦによって接合、固定した。４は固定部である。
の工程によって作製した。その後、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系
焼結体からなる共振器本体１を、この支持台２の一端に
エポキシ樹脂系接着剤を用いて接合した。次いで、一体
となった共振器本体１と支持台２とを、両端面が密閉さ
れた円筒状の金属容器３の内部に収容し、支持台２の他
端を、円筒状の金属容器３の底面３ａの中央部に、ＰＴ
ＴＦによって接合、固定した。４は固定部である。
【００２８】上記のようにして作製された磁器誘電体共
振器は、ＴＥ01δモードにおける共振周波数が０．９Ｇ
Ｈｚになるように、図１における各部寸法を、それぞれ
Ｄ＝１６０ｍｍφ、Ｌ＝１３０ｍｍ、ｄ＝５７ｍｍφ、
ｌ＝１８ｍｍに設定したものである。得られた磁器誘電
体共振器のＱu の測定結果を表５に示す。尚、金属容器
材質はインバーである。
振器は、ＴＥ01δモードにおける共振周波数が０．９Ｇ
Ｈｚになるように、図１における各部寸法を、それぞれ
Ｄ＝１６０ｍｍφ、Ｌ＝１３０ｍｍ、ｄ＝５７ｍｍφ、
ｌ＝１８ｍｍに設定したものである。得られた磁器誘電
体共振器のＱu の測定結果を表５に示す。尚、金属容器
材質はインバーである。
【００２９】
【表５】
【００３０】表５の結果によれば、試片によるＱu が高
い焼結材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器の
Ｑu がやはり高いという傾向があることが分かる。ま
た、表１の実施例４の焼結材料からなる支持台を用いた
場合は、比較例９の高純度アルミナを使用した場合と同
等の非常にＱu の高い磁器誘電体共振器が得られること
も分かる。
い焼結材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器の
Ｑu がやはり高いという傾向があることが分かる。ま
た、表１の実施例４の焼結材料からなる支持台を用いた
場合は、比較例９の高純度アルミナを使用した場合と同
等の非常にＱu の高い磁器誘電体共振器が得られること
も分かる。
【００３１】尚、本発明においては、前記の具体的な実
施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明
の範囲内で種々変更した実施の形態とすることができ
る。例えば焼成温度等の焼成条件などは種々選択するこ
とができる。また、ＭｇＯ、ＣａＯとなる原料としてＭ
ｇＯ、ＣａＣＯ3 以外に、ＭｇＣＯ3 或いはＭｇ、Ｃａ
の過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用いることもでき
る。同様に他の酸化物についても、加熱により酸化物と
なる種々の化合物を用いることができる。
施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明
の範囲内で種々変更した実施の形態とすることができ
る。例えば焼成温度等の焼成条件などは種々選択するこ
とができる。また、ＭｇＯ、ＣａＯとなる原料としてＭ
ｇＯ、ＣａＣＯ3 以外に、ＭｇＣＯ3 或いはＭｇ、Ｃａ
の過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用いることもでき
る。同様に他の酸化物についても、加熱により酸化物と
なる種々の化合物を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】第１発明のアルミナ基焼結材料では、Ａ
ｌ2 Ｏ3 に助剤成分として特定量のＭｇＯ、ＣａＯ及び
ＳｉＯ2 を配合し、含有させることにより、共振器本体
を支持台を介して金属容器に固定してなる磁器誘電体共
振器において用いられる支持台として、高いＱu を有す
るものが得られる。また、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を第２発
明に特定される範囲とし、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2
の含有量を第３発明に特定される範囲とすることによっ
て、よりＱu の高い、且つ相対的にＡｌ2 Ｏ3 の量比が
高くなることによって熱伝導性にも優れた支持台とする
ことができる。更に、ＭｇＯ等を第４発明に特定する範
囲とし、且つ気孔率を第５発明のように小さくすること
により、特に優れた性能の支持台を得ることができる。
尚、第６発明では、上記の特定のアルミナ基焼結材料を
焼成してなる支持台を用いることにより、Ｑu が高く、
且つ熱伝導性に優れた磁器誘電体共振器を得ることがで
きる。
ｌ2 Ｏ3 に助剤成分として特定量のＭｇＯ、ＣａＯ及び
ＳｉＯ2 を配合し、含有させることにより、共振器本体
を支持台を介して金属容器に固定してなる磁器誘電体共
振器において用いられる支持台として、高いＱu を有す
るものが得られる。また、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を第２発
明に特定される範囲とし、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2
の含有量を第３発明に特定される範囲とすることによっ
て、よりＱu の高い、且つ相対的にＡｌ2 Ｏ3 の量比が
高くなることによって熱伝導性にも優れた支持台とする
ことができる。更に、ＭｇＯ等を第４発明に特定する範
囲とし、且つ気孔率を第５発明のように小さくすること
により、特に優れた性能の支持台を得ることができる。
尚、第６発明では、上記の特定のアルミナ基焼結材料を
焼成してなる支持台を用いることにより、Ｑu が高く、
且つ熱伝導性に優れた磁器誘電体共振器を得ることがで
きる。
【図１】第４発明におけるＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2
の重量分率を表すグラフである。
の重量分率を表すグラフである。
【図２】本発明のアルミナ基焼結材料を焼成してなる支
持台によって、共振器本体を円筒状の金属容器の内表面
上に固定して得られる磁器誘電体共振器の縦断面図であ
る。
持台によって、共振器本体を円筒状の金属容器の内表面
上に固定して得られる磁器誘電体共振器の縦断面図であ
る。
１；磁器誘電体共振器、２；支持台、３；円筒状の金属
容器、３１；金属容器の底面、４；固定部。
容器、３１；金属容器の底面、４；固定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板倉 一久 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−16469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−205005（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/10
Claims (6)
- 【請求項１】 一端が共振器本体に接合され、他端が金
属容器の内面に固定された支持台の形成に用いられるア
ルミナ基焼結材料において、該焼結材料は、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量を１００
重量％とした場合に、１．０重量％以下（０重量％は含
まない。）のＭｇＯ、０．０２〜１．０重量％のＣａＯ
及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2 を含有することを
特徴とするアルミナ基焼結材料。（但し、上記Ａｌ2 Ｏ
3 が９９．２〜９９．８重量％であり、且つ上記Ｍｇ
Ｏ、上記ＣａＯ及び上記ＳｉＯ2 の合計量を１００重量
％とした場合に、該ＳｉＯ2が４０〜６０重量％である
場合を除く。） - 【請求項２】 上記Ａｌ2 Ｏ3 が９９．５〜９９．８重
量％である請求項１記載のアルミナ基焼結材料。 - 【請求項３】 上記ＭｇＯは０．０１〜０．５重量％、
上記ＣａＯは０．０２〜０．５重量％及び上記ＳｉＯ2
は０．１〜０．６重量％である請求項１又は２記載のア
ルミナ基焼結材料。 - 【請求項４】 上記ＭｇＯ、上記ＣａＯ及び上記ＳｉＯ
2 が、図１の３成分組成図中の、 によって囲まれる領域内の重量分率で含有されている請
求項１又は２記載のアルミナ基焼結材料。 - 【請求項５】 焼成して得られる焼結体の気孔率が５％
以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアル
ミナ基焼結材料。 - 【請求項６】 共振器本体が、アルミナ基焼結材料を焼
成してなる支持台を介して金属容器の内面に固定された
磁器誘電体共振器において、上記アルミナ基焼結材料
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｉＯ2 の合計量
を１００重量％とした場合に、１．０重量％以下（０重
量％は含まない。）のＭｇＯ、０．０２〜１．０重量％
のＣａＯ及び０．１〜１．０重量％のＳｉＯ2 を含有す
ることを特徴とする磁器誘電体共振器。（但し、上記Ａ
ｌ2 Ｏ3 が９９．２〜９９．８重量％であり、且つ上記
ＭｇＯ、上記ＣａＯ及び上記ＳｉＯ2 の合計量を１００
重量％とした場合に、該ＳｉＯ2が４０〜６０重量％で
ある場合を除く。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219909A JP2981192B2 (ja) | 1996-08-01 | 1997-07-30 | アルミナ基焼結材料及び該材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22036196 | 1996-08-01 | ||
| JP8-220361 | 1996-08-01 | ||
| JP9219909A JP2981192B2 (ja) | 1996-08-01 | 1997-07-30 | アルミナ基焼結材料及び該材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101406A JPH10101406A (ja) | 1998-04-21 |
| JP2981192B2 true JP2981192B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=26523405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219909A Expired - Fee Related JP2981192B2 (ja) | 1996-08-01 | 1997-07-30 | アルミナ基焼結材料及び該材料からなる支持台を用いた磁器誘電体共振器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981192B2 (ja) |
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| CN101817546A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-09-01 | 大连理工大学 | 一种球形碱土金属含氧化合物均相混合粉体的合成方法 |
| JP5081332B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2012-11-28 | 西村陶業株式会社 | 熱放射部材用セラミックスの製造方法、熱放射部材用セラミックス、該セラミックスを用いてなる太陽電池モジュールおよびｌｅｄ発光モジュール |
| JP6684192B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2020-04-22 | 京セラ株式会社 | 発光素子実装用基板、発光素子実装用回路基板、発光素子モジュールおよび発光素子実装用基板の製造方法 |
| CN113149619B (zh) * | 2021-05-14 | 2022-10-11 | 景德镇陶瓷大学 | 一种高强度低介电损耗氧化铝陶瓷基片 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9219909A patent/JP2981192B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10101406A (ja) | 1998-04-21 |
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