JP3197627B2 - マイクロ波用誘電体磁器組成物 - Google Patents
マイクロ波用誘電体磁器組成物Info
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- JP3197627B2 JP3197627B2 JP27026192A JP27026192A JP3197627B2 JP 3197627 B2 JP3197627 B2 JP 3197627B2 JP 27026192 A JP27026192 A JP 27026192A JP 27026192 A JP27026192 A JP 27026192A JP 3197627 B2 JP3197627 B2 JP 3197627B2
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- dielectric
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は数ＧＨｚ帯のマイクロ波
領域で用いる共振器材料に使用される誘電体磁器組成物
に関する。
領域で用いる共振器材料に使用される誘電体磁器組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の情報の高密度化は、使用する信号
周波数を益々高周波化させるに至っている。とりわけ、
数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯のマイクロ波は、衛星通
信、移動体通信、放送、更には移動体識別装置等の種々
の情報伝達媒体で使用されている。
周波数を益々高周波化させるに至っている。とりわけ、
数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯のマイクロ波は、衛星通
信、移動体通信、放送、更には移動体識別装置等の種々
の情報伝達媒体で使用されている。
【０００３】斯る媒体で必要不可欠なものとして、送信
・受信器用の共振器とフィルタとがある。これらは、そ
の高周波帯域における機能を十分担う誘電体磁器材料を
使用して製造される。
・受信器用の共振器とフィルタとがある。これらは、そ
の高周波帯域における機能を十分担う誘電体磁器材料を
使用して製造される。
【０００４】従来、この種の誘電体磁器材料としては、
高周波特性が比較的良好であるという理由で、BaＯ−Ti
Ｏ2系、Ba｛Zn1/3（Nb・Ta）2/3｝Ｏ3系、あるいは（Zr
・Sn）TiＯ4系などが使用されている。
高周波特性が比較的良好であるという理由で、BaＯ−Ti
Ｏ2系、Ba｛Zn1/3（Nb・Ta）2/3｝Ｏ3系、あるいは（Zr
・Sn）TiＯ4系などが使用されている。
【０００５】ところが、この誘電体磁器材料から成る共
振器等にあっては、この誘電体の誘電率をεとしたなら
ば誘電体中で伝搬する電磁波の波長は１／√εと短くな
ることから、誘電率εが大きな材料を使用するほど、そ
の共振器等の寸法を小さくすることができることとな
る。
振器等にあっては、この誘電体の誘電率をεとしたなら
ば誘電体中で伝搬する電磁波の波長は１／√εと短くな
ることから、誘電率εが大きな材料を使用するほど、そ
の共振器等の寸法を小さくすることができることとな
る。
【０００６】しかしながら、前記誘電体磁器材料では、
その誘電率は通常２０〜４０と小さく、１〜３ＧＨｚ領
域でのマイクロ波帯ではいきおい共振器の寸法が大きな
ものとなってしまう。
その誘電率は通常２０〜４０と小さく、１〜３ＧＨｚ領
域でのマイクロ波帯ではいきおい共振器の寸法が大きな
ものとなってしまう。
【０００７】一方、この誘電率の大きな材料としては、
例えばSrTiＯ3（ε；約３００）,CaTiＯ3（ε；約１８
０）等が挙げられるものの、その半面これら材料の共振
周波数の温度係数τｆは夫々＋１７００ｐｐｍ／℃，＋
８００ｐｐｍ／℃と非常に大きく、広い温度範囲にわた
って安定した使用を期待できない。
例えばSrTiＯ3（ε；約３００）,CaTiＯ3（ε；約１８
０）等が挙げられるものの、その半面これら材料の共振
周波数の温度係数τｆは夫々＋１７００ｐｐｍ／℃，＋
８００ｐｐｍ／℃と非常に大きく、広い温度範囲にわた
って安定した使用を期待できない。
【０００８】通常この様な誘電体組成物の温度係数τｆ
をゼロに近づける方策には、誘電率が大きく、且つ温度
係数τｆがマイナスの値を示す材料とを組み合わせる方
法が用いられる。
をゼロに近づける方策には、誘電率が大きく、且つ温度
係数τｆがマイナスの値を示す材料とを組み合わせる方
法が用いられる。
【０００９】この方法によれば、適当な材料を選択する
ことにより、誘電率が大きく、且つその温度係数τｆの
小さな磁器組成物が得られる。
ことにより、誘電率が大きく、且つその温度係数τｆの
小さな磁器組成物が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、一般に、誘
電率εが大きなものほどその温度係数τｆはプラスの側
に大きくなることから、誘電率が大きく、且つ温度係数
τｆがマイナスの値を示す適当な材料を見出せていな
い。
電率εが大きなものほどその温度係数τｆはプラスの側
に大きくなることから、誘電率が大きく、且つ温度係数
τｆがマイナスの値を示す適当な材料を見出せていな
い。
【００１１】加えて、マイクロ波用誘電体磁器材料とし
ては、Ｑ値の大きいことが必要となる。
ては、Ｑ値の大きいことが必要となる。
【００１２】本発明は、上述した点に鑑み、誘電率及び
Ｑ値が大きく、且つ共振周波数の温度係数τｆがゼロに
近い誘電体磁器組成物を得ることを目的とする。
Ｑ値が大きく、且つ共振周波数の温度係数τｆがゼロに
近い誘電体磁器組成物を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明マイクロ波用誘電
体磁器組成物の特徴とするところは、組成式が、 ｗ・Li2Ｏ−ｘ・CaＯ−ｙ・Ａ2Ｏ3−ｚ・TiＯ2 但し、 ＡはPrまたはEuであり、 ０モル％＜ｗ＜１００モル％ ０モル％＜ｘ＜１００モル％ ０モル％＜ｙ＜１００モル％ ０モル％＜ｚ＜１００モル％ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ で表され、更にこのマイクロ波用誘電体磁器組成物に於
て、上記各ｗ，ｘ，ｙ，ｚが、 ０．０モル％＜ｗ≦２５．０モル％ ０．０モル％＜ｘ≦５０．０モル％ ０．０モル％＜ｙ≦３０．０モル％ ０．０モル％＜ｚ≦８０．０モル％ の範囲としたことにある。
体磁器組成物の特徴とするところは、組成式が、 ｗ・Li2Ｏ−ｘ・CaＯ−ｙ・Ａ2Ｏ3−ｚ・TiＯ2 但し、 ＡはPrまたはEuであり、 ０モル％＜ｗ＜１００モル％ ０モル％＜ｘ＜１００モル％ ０モル％＜ｙ＜１００モル％ ０モル％＜ｚ＜１００モル％ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ で表され、更にこのマイクロ波用誘電体磁器組成物に於
て、上記各ｗ，ｘ，ｙ，ｚが、 ０．０モル％＜ｗ≦２５．０モル％ ０．０モル％＜ｘ≦５０．０モル％ ０．０モル％＜ｙ≦３０．０モル％ ０．０モル％＜ｚ≦８０．０モル％ の範囲としたことにある。
【００１４】
【作用】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物では、酸
化リチウム（Li2Ｏ）と酸化カルシウム（CaＯ）と酸化
プラセオジム（Pr2Ｏ3）または酸化ユーロピウム（Eu2O
3）と酸化チタニウム（TiＯ2）の相互の混合比を調整す
ることにより、比誘電率εｒ及びＱ値が大きく、且つ温
度係数τｆの小さなものが得られる。
化リチウム（Li2Ｏ）と酸化カルシウム（CaＯ）と酸化
プラセオジム（Pr2Ｏ3）または酸化ユーロピウム（Eu2O
3）と酸化チタニウム（TiＯ2）の相互の混合比を調整す
ることにより、比誘電率εｒ及びＱ値が大きく、且つ温
度係数τｆの小さなものが得られる。
【００１５】
【実施例】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物を製造
するにあたっては、まず原材料となるLi2ＣＯ3，CaＣＯ
3，Pr6O11，Eu2Ｏ3，TiＯ2を用意する。そして、これら
を所定の組成となるように秤量し、配合する。
するにあたっては、まず原材料となるLi2ＣＯ3，CaＣＯ
3，Pr6O11，Eu2Ｏ3，TiＯ2を用意する。そして、これら
を所定の組成となるように秤量し、配合する。
【００１６】一例としては、Li2Ｏ，CaＯ、Eu2Ｏ3、そ
してTiＯ2の夫々の組成比を９ｍｏｌ％，１６ｍｏｌ
％，１２ｍｏｌ％そして６３ｍｏｌ％となるように秤量
し、配合する。
してTiＯ2の夫々の組成比を９ｍｏｌ％，１６ｍｏｌ
％，１２ｍｏｌ％そして６３ｍｏｌ％となるように秤量
し、配合する。
【００１７】次にこれら粉末を配合し、ボールミル等に
より５〜２０時間、アルコールを用いて湿式混合を行っ
た後、７００〜１０００℃で１〜５時間仮焼する。引き
続いて、この仮焼したものを再びボールミル等により２
〜５０時間粉砕する。
より５〜２０時間、アルコールを用いて湿式混合を行っ
た後、７００〜１０００℃で１〜５時間仮焼する。引き
続いて、この仮焼したものを再びボールミル等により２
〜５０時間粉砕する。
【００１８】次いで、これにポリビニルアルコールなど
の有機結合剤を加えて造粒、分級し、２０００〜３００
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加えて成形する。続いて、この
成形品を１２００〜１４００℃の温度で１〜５時間焼成
した後、その焼成品の厚みが直径の約２分の１になるよ
うに両面研摩して測定試料を完成させる。
の有機結合剤を加えて造粒、分級し、２０００〜３００
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加えて成形する。続いて、この
成形品を１２００〜１４００℃の温度で１〜５時間焼成
した後、その焼成品の厚みが直径の約２分の１になるよ
うに両面研摩して測定試料を完成させる。
【００１９】このようにして完成した試料を、ハッキ・
コールマン法を用い測定周波数３ＧＨｚ付近で誘電率
（ε）、Ｑ値、及び共振周波数の温度係数（τｆ）を測
定した。その測定結果を表１に示す。なお、実施例で説
明に使用した試料としては、表１の試料番号４が相当し
ている。
コールマン法を用い測定周波数３ＧＨｚ付近で誘電率
（ε）、Ｑ値、及び共振周波数の温度係数（τｆ）を測
定した。その測定結果を表１に示す。なお、実施例で説
明に使用した試料としては、表１の試料番号４が相当し
ている。
【００２０】
【表１】
【００２１】同表が示すように、Ａの元素としてPrを選
択すると、比誘電率εｒを大きくでき、また、Euを選択
すると、Ｑ値の大きなものを得ることができる。一方、
温度係数にいたっては、いずれの元素を選択してもその
絶対値は精々約３０ｐｐｍ／℃と小さく良好な磁器組成
物が得られることを示している。
択すると、比誘電率εｒを大きくでき、また、Euを選択
すると、Ｑ値の大きなものを得ることができる。一方、
温度係数にいたっては、いずれの元素を選択してもその
絶対値は精々約３０ｐｐｍ／℃と小さく良好な磁器組成
物が得られることを示している。
【００２２】また、同表に示すように、本願発明の範囲
外となる試料（試料番号３）にあっては、その温度係数
が−４０３ppm/℃とその絶対値が極めて大きくなり、実
用上好ましくない。斯る試料は、CaＯを０mol%として作
製したものである。
外となる試料（試料番号３）にあっては、その温度係数
が−４０３ppm/℃とその絶対値が極めて大きくなり、実
用上好ましくない。斯る試料は、CaＯを０mol%として作
製したものである。
【００２３】従って、本発明マイクロ波用誘電体磁器組
成物を例えば共振器に使用する場合にあっては、Ａの元
素を変化させた場合の上述した傾向を考慮して、適宜選
択して使用すればよいこととなる。
成物を例えば共振器に使用する場合にあっては、Ａの元
素を変化させた場合の上述した傾向を考慮して、適宜選
択して使用すればよいこととなる。
【００２４】また、本願発明マイクロ波用誘電体磁器組
成物は、マイクロ波用として利用する際、特にＱ値や上
記温度係数が設計上の重要なパラメータである場合にあ
っては、たとえ誘電率の値が小さくとも実用にたえるも
のである。
成物は、マイクロ波用として利用する際、特にＱ値や上
記温度係数が設計上の重要なパラメータである場合にあ
っては、たとえ誘電率の値が小さくとも実用にたえるも
のである。
【００２５】とりわけ、本発明マイクロ波用誘電体磁器
組成物を化１で表した場合にあっては、数１で示される
範囲の組成物とするのが好適である。
組成物を化１で表した場合にあっては、数１で示される
範囲の組成物とするのが好適である。
【００２６】
【化１】
【００２７】
【数１】
【００２８】本発明では、Ａの元素としてプラセオジム
またはユーロピウムを選択することにより、マイクロ波
帯に適した誘電体を得ることができたが、混合比を斯様
に調整することにより、温度係数を小さく抑えた状態で
誘電率が大きく維持でき、更にはＱ値をも大きなものと
することができる、その他の物としては、プラセオジム
及びユーロピウムの他に、ランタン，セリウム，ガドリ
ウム，テレビウム，ジスプロシウム，ホルミウム，エル
ビウム，イッテルビウム，などがあり、これらについて
も本願発明と同様の効果を期待することができる。
またはユーロピウムを選択することにより、マイクロ波
帯に適した誘電体を得ることができたが、混合比を斯様
に調整することにより、温度係数を小さく抑えた状態で
誘電率が大きく維持でき、更にはＱ値をも大きなものと
することができる、その他の物としては、プラセオジム
及びユーロピウムの他に、ランタン，セリウム，ガドリ
ウム，テレビウム，ジスプロシウム，ホルミウム，エル
ビウム，イッテルビウム，などがあり、これらについて
も本願発明と同様の効果を期待することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物に
よれば、マイクロ波領域において誘電率及びＱ値が大き
く、且つ共振周波数の温度係数τｆがゼロに近いものを
得ることができる従って、この組成物による共振器等に
あっては、その寸法を小型化し得ると共に、比較的温度
変化の大きな使用状況にあっても、高い信頼性の下で使
用することが可能となる。
よれば、マイクロ波領域において誘電率及びＱ値が大き
く、且つ共振周波数の温度係数τｆがゼロに近いものを
得ることができる従って、この組成物による共振器等に
あっては、その寸法を小型化し得ると共に、比較的温度
変化の大きな使用状況にあっても、高い信頼性の下で使
用することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 賢一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−119813（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−211009（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−211007（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/12 304 C04B 35/46 H01P 7/10
Claims (2)
- 【請求項１】 組成式が、 ｗ・Li2Ｏ−ｘ・CaＯ−ｙ・Ａ2Ｏ3−ｚ・TiＯ2 但し、 ＡはPrまたはEuであり、 ０モル％＜ｗ＜１００モル％ ０モル％＜ｘ＜１００モル％ ０モル％＜ｙ＜１００モル％ ０モル％＜ｚ＜１００モル％ ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ で表されるマイクロ波用誘電体磁器組成物。
- 【請求項２】 前記請求項１記載のマイクロ波用誘電体
磁器組成物に於て、 上記各ｗ，ｘ，ｙ，ｚが、 ０．０モル％＜ｗ≦２５．０モル％ ０．０モル％＜ｘ≦５０．０モル％ ０．０モル％＜ｙ≦３０．０モル％ ０．０モル％＜ｚ≦８０．０モル％ の範囲であることを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器
組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026192A JP3197627B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
| US08/089,434 US5320991A (en) | 1992-07-17 | 1993-07-12 | Microwave dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27026192A JP3197627B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124607A JPH06124607A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3197627B2 true JP3197627B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17483792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27026192A Expired - Fee Related JP3197627B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-10-08 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002145661A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP27026192A patent/JP3197627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06124607A (ja) | 1994-05-06 |
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