JP3436770B2 - マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents
マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波誘電体磁器
組成物の製造方法に関し、更に詳しく言えば、無負荷Ｑ
（以下、単にＱｕという。）を実用的な特性範囲で維持
しつつ、３７〜３８という高い比誘電率（以下、単にε
ｒという。）を備え、共振周波数の温度係数（以下、単
にτｆという。）をゼロ付近の小さな値とし、更にＺｒ
Ｏ２成分の原料の種類（純度）を変えても安定した性能
を示すマイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法に関す
る。本発明は、マイクロ波領域において誘電体共振器、
マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路のインピ
ーダンス整合等に利用される。 【０００２】 【従来の技術】マイクロ波誘電体磁器組成物（以下、単
に誘電体磁器組成物という。）は、使用周波数が高周波
となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので、
マイクロ周波数領域でＱｕの大きな誘電体磁器組成物が
望まれている。従来の高εr を有する誘電体磁器材料と
しては、所定量のＴｉＯ2 、ＺｒＯ2及びＳｎＯ2 を主
成分とし、これに所定量のＺｎＯを含有した誘電体磁器
組成物（特開昭５４−３５６７８号公報）、上記主成分
に所定量のＺｎＯ及びＮｉＯを含有した誘電体磁器組成
物（特開昭５５−３４５２６号公報）、上記主成分に所
定量のＺｎＯ及びＴａ2 Ｏ5 を含有した誘電体磁器組成
物（特開昭６１−１３３２６号公報）、並びに上記主成
分に所定量のＺｎＯ、ＮｉＯ及びＭｎＯ2 を含有した誘
電体磁器組成物（特開平３−２８１６２号公報）等が知
られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の誘
電体磁器組成物では、高Ｑｕ、高εr 及び０近辺の
τf、更に製造条件による性能のバラツキの少なさにお
いて、全て満足するわけではない。特に、上記ＺｎＯ系
の誘電体磁器組成物のうちの代表的なものである特開昭
５４−３５６７８号公報に係るものでは、表５に示すよ
うに、ＺｒＯ2 成分原料の種類（例えば純度）により、
いずれの性能のバラツキも大きい。 【０００４】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、Ｑｕを実用的な特性範囲に維持しつつ、３７〜３８
という高いεｒを備え、τｆをゼロ付近の小さな値と
し、更にＺｒＯ２成分原料の種類（純度）を変えても安
定した性能を示すマイクロ波誘電体磁器組成物の製造方
法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】本発明者らは、誘電体磁
器組成物において、Ｑｕを実用的な特性範囲に維持しつ
つ、τf をゼロに近づけることができ、且つ仮焼・焼成
温度及びＺｒＯ2 成分原料の種類を変えても安定した品
質を備える組成について種々検討した結果、ＭｎＯ2 を
添加することによりこの欠点が解消されることを見出し
て、本発明を完成するに至ったのである。 【０００６】即ち、本発明の誘電体磁器組成物の製造方
法は、ＺｒＯ ２ 粉末、ＳｎＯ ２ 粉末及びＴｉＯ ２ 粉末を
（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ 4 （但し０．１≦ｘ≦０．
３）の組成式組成になるように、且つＭｎＯ ２ 粉末を上
記（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ ４ １００重量部に対して
０．１〜１．０重量部（以下、この場合を単に「重量
％」という。）の配合割合になるように、混合し、その
後、大気雰囲気中にて９００〜１０００℃の温度で仮焼
し、次いで、この仮焼粉末に所定の有機バインダー及び
水を加えて粉砕し、その後、この粉砕物を凍結乾燥にて
造粒し、次いで、この造粒粉末を用いて所定形状に成形
し、大気雰囲気中、１３５０〜１４２５℃にて焼成する
ことを特徴とする。上記Ｘが０．１未満では、焼結性不
充分となり、０．３を越えると、急激な特性の低下とな
り、好ましくない。また、上記ＭｎＯ２添加量が０．１
未満では、焼結性不充分とεｒの低下となり、１．０を
越えると、Ｑｕの低下となり、好ましくない。 【０００７】本発明の誘電体磁器組成物の製造方法にお
いて、上記仮焼温度を９００〜１０００℃に限定した理
由は、９００℃未満の場合は、例えばＭｎＯ２の添加量
が少ない場合にはεｒが低下してそのバラツキが大きく
なる場合があり、１０００℃を越えると、特にＭｎＯ２
の添加量が多い場合にはεｒ及びＱｕが大きく低下し、
バラツキが大きくなる場合があるからである。 【０００８】特に、上記ＭｎＯ2 の添加量が０．３〜
０．８重量％、高純度品のＺｒＯ2 を用い、仮焼温度が
９００℃、且つ焼成温度が１３５０〜１４００℃である
場合は、表１〜３に示すように、εr が３７．９〜３
８．６、Ｑｕが２９４０〜３７８０、τf が−０．９５
〜＋０．８７ｐｐｍ／℃であり、その性能のバラツキが
極めて小さい。また、上記ＭｎＯ2 の添加量が０．３〜
０．８重量％、高純度品及び低純度品のＺｒＯ2 を用
い、仮焼温度が１０００℃、且つ焼成温度が１３５０℃
の場合を一例として示せば、表１〜３に示すように、高
純度品ＺｒＯ2 と低純度品ＺｒＯ2 を用いた場合の各性
能差は、各々、Δεr ；０．２〜０．８、ΔＱｕ；２０
〜８０、Δτf が０．１７〜０．３５ｐｐｍ／℃であ
り、ＺｒＯ2 の種類を変えても、その性能のバラツキが
極めて小さい。 【０００９】尚、ＭｎＯ2 を添加すると、Ｑｕは小さく
なる傾向にあるが（図１）、εr は上がる傾向にあり
（図２）、τf はあまり変わらず、しかも０ｐｐｍ／℃
前後となり（図３）、大変好ましい。また、焼結密度は
あまり変わらない（図４）。更に、仮焼温度が９００〜
１０００℃であれば、εr 、Ｑｕ及びτf ともに安定し
ている（図５〜７）。また、焼成温度が１３５０〜１４
００℃の場合（例えば組成式が〔（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）
ＴｉＯ4 ＋０．３重量部ＭｎＯ2 〕、仮焼温度が１００
０℃、高純度品のＺｒＯ2 を用いた場合）は、εr が３
８．０〜３８．１、Ｑｕが３５５０〜３６２０、τf が
−０．８８〜＋０．３１ｐｐｍ／℃であり、そのバラツ
キは極めて小さい。以上より、図１〜７及び表１〜４に
示すように、ＭｎＯ2 の適当量の添加により、ＺｒＯ2
原料の種類を変えても、また広い温度範囲（仮焼温度、
焼成温度）にて焼成しても、性能が安定し且つ焼結密度
の高い焼結体を製造できる。 【００１０】 【実施例】以下、試験例及び実施例により本発明を具体
的に説明する。 （１）ＭｎＯ2 添加量、仮焼温度及び焼成温度と性能と
の関係 ＺｒＯ2 粉末（純度；９９．３５％、低純度品ともい
う。）或いはＺｒＯ2 粉末（純度；９９．９５％、高純
度品ともいう。）、ＳｎＯ2 粉末（純度；９９．７
％）、ＴｉＯ2 粉末（純度；９９．９８％）、ＭｎＯ2
粉末（純度；９６％）を出発原料として、準備する。そ
して、表１〜３及び図１〜７に示すように、ＭｎＯ2 添
加量が０．３〜０．８重量％の範囲にて変化させた組成
になるように、所定量（全量として約６００ｇ）を秤
量、混合した。 【００１１】その後、ミキサーで乾式による混合（２０
〜３０分）及び一次粉砕を施した後、大気雰囲気中にて
１０００℃の温度で２時間仮焼した。次いで、この仮焼
粉末に適量の有機バインダー（種類；ポリビニルアルコ
ール系）２９ｇと水５００〜６５０ｇを加え、２０ｍｍ
φのアルミナボールで、９０ｒｐｍ、２３時間粉砕し
た。その後、真空凍結乾燥（約０．４Ｔｏｒｒ、−３５
〜５０℃、約２３時間）により造粒し、この造粒された
原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９ｍ
ｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円柱状に成形した。 【００１２】次に、この成形体を大気中、６５０℃、２
時間にて脱脂し、その後、１３５０〜１４００℃の範囲
の各温度で、３．５時間焼成し、最後に両端面を約１６
ｍｍφ×８ｍｍｔ（厚さ）の円柱状に研磨して、誘電体
試料（表１〜３のＮｏ．１〜９）とした。そして、各試
料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011
ＭＯＤＥ）等により、εr 、Ｑｕ及びτf 、更に、アル
キメデス法により焼結密度を測定した。尚、測定周波数
は４．２ＧＨｚ〜４．３ＧＨｚで、４．５ＧＨｚに換算
した値を示した。また、τf は２０℃〜８０℃の温度領
域で測定し、τf ＝（ｆ80−ｆ20）／（ｆ20×ΔＴ）、
ΔＴ＝８０−２０＝６０℃にて算出した。これらの結果
を表１〜３及び図１〜７に示す。尚、表１〜３中のＺｒ
Ｏ2 （１）は高純度品、ＺｒＯ2 （２）は低純度品を示
す。尚これらの高、低純度品中にはＨｆＯ2が２重量％
含まれる。また、図１〜７中の○は高純度品、●は低純
度品を示す。 【００１３】 【表１】【００１４】 【表２】【００１５】 【表３】【００１６】（２）Ｚｒ及びＳｎの組成比 表４に示すように、仮焼温度が９００℃、焼成温度が１
３５０℃であって、組成式（Ｚｒ1-X ＳｎX ）ＴｉＯ4
におけるＸが０．１、０．２及び０．３であること以外
は、上記試験例と同様にして、各磁器組成物を製造し
た。この組成物について同様に性能を評価し、その結果
を表４に示す。 【００１７】 【表４】 【００１８】（３）従来技術との比較 表５に示すように、組成式（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ
4 ＋０．３重量％ＭｎＯ2 であって高純度品（実施例
１）、低純度品（実施例２）のＺｒＯ2 を用いて、表５
に示す仮焼、焼成条件下にて製造した磁器組成物の特性
値を同表に示す。比較例１は、組成式（Ｚｒ0.8 Ｓｎ
0.2 ）ＴｉＯ4 ＋０．３重量％ＺｎＯであって高純度品
のＺｒＯ2 を用いたもの、比較例２は、組成式（Ｚｒ
0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 ＋０．３重量％ＺｎＯであって
低純度品のＺｒＯ2 を用いたものである。 【００１９】 【表５】 【００２０】（４）試験例及び実施例の効果 表１〜３の結果によれば、ＭｎＯ2 の添加により、τf
はあまり変わらないものの、Ｑｕはやや小さくなり、逆
にεr は大きくなる傾向にある。従って、ＭｎＯ2 の
０．３〜０．８重量％の添加により、Ｑｕの低下を抑え
つつ、εr を３７以上に維持でき、且つτf を０ｐｐｍ
／℃近辺に維持できる。また、仮焼温度は９００〜１０
００℃が好ましく、１１００℃になると性能のバラツキ
が生じ、特に０．８重量％のＭｎＯ2 の添加の場合に
は、そのバラツキが生じる場合がある。更に、焼成温度
を１３５０〜１４００℃の範囲にて変動させても、τf
及びεr の性能（特にτf ）のバラツキが少ないので、
０ｐｐｍ／℃付近の小さな値を極めて容易に調節でき
る。また、ＺｒＯ2 の種類（純度）を変えた原料粉末を
使用しても、比較例と比べると、各性能のバラツキが著
しく小さい。以上より、仮焼温度を９００〜１０００℃
程度とすれば、ＺｒＯ2 の種類（純度）、焼成温度及び
ＭｎＯ2 の適度な添加量を変えても、安定した性能を有
する磁器組成物を製造できる。 【００２１】更に、表４の結果によれば、ＳｎＯ2 の増
加によって、εr は低下し、Ｑｕは向上するが、τf が
マイナス側に移行する。一方、ＳｎＯ2 の減少により、
εrは向上し、Ｑｕは低下し、τf はプラス側に移行す
る。また、表５の結果によれば、本発明の磁器組成物
（実施例１、２）は、従来のＺｎＯ系磁器組成物（比較
例１、２）と比較すると、ＺｒＯ2 成分原料の種類を変
えても、各性能（特に、εr 及びτf ）の差が小さく、
このうち特にτf は著しく小さい。更に、焼結体のＳＥ
Ｍ分析（図示せず）によれば、高純度ＺｒＯ2 品及び低
純度ＺｒＯ2 品のどちらを用いても、顕著な粒成長が認
められたが、その傾向は低純度品（粒径が微細で粉体の
活性度が高いもの）のほうが強い。また、この低純度品
のＺｒＯ2 を用いたほうは、焼結体中にクラックが多く
認められた（図示せず）。これは、組成の緻密化（ＳＥ
Ｍ分析）によって焼成時（降温時）に入ったものと思わ
れる。 【００２２】尚、本発明においては、前記具体的実施例
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例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、酸化物についても、加熱により
酸化物となる他種化合物を用いることができる。 【００２３】 【発明の効果】本発明の製造方法により得られる誘電体
磁気組成物においては、ＭｎＯ２の添加量を加減するこ
とによって、Ｑｕ及びεｒを実用的な（高い）特性範囲
に維持しつつ、τｆをゼロに近づける又はゼロを中心と
してプラス側とマイナス側の所望の値に任意に調節する
ることができるので、大変性能のバランスに優れる。ま
た、ＺｒＯ２成分原料の粉末の種類を変えても極めて安
定した性能を示す。また、本発明の製造方法によれば、
上記安定し且つ性能バランスの優れた磁器組成物を、容
易に製造できる。
組成物の製造方法に関し、更に詳しく言えば、無負荷Ｑ
（以下、単にＱｕという。）を実用的な特性範囲で維持
しつつ、３７〜３８という高い比誘電率（以下、単にε
ｒという。）を備え、共振周波数の温度係数（以下、単
にτｆという。）をゼロ付近の小さな値とし、更にＺｒ
Ｏ２成分の原料の種類（純度）を変えても安定した性能
を示すマイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法に関す
る。本発明は、マイクロ波領域において誘電体共振器、
マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路のインピ
ーダンス整合等に利用される。 【０００２】 【従来の技術】マイクロ波誘電体磁器組成物（以下、単
に誘電体磁器組成物という。）は、使用周波数が高周波
となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので、
マイクロ周波数領域でＱｕの大きな誘電体磁器組成物が
望まれている。従来の高εr を有する誘電体磁器材料と
しては、所定量のＴｉＯ2 、ＺｒＯ2及びＳｎＯ2 を主
成分とし、これに所定量のＺｎＯを含有した誘電体磁器
組成物（特開昭５４−３５６７８号公報）、上記主成分
に所定量のＺｎＯ及びＮｉＯを含有した誘電体磁器組成
物（特開昭５５−３４５２６号公報）、上記主成分に所
定量のＺｎＯ及びＴａ2 Ｏ5 を含有した誘電体磁器組成
物（特開昭６１−１３３２６号公報）、並びに上記主成
分に所定量のＺｎＯ、ＮｉＯ及びＭｎＯ2 を含有した誘
電体磁器組成物（特開平３−２８１６２号公報）等が知
られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の誘
電体磁器組成物では、高Ｑｕ、高εr 及び０近辺の
τf、更に製造条件による性能のバラツキの少なさにお
いて、全て満足するわけではない。特に、上記ＺｎＯ系
の誘電体磁器組成物のうちの代表的なものである特開昭
５４−３５６７８号公報に係るものでは、表５に示すよ
うに、ＺｒＯ2 成分原料の種類（例えば純度）により、
いずれの性能のバラツキも大きい。 【０００４】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、Ｑｕを実用的な特性範囲に維持しつつ、３７〜３８
という高いεｒを備え、τｆをゼロ付近の小さな値と
し、更にＺｒＯ２成分原料の種類（純度）を変えても安
定した性能を示すマイクロ波誘電体磁器組成物の製造方
法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】本発明者らは、誘電体磁
器組成物において、Ｑｕを実用的な特性範囲に維持しつ
つ、τf をゼロに近づけることができ、且つ仮焼・焼成
温度及びＺｒＯ2 成分原料の種類を変えても安定した品
質を備える組成について種々検討した結果、ＭｎＯ2 を
添加することによりこの欠点が解消されることを見出し
て、本発明を完成するに至ったのである。 【０００６】即ち、本発明の誘電体磁器組成物の製造方
法は、ＺｒＯ ２ 粉末、ＳｎＯ ２ 粉末及びＴｉＯ ２ 粉末を
（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ 4 （但し０．１≦ｘ≦０．
３）の組成式組成になるように、且つＭｎＯ ２ 粉末を上
記（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ ４ １００重量部に対して
０．１〜１．０重量部（以下、この場合を単に「重量
％」という。）の配合割合になるように、混合し、その
後、大気雰囲気中にて９００〜１０００℃の温度で仮焼
し、次いで、この仮焼粉末に所定の有機バインダー及び
水を加えて粉砕し、その後、この粉砕物を凍結乾燥にて
造粒し、次いで、この造粒粉末を用いて所定形状に成形
し、大気雰囲気中、１３５０〜１４２５℃にて焼成する
ことを特徴とする。上記Ｘが０．１未満では、焼結性不
充分となり、０．３を越えると、急激な特性の低下とな
り、好ましくない。また、上記ＭｎＯ２添加量が０．１
未満では、焼結性不充分とεｒの低下となり、１．０を
越えると、Ｑｕの低下となり、好ましくない。 【０００７】本発明の誘電体磁器組成物の製造方法にお
いて、上記仮焼温度を９００〜１０００℃に限定した理
由は、９００℃未満の場合は、例えばＭｎＯ２の添加量
が少ない場合にはεｒが低下してそのバラツキが大きく
なる場合があり、１０００℃を越えると、特にＭｎＯ２
の添加量が多い場合にはεｒ及びＱｕが大きく低下し、
バラツキが大きくなる場合があるからである。 【０００８】特に、上記ＭｎＯ2 の添加量が０．３〜
０．８重量％、高純度品のＺｒＯ2 を用い、仮焼温度が
９００℃、且つ焼成温度が１３５０〜１４００℃である
場合は、表１〜３に示すように、εr が３７．９〜３
８．６、Ｑｕが２９４０〜３７８０、τf が−０．９５
〜＋０．８７ｐｐｍ／℃であり、その性能のバラツキが
極めて小さい。また、上記ＭｎＯ2 の添加量が０．３〜
０．８重量％、高純度品及び低純度品のＺｒＯ2 を用
い、仮焼温度が１０００℃、且つ焼成温度が１３５０℃
の場合を一例として示せば、表１〜３に示すように、高
純度品ＺｒＯ2 と低純度品ＺｒＯ2 を用いた場合の各性
能差は、各々、Δεr ；０．２〜０．８、ΔＱｕ；２０
〜８０、Δτf が０．１７〜０．３５ｐｐｍ／℃であ
り、ＺｒＯ2 の種類を変えても、その性能のバラツキが
極めて小さい。 【０００９】尚、ＭｎＯ2 を添加すると、Ｑｕは小さく
なる傾向にあるが（図１）、εr は上がる傾向にあり
（図２）、τf はあまり変わらず、しかも０ｐｐｍ／℃
前後となり（図３）、大変好ましい。また、焼結密度は
あまり変わらない（図４）。更に、仮焼温度が９００〜
１０００℃であれば、εr 、Ｑｕ及びτf ともに安定し
ている（図５〜７）。また、焼成温度が１３５０〜１４
００℃の場合（例えば組成式が〔（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）
ＴｉＯ4 ＋０．３重量部ＭｎＯ2 〕、仮焼温度が１００
０℃、高純度品のＺｒＯ2 を用いた場合）は、εr が３
８．０〜３８．１、Ｑｕが３５５０〜３６２０、τf が
−０．８８〜＋０．３１ｐｐｍ／℃であり、そのバラツ
キは極めて小さい。以上より、図１〜７及び表１〜４に
示すように、ＭｎＯ2 の適当量の添加により、ＺｒＯ2
原料の種類を変えても、また広い温度範囲（仮焼温度、
焼成温度）にて焼成しても、性能が安定し且つ焼結密度
の高い焼結体を製造できる。 【００１０】 【実施例】以下、試験例及び実施例により本発明を具体
的に説明する。 （１）ＭｎＯ2 添加量、仮焼温度及び焼成温度と性能と
の関係 ＺｒＯ2 粉末（純度；９９．３５％、低純度品ともい
う。）或いはＺｒＯ2 粉末（純度；９９．９５％、高純
度品ともいう。）、ＳｎＯ2 粉末（純度；９９．７
％）、ＴｉＯ2 粉末（純度；９９．９８％）、ＭｎＯ2
粉末（純度；９６％）を出発原料として、準備する。そ
して、表１〜３及び図１〜７に示すように、ＭｎＯ2 添
加量が０．３〜０．８重量％の範囲にて変化させた組成
になるように、所定量（全量として約６００ｇ）を秤
量、混合した。 【００１１】その後、ミキサーで乾式による混合（２０
〜３０分）及び一次粉砕を施した後、大気雰囲気中にて
１０００℃の温度で２時間仮焼した。次いで、この仮焼
粉末に適量の有機バインダー（種類；ポリビニルアルコ
ール系）２９ｇと水５００〜６５０ｇを加え、２０ｍｍ
φのアルミナボールで、９０ｒｐｍ、２３時間粉砕し
た。その後、真空凍結乾燥（約０．４Ｔｏｒｒ、−３５
〜５０℃、約２３時間）により造粒し、この造粒された
原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９ｍ
ｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円柱状に成形した。 【００１２】次に、この成形体を大気中、６５０℃、２
時間にて脱脂し、その後、１３５０〜１４００℃の範囲
の各温度で、３．５時間焼成し、最後に両端面を約１６
ｍｍφ×８ｍｍｔ（厚さ）の円柱状に研磨して、誘電体
試料（表１〜３のＮｏ．１〜９）とした。そして、各試
料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011
ＭＯＤＥ）等により、εr 、Ｑｕ及びτf 、更に、アル
キメデス法により焼結密度を測定した。尚、測定周波数
は４．２ＧＨｚ〜４．３ＧＨｚで、４．５ＧＨｚに換算
した値を示した。また、τf は２０℃〜８０℃の温度領
域で測定し、τf ＝（ｆ80−ｆ20）／（ｆ20×ΔＴ）、
ΔＴ＝８０−２０＝６０℃にて算出した。これらの結果
を表１〜３及び図１〜７に示す。尚、表１〜３中のＺｒ
Ｏ2 （１）は高純度品、ＺｒＯ2 （２）は低純度品を示
す。尚これらの高、低純度品中にはＨｆＯ2が２重量％
含まれる。また、図１〜７中の○は高純度品、●は低純
度品を示す。 【００１３】 【表１】【００１４】 【表２】【００１５】 【表３】【００１６】（２）Ｚｒ及びＳｎの組成比 表４に示すように、仮焼温度が９００℃、焼成温度が１
３５０℃であって、組成式（Ｚｒ1-X ＳｎX ）ＴｉＯ4
におけるＸが０．１、０．２及び０．３であること以外
は、上記試験例と同様にして、各磁器組成物を製造し
た。この組成物について同様に性能を評価し、その結果
を表４に示す。 【００１７】 【表４】 【００１８】（３）従来技術との比較 表５に示すように、組成式（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ
4 ＋０．３重量％ＭｎＯ2 であって高純度品（実施例
１）、低純度品（実施例２）のＺｒＯ2 を用いて、表５
に示す仮焼、焼成条件下にて製造した磁器組成物の特性
値を同表に示す。比較例１は、組成式（Ｚｒ0.8 Ｓｎ
0.2 ）ＴｉＯ4 ＋０．３重量％ＺｎＯであって高純度品
のＺｒＯ2 を用いたもの、比較例２は、組成式（Ｚｒ
0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 ＋０．３重量％ＺｎＯであって
低純度品のＺｒＯ2 を用いたものである。 【００１９】 【表５】 【００２０】（４）試験例及び実施例の効果 表１〜３の結果によれば、ＭｎＯ2 の添加により、τf
はあまり変わらないものの、Ｑｕはやや小さくなり、逆
にεr は大きくなる傾向にある。従って、ＭｎＯ2 の
０．３〜０．８重量％の添加により、Ｑｕの低下を抑え
つつ、εr を３７以上に維持でき、且つτf を０ｐｐｍ
／℃近辺に維持できる。また、仮焼温度は９００〜１０
００℃が好ましく、１１００℃になると性能のバラツキ
が生じ、特に０．８重量％のＭｎＯ2 の添加の場合に
は、そのバラツキが生じる場合がある。更に、焼成温度
を１３５０〜１４００℃の範囲にて変動させても、τf
及びεr の性能（特にτf ）のバラツキが少ないので、
０ｐｐｍ／℃付近の小さな値を極めて容易に調節でき
る。また、ＺｒＯ2 の種類（純度）を変えた原料粉末を
使用しても、比較例と比べると、各性能のバラツキが著
しく小さい。以上より、仮焼温度を９００〜１０００℃
程度とすれば、ＺｒＯ2 の種類（純度）、焼成温度及び
ＭｎＯ2 の適度な添加量を変えても、安定した性能を有
する磁器組成物を製造できる。 【００２１】更に、表４の結果によれば、ＳｎＯ2 の増
加によって、εr は低下し、Ｑｕは向上するが、τf が
マイナス側に移行する。一方、ＳｎＯ2 の減少により、
εrは向上し、Ｑｕは低下し、τf はプラス側に移行す
る。また、表５の結果によれば、本発明の磁器組成物
（実施例１、２）は、従来のＺｎＯ系磁器組成物（比較
例１、２）と比較すると、ＺｒＯ2 成分原料の種類を変
えても、各性能（特に、εr 及びτf ）の差が小さく、
このうち特にτf は著しく小さい。更に、焼結体のＳＥ
Ｍ分析（図示せず）によれば、高純度ＺｒＯ2 品及び低
純度ＺｒＯ2 品のどちらを用いても、顕著な粒成長が認
められたが、その傾向は低純度品（粒径が微細で粉体の
活性度が高いもの）のほうが強い。また、この低純度品
のＺｒＯ2 を用いたほうは、焼結体中にクラックが多く
認められた（図示せず）。これは、組成の緻密化（ＳＥ
Ｍ分析）によって焼成時（降温時）に入ったものと思わ
れる。 【００２２】尚、本発明においては、前記具体的実施例
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例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、酸化物についても、加熱により
酸化物となる他種化合物を用いることができる。 【００２３】 【発明の効果】本発明の製造方法により得られる誘電体
磁気組成物においては、ＭｎＯ２の添加量を加減するこ
とによって、Ｑｕ及びεｒを実用的な（高い）特性範囲
に維持しつつ、τｆをゼロに近づける又はゼロを中心と
してプラス側とマイナス側の所望の値に任意に調節する
ることができるので、大変性能のバランスに優れる。ま
た、ＺｒＯ２成分原料の粉末の種類を変えても極めて安
定した性能を示す。また、本発明の製造方法によれば、
上記安定し且つ性能バランスの優れた磁器組成物を、容
易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】〔（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 ＋（０．３〜
０．８）重量％ＭｎＯ2 〕磁器組成物において、ＭｎＯ
2 量とＱｕとの関係を示すグラフである。 【図２】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量とεr との関係を示すグラフ
である。 【図３】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量とτf との関係を示すグラフ
である。 【図４】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量と焼結密度との関係を示すグ
ラフである。 【図５】〔（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 ＋（０．３〜
０．８）重量％ＭｎＯ2 〕磁器組成物において、仮焼温
度とＱｕとの関係を示すグラフである。 【図６】図５にて示す磁器組成物において、仮焼温度と
εr との関係を示すグラフである。 【図７】図５にて示す磁器組成物において、仮焼温度と
τf との関係を示すグラフである。
０．８）重量％ＭｎＯ2 〕磁器組成物において、ＭｎＯ
2 量とＱｕとの関係を示すグラフである。 【図２】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量とεr との関係を示すグラフ
である。 【図３】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量とτf との関係を示すグラフ
である。 【図４】図１にて示す磁器組成物において、（０．３〜
０．８重量％）ＭｎＯ2 量と焼結密度との関係を示すグ
ラフである。 【図５】〔（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 ＋（０．３〜
０．８）重量％ＭｎＯ2 〕磁器組成物において、仮焼温
度とＱｕとの関係を示すグラフである。 【図６】図５にて示す磁器組成物において、仮焼温度と
εr との関係を示すグラフである。 【図７】図５にて示す磁器組成物において、仮焼温度と
τf との関係を示すグラフである。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
// Ｈ０１Ｇ 4/12 ４１５ Ｈ０１Ｇ 4/12 ４１５
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 3/12 320
H01B 3/12 304
H01B 3/00
C04B 35/49
H01P 7/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＺｒＯ ２ 粉末、ＳｎＯ ２ 粉末及びＴｉＯ
２ 粉末を（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ ４ （但し０．１≦
ｘ≦０．３）の組成式組成になるように、且つＭｎＯ 2
粉末を上記（Ｚｒ １−ｘ Ｓｎ ｘ ）ＴｉＯ 4 １００重量部
に対して０．１〜１．０重量部の配合割合になるよう
に、混合し、その後、大気雰囲気中にて９００〜１００
０℃の温度で仮焼し、次いで、この仮焼粉末に所定の有
機バインダー及び水を加えて粉砕し、その後、この粉砕
物を凍結乾燥にて造粒し、次いで、この造粒粉末を用い
て所定形状に成形し、大気雰囲気中、１３５０〜１４２
５℃にて焼成することを特徴とするマイクロ波誘電体磁
器組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02371593A JP3436770B2 (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02371593A JP3436770B2 (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215626A JPH06215626A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3436770B2 true JP3436770B2 (ja) | 2003-08-18 |
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ID=12118036
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02371593A Expired - Fee Related JP3436770B2 (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436770B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102690651A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-09-26 | 东华大学 | 一种Zn2TiO4:Eu3+荧光粉的制备方法 |
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| CN113354411A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-07 | 摩比天线技术（深圳）有限公司 | 中介高抗热震微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP02371593A patent/JP3436770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH06215626A (ja) | 1994-08-05 |
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