JPH0260628B2 - - Google Patents
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- JPH0260628B2 JPH0260628B2 JP59065202A JP6520284A JPH0260628B2 JP H0260628 B2 JPH0260628 B2 JP H0260628B2 JP 59065202 A JP59065202 A JP 59065202A JP 6520284 A JP6520284 A JP 6520284A JP H0260628 B2 JPH0260628 B2 JP H0260628B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は、SHF帯等のマイクロ波帯域用誘電
体共振器材料として好適な誘電体磁器組成物に関
するものである。 更に詳しくは、本発明は、無負荷Ｑ値が大き
く、換言すると誘電体損失が極めて小さく、また
共振周波数の温度係数（τf）がすぐれ、さらには
適度に大きい比誘電率（εr）を有する、特にマイ
クロ波帯域における電気的特性のすぐれた誘電体
磁器組成物に関するものである。 誘電体共振器は、マイクロ波回路の小型軽量
化、周波数安定化等の手段として、例えばフイル
タ、発振器等に組込まれ、マイクロ波帯域におけ
る重要な回路素子として広く利用されるようにな
つて来ており、放送衛星からの放送や地上の
SHF放送の受信機にも使用されている。 誘電体共振器に必要とされる電気的特性は、無
負荷Ｑ値が大きいこと、共振周波数の温度係数が
小さく温度変化に安定であること、比誘電率が適
度に大きいこと等であるが、これらの特性は誘電
体共振器に用いられる誘電体磁器組成物によつて
ほぼ決定される。 従来誘電体共振器等に用いられる誘電体磁器組
成物に関しては、種々の組成物が提案されている
が、これら誘電体磁器組成物は、特にＱ値の周波
数依存性が大きく、周波数が高くなるに従つてＱ
値が著しく小さくなるという大きな欠点を有して
おり、さらには共振周波数の温度係数のばらつき
が大きかつたりするという難点がある。 例えば特開昭54−80600号公報には、 一般式ｗ（3BaO・ZnO・Nb2O5）−ｘ（3BaO・
ZnO・Ta2O5）−ｙ（3BaO・MgO・Nb2O5）−ｚ
（3BaO・MgO・Ta2O5）で表わされる誘電体磁
器組成物が提案され、また特開昭53−60544号公
報にはBa（Mg1/3Ta2/3）O3についての誘電体磁器
組成物が提案され、さらに特開昭54−71400号公
報にはBa［Mg1/3（NbyTa1-y）2/3］O3についての
誘電体磁器組成物が提案されている。しかしなが
ら、前記公報に記載されている誘電体磁器組成物
の電気的特性のうち比誘電率は25〜38と良好であ
るものの、Ｑ値は高々4500程度と小さく、しかも
共振周波数の温度係数のばらつきも２〜22ppm／
℃と比較的大きかつた。 最近、衛星放送用受信機の開発とあいまつて高
い周波数、例えば10GHzを越える周波数帯域にお
いて室温付近でＱ値が10000以上、共振周波数の
温度係数が±5ppm／℃以下、比誘電率が25〜40
程度のよりすぐれた電気的特性を示す誘電体磁器
組成物の開発が強く要望されている。 本発明者らは、これらの実情に鑑み、上述した
電気的特性を満足させることができる新規な誘電
体磁器組成物を開発することを目的として前記特
開昭54−80600号公報等に記載のBa［Znx
Mg1-x）1/3（Nb ｙ Ta1-y）2/3］O3系やBa（Mg1/3
Ta2/3）O3系等について鋭意研究を行つた結果、
Ba（Mg1/3Ta2/3）O3で表わされるペロブスカイト
構造の酸化物およびこの酸化物のMgおよび／ま
たはTaの一部を、Znおよび／またはNbで置換し
たペロブスカイト構造の酸化物に、少量の酸化ア
ンチモンを含有させてなる誘電体磁器組成物が、
10GHzを越える高い周波数帯域において10000を
はるかに越える大きなＱ値を示し、共振周波数の
温度係数も小さく、前記目的を達成できることを
知見し、本発明に到つた。 本発明は、式 Ba［（Znx Mg1-x）1/3（Nb ｙ Ta1-y）2/3］
O3 （式中ｘは０〜0.95で、ｙは０〜0.4である。）
で表わされるペロブスカイト構造の酸化物に酸化
バナジウムをV2O5換算で0.05〜２モル％含有さ
せてなる誘電体磁器組成物に関する。 本発明において、Mg成分の一部をZn成分で置
換することができるが、Mg成分に対するZn成分
の置換割合ｘは、過度に多く置換された場合には
Ｑ値が減少するので、ｘは0.95以下に設定され
る。また、本発明において、Ta成分の一部をNb
成分で置換することができるが、Ta成分に対す
るNb成分の置換割合ｙは、過度に多く置換され
た場合にはＱ値が減少するので、ｙは0.4以下に
設定される。 本発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波帯域
用誘電体共振器材料として好適に使用され、後記
実施例および比較例からも明らかであるように、
高い周波数帯域、例えば10.5GHzにおいてＱ値が
従来公知のBa（Mg1/3Ta2/3）O3，Ba（Zn1/3Ta2/3）
O3，Ba（Zn1/3Nb2/3）O3などの誘電体磁器組成物
より大きな値を示すという特長がある。 また本発明の誘電体磁器組成物は、Ｑ値が大き
いだけでなく、適度の比誘電率を示し、共振周波
数の温度係数（τf）も±5ppm／℃以下ときわめ
てすぐれているため、受信機例えば衛生放送用受
信機の性能を大巾に向上させることができるとい
う利点がある。 本発明の誘電体磁器組成物は、従来公知の誘電
体磁器組成物の製造法、例えば所定量の出発原料
を混合して仮焼し、次いで粉砕、整粒した後、成
形、焼成する方法によつて製造することができる
が、Ba，Zn，Mg，Nb，Ta等の酸化物や塩の如
き出発原料を水、アルコール等の溶媒とともに湿
式混合した後、乾燥し、必要に応じて粉砕し、次
いで酸素含有ガス雰囲気下、一般には空気中で
1000〜1450℃、好ましくは1100〜1400℃で３〜12
時間仮焼し、仮焼物を必要に応じて粉砕し、仮焼
物またはその粉砕物を再度酸素含有ガス雰囲気
下、例えば空気中で1100〜1500℃、好ましくは
1200〜1400℃で３〜12時間仮焼し、次いで粉砕、
好ましくは湿式粉砕して所定量のバナジウム化合
物および必要に応じてバインダー、例えばポリビ
ニルアルコールの如き有機バインダーを添加して
均質に混合した後、成形し、酸素含有ガス雰囲気
下、例えば空気中で1400〜1700℃、好ましくは
1500〜1650℃で１〜10時間焼成、焼結する方法で
製造した方が電気的特性のすぐれた誘電体磁器組
成物が得られる。なお、上記バナジウム化合物と
しては、仮焼、焼成等で酸化物になるようなもの
であればいずれでもよく、例えば五酸化バナジウ
ム、硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウ
ム、塩化バナジル等を挙げることができる。 本発明の誘電体磁器組成物においては、酸化バ
ナジウムを少量含有させる必要があるが、その含
有量としては、式(1)で表わされるペロブスカイト
構造の酸化物に対してV2O5換算で0.05〜２モル
％、特には0.1〜1.5モル％になるようにするのが
好適である。酸化バナジウムの含有量が少なすぎ
ると、ペロブスカイト構造の酸化物の焼結が不十
分になつたり、酸化バナジウムを含有させたこと
による電気的特性の向上効果の発現が十分でなか
つたりし、また多すぎるとかえつて電気的特性が
低下する。 次に実施例および比較例を示す。 実施例 １ 炭酸バリウム〔BaCO3〕粉末0.3モル、酸化マ
グネシウム〔MgO〕粉末0.1モルおよび五酸化タ
ンタル〔Ta2O5〕粉末0.1モルをボールミルに入
れ、エタノールを加えて10時間湿式混合した。次
いでエタノールを蒸発させた後、得られた粉末を
アルミナ製容器に移し、空気雰囲気下、1200℃で
10時間仮焼した。得られた仮焼物を擂潰機で粉砕
した後、再度アルミナ製容器に移して空気雰囲気
下、1250℃で10時間仮焼した。これに硫酸バナジ
ル〔VOSO4〕水溶液をV2O5換算で1.0モル％にな
るように加えて均一に混合した後、直径20mmφ、
厚さ５mmのペレツトに成形して空気雰囲気下に
1600℃で４時間焼成、焼結して誘電体磁器組成物
を得た。 得られた誘電体磁器組成物から直径約６mmφ、
厚さ約2.6mmの円板状の素子を切り出し、電気的
特性を測定した。共振周波数10.5GHzにおける比
誘電率（εr）、無負荷Ｑ値、および共振周波数の
温度係数（τf）（−20℃〜＋50℃）を第１表に示
す。 比較例 １ 実施例１において硫酸バナジル水溶液を添加し
なかつたほかは、実施例１に準じて誘電体磁器組
成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
は第１表に示す。 実施例２〜７ 実施例１マグネシウムの一部を亜鉛で置換した
第１表記載の誘電体磁器組成物を実施例１に準じ
て製造し、電気的特性を測定した。その結果は第
１表に示す。なお亜鉛源としては酸化亜鉛粉末を
使用した。 比較例 ２ 硫酸バナジル水溶液を添加せず、マグネシウム
の一部を亜鉛で置換した第１表記載の誘電体磁器
組成物を実施例１に準じて製造し、電気的特性を
測定した。その結果は第１表に示す。 実施例 ８〜10 実施例１のマグネシウムおよびタンタルの一部
を亜鉛およびニオブで置換した第２表に記載の誘
電体磁器組成物を実施例１に準じて製造し、電気
的特性を測定した。その結果は第２表に示す。な
お亜鉛源としては酸化亜鉛粉末を、またニオブ源
としては五酸化ニオブ粉末を使用した。 比較例 ３ 硫酸バナジル水溶液を添加せず、マグネシウム
およびタンタルの一部を亜鉛およびニオブで置換
した第２表記載の誘電体磁器組成物を実施例１に
準じて製造し、電気的特性を測定した。その結果
は第２表に示す。
体共振器材料として好適な誘電体磁器組成物に関
するものである。 更に詳しくは、本発明は、無負荷Ｑ値が大き
く、換言すると誘電体損失が極めて小さく、また
共振周波数の温度係数（τf）がすぐれ、さらには
適度に大きい比誘電率（εr）を有する、特にマイ
クロ波帯域における電気的特性のすぐれた誘電体
磁器組成物に関するものである。 誘電体共振器は、マイクロ波回路の小型軽量
化、周波数安定化等の手段として、例えばフイル
タ、発振器等に組込まれ、マイクロ波帯域におけ
る重要な回路素子として広く利用されるようにな
つて来ており、放送衛星からの放送や地上の
SHF放送の受信機にも使用されている。 誘電体共振器に必要とされる電気的特性は、無
負荷Ｑ値が大きいこと、共振周波数の温度係数が
小さく温度変化に安定であること、比誘電率が適
度に大きいこと等であるが、これらの特性は誘電
体共振器に用いられる誘電体磁器組成物によつて
ほぼ決定される。 従来誘電体共振器等に用いられる誘電体磁器組
成物に関しては、種々の組成物が提案されている
が、これら誘電体磁器組成物は、特にＱ値の周波
数依存性が大きく、周波数が高くなるに従つてＱ
値が著しく小さくなるという大きな欠点を有して
おり、さらには共振周波数の温度係数のばらつき
が大きかつたりするという難点がある。 例えば特開昭54−80600号公報には、 一般式ｗ（3BaO・ZnO・Nb2O5）−ｘ（3BaO・
ZnO・Ta2O5）−ｙ（3BaO・MgO・Nb2O5）−ｚ
（3BaO・MgO・Ta2O5）で表わされる誘電体磁
器組成物が提案され、また特開昭53−60544号公
報にはBa（Mg1/3Ta2/3）O3についての誘電体磁器
組成物が提案され、さらに特開昭54−71400号公
報にはBa［Mg1/3（NbyTa1-y）2/3］O3についての
誘電体磁器組成物が提案されている。しかしなが
ら、前記公報に記載されている誘電体磁器組成物
の電気的特性のうち比誘電率は25〜38と良好であ
るものの、Ｑ値は高々4500程度と小さく、しかも
共振周波数の温度係数のばらつきも２〜22ppm／
℃と比較的大きかつた。 最近、衛星放送用受信機の開発とあいまつて高
い周波数、例えば10GHzを越える周波数帯域にお
いて室温付近でＱ値が10000以上、共振周波数の
温度係数が±5ppm／℃以下、比誘電率が25〜40
程度のよりすぐれた電気的特性を示す誘電体磁器
組成物の開発が強く要望されている。 本発明者らは、これらの実情に鑑み、上述した
電気的特性を満足させることができる新規な誘電
体磁器組成物を開発することを目的として前記特
開昭54−80600号公報等に記載のBa［Znx
Mg1-x）1/3（Nb ｙ Ta1-y）2/3］O3系やBa（Mg1/3
Ta2/3）O3系等について鋭意研究を行つた結果、
Ba（Mg1/3Ta2/3）O3で表わされるペロブスカイト
構造の酸化物およびこの酸化物のMgおよび／ま
たはTaの一部を、Znおよび／またはNbで置換し
たペロブスカイト構造の酸化物に、少量の酸化ア
ンチモンを含有させてなる誘電体磁器組成物が、
10GHzを越える高い周波数帯域において10000を
はるかに越える大きなＱ値を示し、共振周波数の
温度係数も小さく、前記目的を達成できることを
知見し、本発明に到つた。 本発明は、式 Ba［（Znx Mg1-x）1/3（Nb ｙ Ta1-y）2/3］
O3 （式中ｘは０〜0.95で、ｙは０〜0.4である。）
で表わされるペロブスカイト構造の酸化物に酸化
バナジウムをV2O5換算で0.05〜２モル％含有さ
せてなる誘電体磁器組成物に関する。 本発明において、Mg成分の一部をZn成分で置
換することができるが、Mg成分に対するZn成分
の置換割合ｘは、過度に多く置換された場合には
Ｑ値が減少するので、ｘは0.95以下に設定され
る。また、本発明において、Ta成分の一部をNb
成分で置換することができるが、Ta成分に対す
るNb成分の置換割合ｙは、過度に多く置換され
た場合にはＱ値が減少するので、ｙは0.4以下に
設定される。 本発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波帯域
用誘電体共振器材料として好適に使用され、後記
実施例および比較例からも明らかであるように、
高い周波数帯域、例えば10.5GHzにおいてＱ値が
従来公知のBa（Mg1/3Ta2/3）O3，Ba（Zn1/3Ta2/3）
O3，Ba（Zn1/3Nb2/3）O3などの誘電体磁器組成物
より大きな値を示すという特長がある。 また本発明の誘電体磁器組成物は、Ｑ値が大き
いだけでなく、適度の比誘電率を示し、共振周波
数の温度係数（τf）も±5ppm／℃以下ときわめ
てすぐれているため、受信機例えば衛生放送用受
信機の性能を大巾に向上させることができるとい
う利点がある。 本発明の誘電体磁器組成物は、従来公知の誘電
体磁器組成物の製造法、例えば所定量の出発原料
を混合して仮焼し、次いで粉砕、整粒した後、成
形、焼成する方法によつて製造することができる
が、Ba，Zn，Mg，Nb，Ta等の酸化物や塩の如
き出発原料を水、アルコール等の溶媒とともに湿
式混合した後、乾燥し、必要に応じて粉砕し、次
いで酸素含有ガス雰囲気下、一般には空気中で
1000〜1450℃、好ましくは1100〜1400℃で３〜12
時間仮焼し、仮焼物を必要に応じて粉砕し、仮焼
物またはその粉砕物を再度酸素含有ガス雰囲気
下、例えば空気中で1100〜1500℃、好ましくは
1200〜1400℃で３〜12時間仮焼し、次いで粉砕、
好ましくは湿式粉砕して所定量のバナジウム化合
物および必要に応じてバインダー、例えばポリビ
ニルアルコールの如き有機バインダーを添加して
均質に混合した後、成形し、酸素含有ガス雰囲気
下、例えば空気中で1400〜1700℃、好ましくは
1500〜1650℃で１〜10時間焼成、焼結する方法で
製造した方が電気的特性のすぐれた誘電体磁器組
成物が得られる。なお、上記バナジウム化合物と
しては、仮焼、焼成等で酸化物になるようなもの
であればいずれでもよく、例えば五酸化バナジウ
ム、硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウ
ム、塩化バナジル等を挙げることができる。 本発明の誘電体磁器組成物においては、酸化バ
ナジウムを少量含有させる必要があるが、その含
有量としては、式(1)で表わされるペロブスカイト
構造の酸化物に対してV2O5換算で0.05〜２モル
％、特には0.1〜1.5モル％になるようにするのが
好適である。酸化バナジウムの含有量が少なすぎ
ると、ペロブスカイト構造の酸化物の焼結が不十
分になつたり、酸化バナジウムを含有させたこと
による電気的特性の向上効果の発現が十分でなか
つたりし、また多すぎるとかえつて電気的特性が
低下する。 次に実施例および比較例を示す。 実施例 １ 炭酸バリウム〔BaCO3〕粉末0.3モル、酸化マ
グネシウム〔MgO〕粉末0.1モルおよび五酸化タ
ンタル〔Ta2O5〕粉末0.1モルをボールミルに入
れ、エタノールを加えて10時間湿式混合した。次
いでエタノールを蒸発させた後、得られた粉末を
アルミナ製容器に移し、空気雰囲気下、1200℃で
10時間仮焼した。得られた仮焼物を擂潰機で粉砕
した後、再度アルミナ製容器に移して空気雰囲気
下、1250℃で10時間仮焼した。これに硫酸バナジ
ル〔VOSO4〕水溶液をV2O5換算で1.0モル％にな
るように加えて均一に混合した後、直径20mmφ、
厚さ５mmのペレツトに成形して空気雰囲気下に
1600℃で４時間焼成、焼結して誘電体磁器組成物
を得た。 得られた誘電体磁器組成物から直径約６mmφ、
厚さ約2.6mmの円板状の素子を切り出し、電気的
特性を測定した。共振周波数10.5GHzにおける比
誘電率（εr）、無負荷Ｑ値、および共振周波数の
温度係数（τf）（−20℃〜＋50℃）を第１表に示
す。 比較例 １ 実施例１において硫酸バナジル水溶液を添加し
なかつたほかは、実施例１に準じて誘電体磁器組
成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
は第１表に示す。 実施例２〜７ 実施例１マグネシウムの一部を亜鉛で置換した
第１表記載の誘電体磁器組成物を実施例１に準じ
て製造し、電気的特性を測定した。その結果は第
１表に示す。なお亜鉛源としては酸化亜鉛粉末を
使用した。 比較例 ２ 硫酸バナジル水溶液を添加せず、マグネシウム
の一部を亜鉛で置換した第１表記載の誘電体磁器
組成物を実施例１に準じて製造し、電気的特性を
測定した。その結果は第１表に示す。 実施例 ８〜10 実施例１のマグネシウムおよびタンタルの一部
を亜鉛およびニオブで置換した第２表に記載の誘
電体磁器組成物を実施例１に準じて製造し、電気
的特性を測定した。その結果は第２表に示す。な
お亜鉛源としては酸化亜鉛粉末を、またニオブ源
としては五酸化ニオブ粉末を使用した。 比較例 ３ 硫酸バナジル水溶液を添加せず、マグネシウム
およびタンタルの一部を亜鉛およびニオブで置換
した第２表記載の誘電体磁器組成物を実施例１に
準じて製造し、電気的特性を測定した。その結果
は第２表に示す。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 式 Ba［（Znx Mg1-x）1/3（Nb ｙ Ta1-y）2/3］O3 （式中ｘは０〜0.95で、ｙは０〜0.4である。）
で表わされるペロブスカイト構造の酸化物に酸化
バナジウムをV2O5換算で0.05〜２モル％含有さ
せてなる誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065202A JPS60210568A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065202A JPS60210568A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210568A JPS60210568A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH0260628B2 true JPH0260628B2 (ja) | 1990-12-17 |
Family
ID=13280090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59065202A Granted JPS60210568A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210568A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107382313B (zh) * | 2017-06-02 | 2020-06-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超高品质因数、中低介电常数及近零温度系数的微波介质陶瓷及其制备方法 |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP59065202A patent/JPS60210568A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60210568A (ja) | 1985-10-23 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |