JPH04209411A - マイクロ波用誘電体磁器材料 - Google Patents
マイクロ波用誘電体磁器材料Info
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- JPH04209411A JPH04209411A JP2400354A JP40035490A JPH04209411A JP H04209411 A JPH04209411 A JP H04209411A JP 2400354 A JP2400354 A JP 2400354A JP 40035490 A JP40035490 A JP 40035490A JP H04209411 A JPH04209411 A JP H04209411A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[00011
【産業上の利用分野]本発明は、マイクロ波領域での使
用において、高い比誘電率と実用上充分に高いQ値(誘
電損失の逆数)および小さく安定な温度特性を有するマ
イクロ波用誘電体磁器材料に関する。 [0002] 【従来の技術】マイクロ波用誘電体は、通信機器におい
て共振器、フィルター、分波器、マイクロ波集積回路基
板(MIC基板)などに広く使用されており、その誘電
体特性の向上は、送受信周波数の安定化、フィルター特
性の向上、そして最近特に要求の高い通信装置、回路の
小型化に極めて有効である。このような誘電体に要求さ
れる特性としては、マイクロ波周波数域において、■高
い比誘電率を有すること(誘電体応用部品に必要とされ
る誘電体の大きさは、比誘電率の平方根に反比例するた
め、装置あるいは部品小型化に対し極めて有効である。 )、■低い誘電損失を有すること、■共振周波数の温度
安定性が優れていることなどをあげることができる。 [0003]従来、前記のような特性を持つ誘電体材料
としては、特公昭59−37526号公報の一般式:x
BaO−yTiOz−zsmzo3(ただし、モル分率
として5≦X≦23.57≦y≦82.5.2.5≦2
≦37.5、x+y+z=100)で表わされる材料、
あるいは特開昭63−294609号公報の一般式:
xBao−yTio2−z ((1−m−n)SmzO
3−m (Sro−CeO2)−n (CaO−CeO
2))(ただし、モル分率として0.1≦X≦0.25
.0.6≦y≦0.85.0.05≦2≦0.30.0
≦m≦0480.0≦n≦0,8、x+y+z=1.0
.0<m+n≦0.8)で表わされる材料などをあげる
ことができる。 [0004]
用において、高い比誘電率と実用上充分に高いQ値(誘
電損失の逆数)および小さく安定な温度特性を有するマ
イクロ波用誘電体磁器材料に関する。 [0002] 【従来の技術】マイクロ波用誘電体は、通信機器におい
て共振器、フィルター、分波器、マイクロ波集積回路基
板(MIC基板)などに広く使用されており、その誘電
体特性の向上は、送受信周波数の安定化、フィルター特
性の向上、そして最近特に要求の高い通信装置、回路の
小型化に極めて有効である。このような誘電体に要求さ
れる特性としては、マイクロ波周波数域において、■高
い比誘電率を有すること(誘電体応用部品に必要とされ
る誘電体の大きさは、比誘電率の平方根に反比例するた
め、装置あるいは部品小型化に対し極めて有効である。 )、■低い誘電損失を有すること、■共振周波数の温度
安定性が優れていることなどをあげることができる。 [0003]従来、前記のような特性を持つ誘電体材料
としては、特公昭59−37526号公報の一般式:x
BaO−yTiOz−zsmzo3(ただし、モル分率
として5≦X≦23.57≦y≦82.5.2.5≦2
≦37.5、x+y+z=100)で表わされる材料、
あるいは特開昭63−294609号公報の一般式:
xBao−yTio2−z ((1−m−n)SmzO
3−m (Sro−CeO2)−n (CaO−CeO
2))(ただし、モル分率として0.1≦X≦0.25
.0.6≦y≦0.85.0.05≦2≦0.30.0
≦m≦0480.0≦n≦0,8、x+y+z=1.0
.0<m+n≦0.8)で表わされる材料などをあげる
ことができる。 [0004]
【発明が解決しようとする課題】最近のマイクロ波通信
機器の小型・軽量化に伴い、通信機器を構成する個々の
部品からの小型化が必要となっている。誘電体応用部品
においては、前述の理由から、従来より高い比誘電率を
持つ材料を用いることが小型化には必須となる。マイク
ロ波用誘電体磁器材料において、高い比誘電率、低い誘
電損失、小さく安定な温度特性をすべて同時に実現する
ことは、極めて難しいことである。前記従来の誘電体は
、比誘電率が84と高い値を示しながら、Q値(1/誘
電損失)、温度係数共に良好な値を示す優れた材料であ
った。しかしながら、よりいっそうの誘電体応用部品の
小型化を推し進めるためには、従来材料の比誘電率では
充分ではなく、より高い値を示す材料が必要となる。そ
して前記従来材料より高い比誘電率を示す実用可能な材
料は、極めて少ないのが現状である。 [00051本発明は、前記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、マイクロ波周波数領域にお
いて、従来より高い比誘電率、実用上充分なQ値および
小さく安定な温度特性を有するマイクロ波用誘電体磁器
材料を供給することを目的とする。 [0006]
機器の小型・軽量化に伴い、通信機器を構成する個々の
部品からの小型化が必要となっている。誘電体応用部品
においては、前述の理由から、従来より高い比誘電率を
持つ材料を用いることが小型化には必須となる。マイク
ロ波用誘電体磁器材料において、高い比誘電率、低い誘
電損失、小さく安定な温度特性をすべて同時に実現する
ことは、極めて難しいことである。前記従来の誘電体は
、比誘電率が84と高い値を示しながら、Q値(1/誘
電損失)、温度係数共に良好な値を示す優れた材料であ
った。しかしながら、よりいっそうの誘電体応用部品の
小型化を推し進めるためには、従来材料の比誘電率では
充分ではなく、より高い値を示す材料が必要となる。そ
して前記従来材料より高い比誘電率を示す実用可能な材
料は、極めて少ないのが現状である。 [00051本発明は、前記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、マイクロ波周波数領域にお
いて、従来より高い比誘電率、実用上充分なQ値および
小さく安定な温度特性を有するマイクロ波用誘電体磁器
材料を供給することを目的とする。 [0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するため、一般式: %式%(1 により表わされる組成式において、モル分率で、0.1
≦X≦0.25 0.6≦y≦0.85 0.05≦2≦0.3 0≦m≦0.8 0≦n≦0.8 x+y+z=1 0(m+n≦0.8 0va≦0.60 なる組成範囲にあり、また副成分としてM n 203
が全重量に対して3重量%以下添加含有されてなる誘電
体磁器材料である。 [0007]
解決するため、一般式: %式%(1 により表わされる組成式において、モル分率で、0.1
≦X≦0.25 0.6≦y≦0.85 0.05≦2≦0.3 0≦m≦0.8 0≦n≦0.8 x+y+z=1 0(m+n≦0.8 0va≦0.60 なる組成範囲にあり、また副成分としてM n 203
が全重量に対して3重量%以下添加含有されてなる誘電
体磁器材料である。 [0007]
【作用】本発明は、前記組成の材料を用いることにより
所期目的を達成することができ、BaO−TiO2−3
m203系磁器材料に含有されるS m 203の一部
を成分(Sro−CaO2)および成分(CaO−Ce
O2)で置換したことによりQ値を、成分CaTiO3
を含有させたことにより比誘電率を大きく増加させ、さ
らにMn2O3の添加含有により焼結性を改善したもの
である。 [0008]
所期目的を達成することができ、BaO−TiO2−3
m203系磁器材料に含有されるS m 203の一部
を成分(Sro−CaO2)および成分(CaO−Ce
O2)で置換したことによりQ値を、成分CaTiO3
を含有させたことにより比誘電率を大きく増加させ、さ
らにMn2O3の添加含有により焼結性を改善したもの
である。 [0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
[0009]出発原料には、化学的に高純度のBaCO
3、TiO2、Sm20:+、CaCO3、SrCO3
、CeO2、Mn2O3、Ca T i 03を用いた
。これらの原料を組威武: (1−a)[xBaO−
yTioz−Z ((1m−n)Sm203−m (S
ro−CeO2)−n (CaO−CeO2))]
−a−caTi03における成分組成が、モル分率で
表1に示す値となるように各試料別に、CaT i03
以外の成分を秤量して混合し、空気中で1000〜20
00℃で2時間反応、仮焼成した。ついで、えられた仮
焼品を乳鉢、ボールミルなどで粉砕したのち、所定量の
CaTi0:+ 成分を同様にして混合した。このよ
うにして作成した混合粉末を、成形圧力800Kg/c
m2で直径12mm、高さ15mmの円柱状および直径
12mm、高さ5印の円板状にプレス成形した。えられ
た成形体を、酸素雰囲気中、約1250〜1450℃に
4〜50時間保持、焼成して誘**重体磁器をえた。え
られた誘電体磁器には、それぞれ研削加工を施し、平行
導体板型誘電体円柱共振器法により6 GH2で比誘電
率とQ値を、ついでI MH7で温度係数(比誘電率の
温度係数:τk)を−10〜50℃の温度範囲で測定し
た。 [00101その結果を表1に示した。表1中の比較試
料番号1〜7は、本発明の範囲外のもので、比較例とし
てあげたものである。それ以外はすべて本発明の範囲内
のものである。なお、比較試料番号7はQ値が小さいた
め、温度係数(τk)の測定を行っていない。 [00111
3、TiO2、Sm20:+、CaCO3、SrCO3
、CeO2、Mn2O3、Ca T i 03を用いた
。これらの原料を組威武: (1−a)[xBaO−
yTioz−Z ((1m−n)Sm203−m (S
ro−CeO2)−n (CaO−CeO2))]
−a−caTi03における成分組成が、モル分率で
表1に示す値となるように各試料別に、CaT i03
以外の成分を秤量して混合し、空気中で1000〜20
00℃で2時間反応、仮焼成した。ついで、えられた仮
焼品を乳鉢、ボールミルなどで粉砕したのち、所定量の
CaTi0:+ 成分を同様にして混合した。このよ
うにして作成した混合粉末を、成形圧力800Kg/c
m2で直径12mm、高さ15mmの円柱状および直径
12mm、高さ5印の円板状にプレス成形した。えられ
た成形体を、酸素雰囲気中、約1250〜1450℃に
4〜50時間保持、焼成して誘**重体磁器をえた。え
られた誘電体磁器には、それぞれ研削加工を施し、平行
導体板型誘電体円柱共振器法により6 GH2で比誘電
率とQ値を、ついでI MH7で温度係数(比誘電率の
温度係数:τk)を−10〜50℃の温度範囲で測定し
た。 [00101その結果を表1に示した。表1中の比較試
料番号1〜7は、本発明の範囲外のもので、比較例とし
てあげたものである。それ以外はすべて本発明の範囲内
のものである。なお、比較試料番号7はQ値が小さいた
め、温度係数(τk)の測定を行っていない。 [00111
【表1]
[00121所期特性を示す各成分の効果および限界量
は、複合的かつ相乗的に現れ、決定されるため成分側々
の多少で特定することは難しい。しかし、基本的には表
1における試料番号4と比較試料番号3との比較から、
成分(SrO−CeO2)、 (CaO−CeO2)の
含有によってQ値が向上し、試料番号5.6.7.9.
10と比較試料番号3との比較から成分CaTiO3の
含有によって、比誘電率が大きく増加することがわかる
。また、試料番号2.3.4.9.10.11と比較試
料番号3との比較から成分(SrO−CeO2)の含有
はτkをマイナス側に、成分(CaO・CeO2)の含
有はτkをプラス側に、そして成分CaTiO3の含有
はτkをマイナス側にそれぞれ移行させることがわかる
。すなわち、前記三成分(SrO−CeOz)、(Ca
O−CeO2) 、CaT i Owlにより任意に温
度係数を調整できる。さらに、試料番号5と12との比
較から副成分Mn2※※03の添加含有により比誘電率
がわずかに増加することがわかる。このように本発明の
誘電体磁器は、マイクロ波周波数帯において、誘電率お
よびQ値が大きく、誘電率の温度係数を容易に補償する
ことができる。成分BaOのモル分率Xが0425より
大きくなるか、あるいは、成分子iOzのモル分率yが
0.60より小さくなると比誘電率、Q値が低下し、成
分Ca T i 03 のモル分率が0,00のばあい
には比誘電率が低下し、マイクロ波用誘電体磁器材料と
して不適当になる。この比誘電率とQ値の低下は、成分
(S ro −Ce02)と成分(Ca()Ce02)
のモル分率の和(m+n)が0.8より大きいばあい、
また副成分Mnz03が3重量%を超えて添加含有され
たばあいにも生ずる。また、成分BaOのモル分率Xが
0.1より小さく、成分子iO2のモル分率yが0.8
5より大きいばあい、あるいは、成分CaTi0+のモ
ル分率が0.6を超えたばあいには、τにの絶対値が太
きくなリ、部品としての応用が難しくなり、工業材料と
して不適当になる。 [0013]なお、前記実施例では、出発原料としてB
aCO3、TiO2、Smz○3、CaCO3、SrC
O3、CeO2、Mn2O3、CaTiO3を用いたが
、特にこれらの原料に限定される必要はなく、必要に応
じて各金属成分を含有する化合物、BaTiO3などの
複合酸化物を用いてもよい。 [00141以上、表1からも分かるように、この実施
例によれば、比誘電率85〜93を示す組成の誘電体磁
器材料かえられるとともに、BaOTiO2Sm2O3
系磁器における成分Sm2O3の一部を成分(SrO−
Ce02)および(CaO・Ce02)で置換し、さら
に、成分Ca T i O:l を含有させることによ
り、従来より高い比誘電率、実用上充分なQ値、Opp
m/’Cを中心に調整可能な温度係数を有する誘電体磁
器かえられ、また、Mn2O3が添加含有されることに
より、焼結性を改善すると共に、より大きな比誘電率の
誘電体磁器をうることができる。 [0015] 【発明の効果】以上のように、本発明は、一般式:%式
% (式中、モル分率で、0.1≦X≦0.25.0.6≦
y≦0.85.0.05≦2≦0.3.0≦m≦0.8
.0≦n≦0.8.x+ y + z = 1、O<m
+n≦0.8.0<a≦0.60)で示されるものを用
いることにより、マイクロ波周波数域において従来より
高い比誘電率、実用上充分に高いQ値および小さく安定
な温度係数を有する優れたマイクロ波用誘電体磁器材料
がえられる。またMn2O3を添加含有せしめることに
より、焼結性を改善すると共に、より大きな比誘電率の
誘電体磁器をえることができる。たとえば、この発明の
誘電体磁器の使用により誘電体共振器等のマイクロ波応
用部品の小型化、高性能化を促すことができる。
は、複合的かつ相乗的に現れ、決定されるため成分側々
の多少で特定することは難しい。しかし、基本的には表
1における試料番号4と比較試料番号3との比較から、
成分(SrO−CeO2)、 (CaO−CeO2)の
含有によってQ値が向上し、試料番号5.6.7.9.
10と比較試料番号3との比較から成分CaTiO3の
含有によって、比誘電率が大きく増加することがわかる
。また、試料番号2.3.4.9.10.11と比較試
料番号3との比較から成分(SrO−CeO2)の含有
はτkをマイナス側に、成分(CaO・CeO2)の含
有はτkをプラス側に、そして成分CaTiO3の含有
はτkをマイナス側にそれぞれ移行させることがわかる
。すなわち、前記三成分(SrO−CeOz)、(Ca
O−CeO2) 、CaT i Owlにより任意に温
度係数を調整できる。さらに、試料番号5と12との比
較から副成分Mn2※※03の添加含有により比誘電率
がわずかに増加することがわかる。このように本発明の
誘電体磁器は、マイクロ波周波数帯において、誘電率お
よびQ値が大きく、誘電率の温度係数を容易に補償する
ことができる。成分BaOのモル分率Xが0425より
大きくなるか、あるいは、成分子iOzのモル分率yが
0.60より小さくなると比誘電率、Q値が低下し、成
分Ca T i 03 のモル分率が0,00のばあい
には比誘電率が低下し、マイクロ波用誘電体磁器材料と
して不適当になる。この比誘電率とQ値の低下は、成分
(S ro −Ce02)と成分(Ca()Ce02)
のモル分率の和(m+n)が0.8より大きいばあい、
また副成分Mnz03が3重量%を超えて添加含有され
たばあいにも生ずる。また、成分BaOのモル分率Xが
0.1より小さく、成分子iO2のモル分率yが0.8
5より大きいばあい、あるいは、成分CaTi0+のモ
ル分率が0.6を超えたばあいには、τにの絶対値が太
きくなリ、部品としての応用が難しくなり、工業材料と
して不適当になる。 [0013]なお、前記実施例では、出発原料としてB
aCO3、TiO2、Smz○3、CaCO3、SrC
O3、CeO2、Mn2O3、CaTiO3を用いたが
、特にこれらの原料に限定される必要はなく、必要に応
じて各金属成分を含有する化合物、BaTiO3などの
複合酸化物を用いてもよい。 [00141以上、表1からも分かるように、この実施
例によれば、比誘電率85〜93を示す組成の誘電体磁
器材料かえられるとともに、BaOTiO2Sm2O3
系磁器における成分Sm2O3の一部を成分(SrO−
Ce02)および(CaO・Ce02)で置換し、さら
に、成分Ca T i O:l を含有させることによ
り、従来より高い比誘電率、実用上充分なQ値、Opp
m/’Cを中心に調整可能な温度係数を有する誘電体磁
器かえられ、また、Mn2O3が添加含有されることに
より、焼結性を改善すると共に、より大きな比誘電率の
誘電体磁器をうることができる。 [0015] 【発明の効果】以上のように、本発明は、一般式:%式
% (式中、モル分率で、0.1≦X≦0.25.0.6≦
y≦0.85.0.05≦2≦0.3.0≦m≦0.8
.0≦n≦0.8.x+ y + z = 1、O<m
+n≦0.8.0<a≦0.60)で示されるものを用
いることにより、マイクロ波周波数域において従来より
高い比誘電率、実用上充分に高いQ値および小さく安定
な温度係数を有する優れたマイクロ波用誘電体磁器材料
がえられる。またMn2O3を添加含有せしめることに
より、焼結性を改善すると共に、より大きな比誘電率の
誘電体磁器をえることができる。たとえば、この発明の
誘電体磁器の使用により誘電体共振器等のマイクロ波応
用部品の小型化、高性能化を促すことができる。
【提出日】平成3年8月30日
【手続補正1】
【補正対象項目名】明細書
【補正対象項目名] 0009
【補正方法】変更
【補正内容】
[0009]出発原料には、化学的に高純度のBaCO
3、TiO2、Sm2O3、CaCO3、SrCO3、
CeO2、Mn2O3、Ca T i O3を用いた。 これらの原料を組成式: (1−a) [xBaO
−yTiO2−Z((1−m−n)Sm203−m (
S ro−CeO2)−n (CaO−CeO2))]
−a−CaTiO3における成分組成が、モル分率で
表1に示す値となるように各試料別に、CaTiO3以
外の成分を秤量して混合し、空気中で1050℃で2時
間反応、仮焼成した。ついで、えられた仮焼品を乳鉢、
ボールミルなどで粉砕したのち、所定量のCaTiO3
成分を同様にして混合した。このようにして作成した混
合粉末を、成形圧力800Kg/cm2で直径12mm
、高さ15市の円柱状および直径12mm、高さ5市の
円板状にプレス成形した。えられた成形体を、酸素雰囲
気中、約1250〜1450℃に4〜50時間保持、焼
成して誘電体磁器をえた。えられた誘電体磁器には、そ
れぞれ研削加工を施し、平行導体板型誘電体円柱共振器
法により6 G)lzで比誘電率とQ値を、ついでIM
H7で温度係数(比誘電率の温度係数:τk)を−10
〜50℃の温度範囲で測定した。
3、TiO2、Sm2O3、CaCO3、SrCO3、
CeO2、Mn2O3、Ca T i O3を用いた。 これらの原料を組成式: (1−a) [xBaO
−yTiO2−Z((1−m−n)Sm203−m (
S ro−CeO2)−n (CaO−CeO2))]
−a−CaTiO3における成分組成が、モル分率で
表1に示す値となるように各試料別に、CaTiO3以
外の成分を秤量して混合し、空気中で1050℃で2時
間反応、仮焼成した。ついで、えられた仮焼品を乳鉢、
ボールミルなどで粉砕したのち、所定量のCaTiO3
成分を同様にして混合した。このようにして作成した混
合粉末を、成形圧力800Kg/cm2で直径12mm
、高さ15市の円柱状および直径12mm、高さ5市の
円板状にプレス成形した。えられた成形体を、酸素雰囲
気中、約1250〜1450℃に4〜50時間保持、焼
成して誘電体磁器をえた。えられた誘電体磁器には、そ
れぞれ研削加工を施し、平行導体板型誘電体円柱共振器
法により6 G)lzで比誘電率とQ値を、ついでIM
H7で温度係数(比誘電率の温度係数:τk)を−10
〜50℃の温度範囲で測定した。
Claims (1)
- 【請求項1】一般式: (1−a)[xBaO−yTiO_2−z{(1−m
−n)Sm_2O_3−m(SrO−CeO_2)−n
(CaO・CeO_2)}]−a・CaTiO_3 により表わされる組成式において、モル分率で、0.1
≦x≦0.25 0.6≦y≦0.85 0.05≦z≦0.3 0≦m≦0.8 0≦n≦0.8 x+y+z=1 0<m+n≦0.8 0<a≦0.60 なる組成範囲にあり、また副成分としてMn_2O_3
が全重量に対して3重量%以下添加含有されてなること
を特徴とするマイクロ波用誘電体磁器材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400354A JP2609362B2 (ja) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | マイクロ波用誘電体磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400354A JP2609362B2 (ja) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | マイクロ波用誘電体磁器材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04209411A true JPH04209411A (ja) | 1992-07-30 |
JP2609362B2 JP2609362B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=18510272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2400354A Expired - Fee Related JP2609362B2 (ja) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | マイクロ波用誘電体磁器材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2609362B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111153694A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-15 | 浙江嘉康电子股份有限公司 | 一种微波介质陶瓷材料及制备方法 |
CN116143514A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-05-23 | 苏州博恩希普新材料科技有限公司 | 一种微波介质陶瓷及其制备方法 |
-
1990
- 1990-12-04 JP JP2400354A patent/JP2609362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111153694A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-15 | 浙江嘉康电子股份有限公司 | 一种微波介质陶瓷材料及制备方法 |
CN116143514A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-05-23 | 苏州博恩希普新材料科技有限公司 | 一种微波介质陶瓷及其制备方法 |
CN116143514B (zh) * | 2023-02-22 | 2024-03-22 | 苏州博恩希普新材料科技有限公司 | 一种微波介质陶瓷及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2609362B2 (ja) | 1997-05-14 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |