JPH0656519A - マイクロ波誘電体磁器組成物 - Google Patents
マイクロ波誘電体磁器組成物Info
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- JPH0656519A JPH0656519A JP4226373A JP22637392A JPH0656519A JP H0656519 A JPH0656519 A JP H0656519A JP 4226373 A JP4226373 A JP 4226373A JP 22637392 A JP22637392 A JP 22637392A JP H0656519 A JPH0656519 A JP H0656519A
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- zno
- firing
- catio
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
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且つ安定して制御し
得ることができ、更に低温で焼成しても若しくは焼成温
度が変動しても高品質を備える誘電体磁器組成物を提供
する。 【構成】 本磁器組成物は、xMgTiO3 ・(1−
x)CaTiO3 〔但し、0.925≦x≦0.95
0〕で示される組成を主成分とし、これに、上記xMg
TiO3 ・(1−x)CaTiO3 100重量部に対し
て3〜9重量部のZnOを添加含有したものである。特
に、上記xが0.935〜0.945、ZnOの添加量
が6重量%である場合は、Quが3900〜4100、
τfが−5〜+5(ppm/℃)、εr が21前後であ
り、また低温で焼成しても高品質なものを確保できる。
Description
組成物に関し、更に詳しく言えば、無負荷Q(以下、単
にQuという。)を高い値で維持しつつ、共振周波数の
温度係数(以下、単にτfという。)をゼロに近づける
ことができ、更にCaTiO3 の混合割合を加減するこ
とによって、τfをゼロを中心としてプラス側とマイナ
ス側に任意に制御し得ることができ、またZnOの添加
により低温で焼成しても高品質を備えるマイクロ波誘電
体磁器組成物に関するものである。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。
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。従来の誘電体磁器材料としては、結晶構
造がペロブスカイト相とイルメナイト相との2相を含む
誘電体磁器組成物(特開平2−129065号公報)、
MgTiO3 とTiO2 に所定量のCaTiO3 を含有
した誘電体磁器組成物(特開昭52−118599号公
報)等が知られている。
磁器組成物ではNd2 O3 、La2 O3 、PbO、Zn
O等の他成分が多く含まれる上、Quも必ずしも大きな
値とは言えない。後者の誘電体磁器組成物では、TiO
2 を必須成分として含み、CaTiO3 の混合量が3〜
10重量%の範囲においてはτfが+87〜−100と
大きく変化し、0付近の小さな値には調整が困難等の問
題があった。
り、CaTiO3 及びZnOの配合割合を加減すること
によって、εr 及び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且つ安定して制御し
得ることができ、更にZnOの添加により低温で焼成し
ても若しくは焼成温度が変動しても高品質を備える誘電
体磁器組成物を提供することを目的とする。
組成物において、高いQuを維持しつつ、τfをゼロに
近づけることができ、且つ焼成温度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、CaTi
O3 及びZnOの添加割合を加減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。
gTiO3 ・(1−x)CaTiO3 〔但し、0.92
5≦x≦0.950〕で示される組成を主成分とし、こ
れに、上記xMgTiO3 ・(1−x)CaTiO3 1
00重量部に対して3〜9重量部(以下、3〜9重量%
という。)のZnOを添加含有させたことを特徴とす
る。上記xが0.925より小さいと、τfが大きな正
の値をとるとともに、Quが小さくなり、逆に0.95
0を越えるとτfが大きな負の値をとり、好ましくない
からである。また、特に、上記xが0.935〜0.9
45、ZnOの添加量が6重量%である場合は、Quが
3900〜4100、τfが−5〜+5(ppm/
℃)、εr が21前後であり、また低温で焼成しても高
品質なものを確保できるし、且つ焼成温度に対する安定
性を示すので、好ましい。
ほど、τfは負の値から正の方向へ向かい(図3)、ε
r は大きくなり(図2)、一方Quは小さくなる傾向に
ある(図1)。また、図7に示すように、ZnOの添加
により、低温(例えば1325〜1350℃)により焼
成しても密度の高い焼結体を製造でき、そのため焼成温
度を種々変動させても(又はたとえ低温で焼成しても)
安定した品質のものとすることができる(図4〜1
1)。以上より、CaTiO3 及びZnOの上記適正な
混合範囲において、これらの性能のバランスのとれたも
のとなるとともに、安定した品質のものとなる。
る。MgO粉末(純度;99.4%)、CaOとしてC
aCO3 粉末(純度;99%)、TiO2 粉末(純度;
99.98%)、ZnO粉末(純度;99.5%)を出
発原料として、図1及び4に示すように、組成式xMg
TiO3 ・(1−x)CaTiO3 +y重量%ZnO
〔xMgTiO3 ・(1−x)CaTiO3 100重量
部に対してZnOy重量部を意味する。〕の各xとyが
変化した組成になるように、所定量(全量として約60
0g)を秤量、混合した。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1100℃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(29g)と
水(300〜400g)を加え、20mmφ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、40〜50℃、約20
時間)により造粒し、この造粒された原料を用いて10
00kg/cm2 のプレス圧で19mmφ×11mmt
(厚さ)の円柱状に成形した。
時間にて脱脂し、その後、各図に示す1300〜142
5℃の範囲の各温度で、4時間焼成し、最後に両端面を
約16mmφ×8mmt(厚さ)の円柱状に研磨して、
誘電体試料とした。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 (比誘電率)、Qu及びτf、更に、焼結密度をア
ルキメデス法により測定した。尚、共振周波数は6GH
zである。これらの結果を図1〜図11に示す。また、
一例として、0.95MgTiO3 ・0.05CaTi
O3の場合のX線回折の結果を図12(0.95MgT
iO3 ・0.05CaTiO3 に対して6重量%のZn
Oを含有、1300℃で4時間焼成)、図13(ZnO
を含有せず、1360℃で4時間焼成)に示す。
(1−x)CaTiO3 のxが小さいとQu値は小さく
なる傾向にあるが、逆にτfとεr はプラス側に大きく
なる傾向がある。尚、焼結密度は焼成温度が高いほど大
きくなる傾向にあるが、ZnOの添加量が増すと焼成温
度に対して平坦になる。焼成温度が1350〜1425
℃において、xが0.925〜0.950の範囲では、
τfは+23〜−17、εr は19〜22、Quは33
30〜4390と実用的な特性範囲を示すため好まし
い。特にxが0.940、ZnOの添加量が6重量%の
場合は、例えば焼成温度が1350℃及び1375℃の
場合をとると、図1〜6に示すように、τfが−1〜+
1ppm/℃、εr が約21、Quが約4000であ
り、特に優れた性能バランスを示す。更に、τfに関し
て言えば、焼成温度に対する変化率が低いため0付近の
小さな値を調節し易い。一方、CaTiO3 を含まない
場合は、Qu値が大きいもののεr が小さく、しかもτ
fが−25〜−44とマイナス側に著しく小さなものと
なり、好ましくない。
による分析方法によれば、本発明品の構造は、MgTi
O3 (○、一部ZnTiO3 を含む。)とCaTiO3
(●)を含み、他のピークとしてはMg2 TiO
4 (△、一部ZnTiO4 を含む。)があり、MgO、
CaO、TiO2 を含んでいないことを示している。
尚、図13は、ZnOを含まない場合のものであり、こ
の場合はMgTiO3 (○)とCaTiO3 (●)とか
らなることを示しており、やはりMgO、CaO、Ti
O2 を含んでいないことを示している。
果によれば、焼成温度の上昇とともに粒子径が大きくな
り(1300℃;3.1μm、1350℃;7.2μ
m、1400℃;12.8μm、いずれもIntercept 法
により測定)、しかも気孔が減少し、1400℃にて緻
密化が完了することを示している。破断面は1300℃
では粒界破壊、1350℃以上では粒内破壊を示した。
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。
物は、Qu及びεr を実用的な(高い)特性範囲に維持
しつつ、CaTiO3 の配合割合を加減することによっ
て、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制御し得ることがで
きるとともに、τfを0付近に安定して調節できる。更
に、ZnOの添加により、焼成温度を種々変動させても
(又はたとえ低温で焼成しても)、密度が高く且つ高品
質な焼結体とすることができる。従って、目的に応じ
て、CaTiO3 及びZnOの混合割合を変えることが
できる。
iO3 ・(1−x)CaTiO3 +6重量%ZnO〕磁
器組成物において、xとQuとの関係を示すグラフであ
る。
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
94MgTiO3 ・0.06CaTiO3 +(0〜9)
重量%ZnO〕磁器組成物において、ZnO量とQuと
の関係を示すグラフである。
εr との関係を示すグラフである。
τf との関係を示すグラフである。
焼結密度との関係を示すグラフである。
3 +(0〜9)wt%ZnO〕磁器組成物において、焼
成温度とQuとの関係を示すグラフである。
εr との関係を示すグラフである。
とτfとの関係を示すグラフである。
と焼結密度との関係を示すグラフである。
O3 +6wt%ZnO〕磁器組成物のX線回折結果を示
すグラフである。
3 磁器組成物のX線回折結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 xMgTiO3 ・(1−x)CaTiO
3 〔但し、0.925≦x≦0.950〕で示される組
成を主成分とし、これに、上記xMgTiO3 ・(1−
x)CaTiO3 100重量部に対して3〜9重量部の
ZnOを添加含有させたことを特徴とするマイクロ波誘
電体磁器組成物。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22637392A JP3212704B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
US08/101,252 US5340784A (en) | 1992-08-03 | 1993-08-02 | Microwave dielectric ceramic composition |
DE69311768T DE69311768T2 (de) | 1992-08-03 | 1993-08-03 | Dielektrische keramische Zusammensetzung für Mikrowellen |
EP93112424A EP0582274B1 (en) | 1992-08-03 | 1993-08-03 | Microwave dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22637392A JP3212704B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0656519A true JPH0656519A (ja) | 1994-03-01 |
JP3212704B2 JP3212704B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=16844118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22637392A Expired - Lifetime JP3212704B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3212704B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1460645A2 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-22 | TDK Corporation | Dielectric porcelain composition and dielectric resonator using the composition |
CN115490512A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-20 | 大富科技(安徽)股份有限公司 | 5g微波介质陶瓷材料及其制备方法、微波介质陶瓷器件 |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP22637392A patent/JP3212704B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1460645A2 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-22 | TDK Corporation | Dielectric porcelain composition and dielectric resonator using the composition |
US7160826B2 (en) | 2003-03-17 | 2007-01-09 | Tdk Corporation | Dielectric porcelain composition and dielectric resonator using the composition |
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CN115490512B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-10-20 | 大富科技(安徽)股份有限公司 | 5g微波介质陶瓷材料及其制备方法、微波介质陶瓷器件 |
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JP3212704B2 (ja) | 2001-09-25 |
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