JPH0828129B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0828129B2 JPH0828129B2 JP2176008A JP17600890A JPH0828129B2 JP H0828129 B2 JPH0828129 B2 JP H0828129B2 JP 2176008 A JP2176008 A JP 2176008A JP 17600890 A JP17600890 A JP 17600890A JP H0828129 B2 JPH0828129 B2 JP H0828129B2
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- dielectric
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- resonance frequency
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マイクロ波領域で使用される誘電体磁器組
成物に関する。
成物に関する。
従来の技術 近年、自動車電話，可搬型電話，衛星放送など、マイ
クロ波領域の電磁波を利用する通信の進展にともない、
機器の小型化が要求されている。このためには、機器を
構成する個々の部品が小型化される必要がある。
クロ波領域の電磁波を利用する通信の進展にともない、
機器の小型化が要求されている。このためには、機器を
構成する個々の部品が小型化される必要がある。
誘電体はこれらの機器において、フィルタ素子や発振
素子に誘電体共振器として組み込まれている。誘電体共
振器の大きさは同じ共振モードを利用する場合、誘電体
材料の持つ誘電体の平方根に逆比例するため、小型の誘
電体共振器を作製するには、高い比誘電率を有する材料
が必要である。また誘電体に求められる他の特性は、マ
イクロ波領域で低損失であること、すなわち無負荷Ｑ値
が高いこと、さらに共振周波数の温度変化が小さいこ
と、すなわち比誘電率の温度変化が小さいことである。
素子に誘電体共振器として組み込まれている。誘電体共
振器の大きさは同じ共振モードを利用する場合、誘電体
材料の持つ誘電体の平方根に逆比例するため、小型の誘
電体共振器を作製するには、高い比誘電率を有する材料
が必要である。また誘電体に求められる他の特性は、マ
イクロ波領域で低損失であること、すなわち無負荷Ｑ値
が高いこと、さらに共振周波数の温度変化が小さいこ
と、すなわち比誘電率の温度変化が小さいことである。
従来、この分野で利用されてきた誘電体としては、Ba
（Zn1/3Ta2/3）O3,BaO−TiO2系の組成およびその一部を
他の元素で置換した組成などが知られていた。これらは
いずれも比誘電率が30程度であり、共振器を小型化する
には、比誘電率が低すぎる。より比誘電率の大きい材料
として、BaO−TiO2−Sm2O3が特開昭57−15309号公報に
開示されている。この系は80程度の比誘電率と、２〜4C
Hzで3000程度の高い無負荷Ｑ値、および小さい比誘電率
の温度係数を有している。
（Zn1/3Ta2/3）O3,BaO−TiO2系の組成およびその一部を
他の元素で置換した組成などが知られていた。これらは
いずれも比誘電率が30程度であり、共振器を小型化する
には、比誘電率が低すぎる。より比誘電率の大きい材料
として、BaO−TiO2−Sm2O3が特開昭57−15309号公報に
開示されている。この系は80程度の比誘電率と、２〜4C
Hzで3000程度の高い無負荷Ｑ値、および小さい比誘電率
の温度係数を有している。
しかしながら共振器をさらに小型化するため、より高
い比誘電率の材料が求められているが、高い無負荷Ｑ値
と小さい温度係数を有する材料は知られていない。一
方、誘電体の温度係数は比誘電率が高くなると一般に負
であるが、PbZrO3のように正の値を有するものがある。
したがって、正と負の値を有する材料を組合せ、温度係
数を小さくする試みもなされている。負の温度係数を有
する材料としては、TiO2やSrTiO3が知られており、正の
温度係数を有する材料としては、PbO−ZrO2にランタニ
ド酸化物を添加した系として、特開昭61−156602号公報
に開示されたPbO−Tb2O3−ZrO2などがある。これらの材
料では、比誘電率が100以上と大きく共振器の小型化に
寄与するところは大であるが、共振周波数の温度係数τ
ｆは−1000ppm/℃程度の大きな温度変化を示す。
い比誘電率の材料が求められているが、高い無負荷Ｑ値
と小さい温度係数を有する材料は知られていない。一
方、誘電体の温度係数は比誘電率が高くなると一般に負
であるが、PbZrO3のように正の値を有するものがある。
したがって、正と負の値を有する材料を組合せ、温度係
数を小さくする試みもなされている。負の温度係数を有
する材料としては、TiO2やSrTiO3が知られており、正の
温度係数を有する材料としては、PbO−ZrO2にランタニ
ド酸化物を添加した系として、特開昭61−156602号公報
に開示されたPbO−Tb2O3−ZrO2などがある。これらの材
料では、比誘電率が100以上と大きく共振器の小型化に
寄与するところは大であるが、共振周波数の温度係数τ
ｆは−1000ppm/℃程度の大きな温度変化を示す。
発明が解決しようとする課題 このような従来の誘電体磁器組成物では、比誘電率お
よび無負荷Ｑ値が大きくて、比誘電率の温度変化が小さ
いという条件を兼ね備えていないという課題があった。
よび無負荷Ｑ値が大きくて、比誘電率の温度変化が小さ
いという条件を兼ね備えていないという課題があった。
本発明は上記課題を解決するもので、比誘電率が大き
くて、マイクロ波領域で低損失であり、さらに比誘電率
の温度変化が小さい誘電体磁器組成物を提供することを
目的とする。
くて、マイクロ波領域で低損失であり、さらに比誘電率
の温度変化が小さい誘電体磁器組成物を提供することを
目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、xPbO−yZrO2−z
CaOの組成式で表わされる酸化鉛，酸化ジルコニウムお
よび酸化カルシウムよりなる組成物で構成され、x,y,z
がモル百分率で、 0.125≦ｘ≦0.49 0.4≦ｙ≦0.6 0.11≦ｚ≦0.275 ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の条件を満たすものである。
CaOの組成式で表わされる酸化鉛，酸化ジルコニウムお
よび酸化カルシウムよりなる組成物で構成され、x,y,z
がモル百分率で、 0.125≦ｘ≦0.49 0.4≦ｙ≦0.6 0.11≦ｚ≦0.275 ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の条件を満たすものである。
作用 本発明は上記した構成により、ジルコン酸鉛（PbZr
O3）の鉛の一部がカルシウムで置換され、ジルコン酸鉛
の高い比誘電率を保持しつつ、マイクロ波領域での高い
Ｑ値と優れた温度特性が現出する。
O3）の鉛の一部がカルシウムで置換され、ジルコン酸鉛
の高い比誘電率を保持しつつ、マイクロ波領域での高い
Ｑ値と優れた温度特性が現出する。
実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。
出発原料には化学的に高純度であるPbO,CoCo3,ZrO2を
用い、純度補正を行なった後、次の表に示した配合量に
したがって所定量秤量する。これらの粉体を安定化ジル
コニア製の玉石を用いたポリエチレン製のボールミルに
入れ、純水を根大媒体に加えて17時間混合する。混合
後、スラリーを乾燥し、アルミナ製の坩堝に入れ、750
〜850℃で２時間仮焼する。仮焼体は、ライカイ機で解
砕した後、前述したボールミルで17時間粉砕し、乾燥さ
せ、原料粉体とする。この粉体にバインダとしてポリビ
ニルアルコールの５％水溶液を６重量％加えて混合後、
32メッシュのふるいを通して造粒し、100MPaで直径13m
m,厚み約5mmの円柱状にプレス成形する。成形体は600℃
で２時間加熱してバインダを焼却後、マグネシアの容器
に入れ、周囲に同一組成の仮焼粉を配してPbOの蒸発を
防ぎながら、組成に応じて1100〜1400℃で２時間保持し
て焼成する。得られた焼結体を誘電体共振器法による測
定から共振周波数と無負荷Ｑ値を求めた。また焼結体の
寸法と共振周波数より比誘電率を算出した。共振周波数
は、２〜6GHzであった。また−25℃および85℃における
共振周波数を測定し、20℃の値を基準として、温度変化
率（τｆ）を算出した。これらの結果を表に示す。
用い、純度補正を行なった後、次の表に示した配合量に
したがって所定量秤量する。これらの粉体を安定化ジル
コニア製の玉石を用いたポリエチレン製のボールミルに
入れ、純水を根大媒体に加えて17時間混合する。混合
後、スラリーを乾燥し、アルミナ製の坩堝に入れ、750
〜850℃で２時間仮焼する。仮焼体は、ライカイ機で解
砕した後、前述したボールミルで17時間粉砕し、乾燥さ
せ、原料粉体とする。この粉体にバインダとしてポリビ
ニルアルコールの５％水溶液を６重量％加えて混合後、
32メッシュのふるいを通して造粒し、100MPaで直径13m
m,厚み約5mmの円柱状にプレス成形する。成形体は600℃
で２時間加熱してバインダを焼却後、マグネシアの容器
に入れ、周囲に同一組成の仮焼粉を配してPbOの蒸発を
防ぎながら、組成に応じて1100〜1400℃で２時間保持し
て焼成する。得られた焼結体を誘電体共振器法による測
定から共振周波数と無負荷Ｑ値を求めた。また焼結体の
寸法と共振周波数より比誘電率を算出した。共振周波数
は、２〜6GHzであった。また−25℃および85℃における
共振周波数を測定し、20℃の値を基準として、温度変化
率（τｆ）を算出した。これらの結果を表に示す。
表より明らかなように、酸化鉛，酸化ジルコニウムお
よび酸化カルシウムよりなる組成物を組成式xPbO−yZrO
2−zCaOと表したとき、x,y,zがモル百分率で、 0.125≦ｘ≦0.49 0.4≦ｙ≦0.6 0.11≦ｚ≦0.275 ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１なる関係を満たす組成では、比
誘電率が40〜165と高く、無負荷Ｑ値が200以上の値を有
しており、かつ共振周波数の温度変化が300ppm/℃を超
えない。特に試料番号5,7,11,12では、100以上の比誘電
率を有し、300以上の無負荷Ｑ値と共振周波数の温度変
化が100ppm/℃以下の優れた特性を示した。
よび酸化カルシウムよりなる組成物を組成式xPbO−yZrO
2−zCaOと表したとき、x,y,zがモル百分率で、 0.125≦ｘ≦0.49 0.4≦ｙ≦0.6 0.11≦ｚ≦0.275 ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１なる関係を満たす組成では、比
誘電率が40〜165と高く、無負荷Ｑ値が200以上の値を有
しており、かつ共振周波数の温度変化が300ppm/℃を超
えない。特に試料番号5,7,11,12では、100以上の比誘電
率を有し、300以上の無負荷Ｑ値と共振周波数の温度変
化が100ppm/℃以下の優れた特性を示した。
しかしながら、前述の範囲外のx,y,zの組成物では、
マイクロ波用誘電体として望ましくない。すなわち、Ca
Oが0.11より少ない組成（表の試料番号1,2,3,10,17）で
は、無負荷Ｑ値が200以下であるか、または共振周波数
の温度変化が500ppm/℃より大きくなるかのいずれか、
または両方の欠点を併せもっているので、誘電体共振器
としては使用できない。またCaOが0.275より多い組成
（表の試料番号９）では、比較電率が40以下となる。ま
たZrO2が0.4未満の組成（表の試料番号16）では、無負
荷Ｑ値が200以下となり、0.6を超える組成（表の試料番
号21）では1400℃以下の温度では緻密に焼結しなかっ
た。
マイクロ波用誘電体として望ましくない。すなわち、Ca
Oが0.11より少ない組成（表の試料番号1,2,3,10,17）で
は、無負荷Ｑ値が200以下であるか、または共振周波数
の温度変化が500ppm/℃より大きくなるかのいずれか、
または両方の欠点を併せもっているので、誘電体共振器
としては使用できない。またCaOが0.275より多い組成
（表の試料番号９）では、比較電率が40以下となる。ま
たZrO2が0.4未満の組成（表の試料番号16）では、無負
荷Ｑ値が200以下となり、0.6を超える組成（表の試料番
号21）では1400℃以下の温度では緻密に焼結しなかっ
た。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、酸
化鉛、酸化ジルコニウムおよび酸化カルシウムで構成さ
れた誘電体磁器組成物よりなるので、無負荷Ｑ値および
マイクロ波領域における比誘電率が高く、共振周波数の
温度変化が小さい誘電体磁器組成物を提供できる。した
がって自動車電話や可搬型電話などのマイクロ波用機器
の小型化に寄与するところが大である。また誘電体共振
器のみならず、マイクロ波用の回路基板などにも利用で
き、工業的価値が大きいものである。
化鉛、酸化ジルコニウムおよび酸化カルシウムで構成さ
れた誘電体磁器組成物よりなるので、無負荷Ｑ値および
マイクロ波領域における比誘電率が高く、共振周波数の
温度変化が小さい誘電体磁器組成物を提供できる。した
がって自動車電話や可搬型電話などのマイクロ波用機器
の小型化に寄与するところが大である。また誘電体共振
器のみならず、マイクロ波用の回路基板などにも利用で
き、工業的価値が大きいものである。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化鉛，酸化ジルコニウムおよび酸化カル
シウムよりなる組成物を組成式xPbO−yZrO2−zCaOと表
したとき、x,y,zがモル百分率で、 0.125≦ｘ≦0.49 0.4≦ｙ≦0.6 0.11≦ｚ≦0.275 ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の条件を満たすことを特徴とす
る誘電体磁器組成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176008A JPH0828129B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 誘電体磁器組成物 |
| EP91110951A EP0464773B1 (en) | 1990-07-03 | 1991-07-02 | The use of dielectric ceramic compositions and dielectric microwave resonator |
| US07/724,885 US5219809A (en) | 1990-07-03 | 1991-07-02 | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator |
| DE69129049T DE69129049T2 (de) | 1990-07-03 | 1991-07-02 | Die Verwendung von dielektrischen keramischen Zusammensetzungen als dielektrischer Mikrowellenresonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176008A JPH0828129B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465021A JPH0465021A (ja) | 1992-03-02 |
| JPH0828129B2 true JPH0828129B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16006107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2176008A Expired - Fee Related JPH0828129B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828129B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629252A (en) * | 1995-06-15 | 1997-05-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a dielectric ceramic composition dielectric ceramic and multilayer high frequency device |
-
1990
- 1990-07-03 JP JP2176008A patent/JPH0828129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465021A (ja) | 1992-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |