JPH09221360A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH09221360A JPH09221360A JP8028882A JP2888296A JPH09221360A JP H09221360 A JPH09221360 A JP H09221360A JP 8028882 A JP8028882 A JP 8028882A JP 2888296 A JP2888296 A JP 2888296A JP H09221360 A JPH09221360 A JP H09221360A
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- dielectric ceramic
- ceramic composition
- composition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比誘電率εr が大きく、かつ無負荷Qも大き
く、しかも共振周波数の温度係数τf の小さい誘電体磁
器組成物を提供するものである。 【解決手段】 一般式、xLiO1/2 −yNbO5/2 −
zTiO2 (ただし、0.30≦x≦0.60、0.1
0≦y≦0.49、0.05≦z≦0.50であり、x
+y+z=1である。)で表される組成において、一般
式、Li1+a- b Nb1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.
04≦a≦0.37、0≦b≦0.17である。)で表
される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組成物。
く、しかも共振周波数の温度係数τf の小さい誘電体磁
器組成物を提供するものである。 【解決手段】 一般式、xLiO1/2 −yNbO5/2 −
zTiO2 (ただし、0.30≦x≦0.60、0.1
0≦y≦0.49、0.05≦z≦0.50であり、x
+y+z=1である。)で表される組成において、一般
式、Li1+a- b Nb1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.
04≦a≦0.37、0≦b≦0.17である。)で表
される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の周波数領域において高い比誘電率εr を有し、高
い無負荷Q値、かつ、低い共振周波数の温度変化を有す
る誘電体磁器組成物に関する。
波等の周波数領域において高い比誘電率εr を有し、高
い無負荷Q値、かつ、低い共振周波数の温度変化を有す
る誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロ波回路の集積化に伴い、
小型で高性能な誘電体共振器が求められている。このよ
うな誘電体共振器に使用される誘電体磁器組成物には、
比誘電率εr が大きいこと、無負荷Qが大きいこと、共
振周波数の温度変化が小さいこと等の特性が要求されて
いる。
小型で高性能な誘電体共振器が求められている。このよ
うな誘電体共振器に使用される誘電体磁器組成物には、
比誘電率εr が大きいこと、無負荷Qが大きいこと、共
振周波数の温度変化が小さいこと等の特性が要求されて
いる。
【0003】従来、比誘電率εr が約100と高く、無
負荷Qも約45000(1GHz)と大きい優れた特性
を有する材料としてルチル(TiO2 )の焼結体が知ら
れている。
負荷Qも約45000(1GHz)と大きい優れた特性
を有する材料としてルチル(TiO2 )の焼結体が知ら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この材
料は共振周波数の温度係数τf が450ppm/℃程度
と大きく、マイクロ波領域における利用が制限されてい
た。
料は共振周波数の温度係数τf が450ppm/℃程度
と大きく、マイクロ波領域における利用が制限されてい
た。
【0005】本発明者らは、マイクロ波、ミリ波等の周
波数領域において、高誘電率εr を有し、高い無負荷Q
値、かつ、低い共振周波数の温度変化を有する前記課題
を解決した材料を提供することを目的に、Materials Re
search Bulletin , Vol.27,p277 , 1992 に紹介され
ているLi−Nb−Ti−O系について鋭意検討を行っ
た結果、特定の組成領域において特に優れた特性を有す
る誘電体磁器組成物を見い出し、本発明に至った。
波数領域において、高誘電率εr を有し、高い無負荷Q
値、かつ、低い共振周波数の温度変化を有する前記課題
を解決した材料を提供することを目的に、Materials Re
search Bulletin , Vol.27,p277 , 1992 に紹介され
ているLi−Nb−Ti−O系について鋭意検討を行っ
た結果、特定の組成領域において特に優れた特性を有す
る誘電体磁器組成物を見い出し、本発明に至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式、xL
iO1/2 −yNbO5/2 −zTiO2 (ただし、0.3
0≦x≦0.60、0.10≦y≦0.49、0.05
≦z≦0.50であり、x+y+z=1である。)で表
される組成において、一般式、Li1+a-b Nb 1-a-3bT
ia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.37、0≦b
≦0.17である。)で表される結晶構造の結晶を有す
ることを特徴とする誘電体磁器組成物に関する。
iO1/2 −yNbO5/2 −zTiO2 (ただし、0.3
0≦x≦0.60、0.10≦y≦0.49、0.05
≦z≦0.50であり、x+y+z=1である。)で表
される組成において、一般式、Li1+a-b Nb 1-a-3bT
ia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.37、0≦b
≦0.17である。)で表される結晶構造の結晶を有す
ることを特徴とする誘電体磁器組成物に関する。
【0007】また本発明は、一般式、Li1+a-b Nb
1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.3
7、0≦b≦0.17である。)で表される結晶構造の
結晶を有し、かつ、Li−Nb−Ti系のルチル型結晶
構造の結晶および/またはLi2TiO3 結晶と共存し
ていることを特徴とする前記記載の誘電体磁器組成物に
関する。
1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.3
7、0≦b≦0.17である。)で表される結晶構造の
結晶を有し、かつ、Li−Nb−Ti系のルチル型結晶
構造の結晶および/またはLi2TiO3 結晶と共存し
ていることを特徴とする前記記載の誘電体磁器組成物に
関する。
【0008】本発明の誘電体磁器組成物は、一般式xL
iO1/2 −yNbO5/2 −zTiO 2 (ただし、0.3
0≦x≦0.60、0.10≦y≦0.49、0.05
≦z≦0.50であり、x+y+z=1である。)で表
される特定の組成において、一般式Li1+a-b Nb
1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.3
7、0≦b≦0.17である。)で表される結晶構造の
結晶を有しており、x、yおよびzを適宜変化させるこ
とにより、比誘電率εr 、無負荷Q、共振周波数の温度
係数τf を変化させることができる。特に、共振周波数
の温度係数τf を+100から−100ppm/℃まで
変化させることができ、実用上非常に有用である。
iO1/2 −yNbO5/2 −zTiO 2 (ただし、0.3
0≦x≦0.60、0.10≦y≦0.49、0.05
≦z≦0.50であり、x+y+z=1である。)で表
される特定の組成において、一般式Li1+a-b Nb
1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.3
7、0≦b≦0.17である。)で表される結晶構造の
結晶を有しており、x、yおよびzを適宜変化させるこ
とにより、比誘電率εr 、無負荷Q、共振周波数の温度
係数τf を変化させることができる。特に、共振周波数
の温度係数τf を+100から−100ppm/℃まで
変化させることができ、実用上非常に有用である。
【0009】前記一般式xLiO1/2 −yNbO5/2 −
zTiO2 において、Liのモル比x、Nbのモル比
y、およびTiのモル比zが過度に大きかったり、過度
に小さかったりすると、一般式Li1+a-b Nb1-a-3bT
ia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.37、0≦b
≦0.17である。)で表される結晶構造の結晶を有す
る誘電体磁器組成物が得られ難くなるので、Liのモル
比x、Nbのモル比y、およびTiのモル比zは上記の
範囲が好ましい。
zTiO2 において、Liのモル比x、Nbのモル比
y、およびTiのモル比zが過度に大きかったり、過度
に小さかったりすると、一般式Li1+a-b Nb1-a-3bT
ia+4bO3 (ただし、0.04≦a≦0.37、0≦b
≦0.17である。)で表される結晶構造の結晶を有す
る誘電体磁器組成物が得られ難くなるので、Liのモル
比x、Nbのモル比y、およびTiのモル比zは上記の
範囲が好ましい。
【0010】前記一般式において、Liのモル比x、N
bのモル比y、およびTiのモル比zを変化させること
により、一般式Li1+a-b Nb1-a-3bTia+4bO3 (た
だし、0.04≦a≦0.37、0≦b≦0.17であ
る。)で表される結晶構造の結晶の他に、Li−Nb−
Ti系のルチル型結晶構造の結晶またはLi2 TiO 3
結晶が生成して共存することがあるが、電気特性が大き
く損なわれない範囲であればこれらの結晶と複合化して
も良い。
bのモル比y、およびTiのモル比zを変化させること
により、一般式Li1+a-b Nb1-a-3bTia+4bO3 (た
だし、0.04≦a≦0.37、0≦b≦0.17であ
る。)で表される結晶構造の結晶の他に、Li−Nb−
Ti系のルチル型結晶構造の結晶またはLi2 TiO 3
結晶が生成して共存することがあるが、電気特性が大き
く損なわれない範囲であればこれらの結晶と複合化して
も良い。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物の好適
な製造法の一例を次に説明する。一般式、xLiO1/2
−yNbO5/2 −zTiO2 (ただし、0.30≦x≦
0.60、0.10≦y≦0.49、0.05≦z≦
0.50であり、x+y+z=1である。)で表される
組成となるように、炭酸リチウム、酸化ニオブおよび酸
化チタンの出発原料を各所定量ずつ水、アルコール等の
溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、アルコール等を
除去した後、粉砕し、酸素含有ガス雰囲気(例えば空気
雰囲気)下に1000〜1300℃で約1〜5時間程度
仮焼する。仮焼粉を粉砕後、ポリビニルアルコールの如
き有機バインダと共に混合して均質にし、乾燥、粉砕、
加圧成型(圧力100〜1000kg/cm2 程度)す
る。得られた成型物を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下
に1000℃〜1400℃で焼成することにより上記誘
電体磁器組成物が得られる。
な製造法の一例を次に説明する。一般式、xLiO1/2
−yNbO5/2 −zTiO2 (ただし、0.30≦x≦
0.60、0.10≦y≦0.49、0.05≦z≦
0.50であり、x+y+z=1である。)で表される
組成となるように、炭酸リチウム、酸化ニオブおよび酸
化チタンの出発原料を各所定量ずつ水、アルコール等の
溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、アルコール等を
除去した後、粉砕し、酸素含有ガス雰囲気(例えば空気
雰囲気)下に1000〜1300℃で約1〜5時間程度
仮焼する。仮焼粉を粉砕後、ポリビニルアルコールの如
き有機バインダと共に混合して均質にし、乾燥、粉砕、
加圧成型(圧力100〜1000kg/cm2 程度)す
る。得られた成型物を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下
に1000℃〜1400℃で焼成することにより上記誘
電体磁器組成物が得られる。
【0012】このようにして得られた誘電体磁器組成物
は、そのまま、または必要に応じて、適当な形状および
サイズに加工することにより、誘電体共振器、マイクロ
波IC用誘電体基板、誘電体調整棒等の材料として使用
することができ、特に0.1〜5GHz帯で使用される
誘電体共振器としたときに優れた効果がある。
は、そのまま、または必要に応じて、適当な形状および
サイズに加工することにより、誘電体共振器、マイクロ
波IC用誘電体基板、誘電体調整棒等の材料として使用
することができ、特に0.1〜5GHz帯で使用される
誘電体共振器としたときに優れた効果がある。
【0013】なお、リチウム、ニオブおよびチタンの原
料としては、Li2 CO3 、Nb2O5 、TiO2 、L
iNbO3 の他に、焼成時に酸化物となるものであれば
特に限定されず、硝酸塩、水酸化物等を使用することが
できる。
料としては、Li2 CO3 、Nb2O5 、TiO2 、L
iNbO3 の他に、焼成時に酸化物となるものであれば
特に限定されず、硝酸塩、水酸化物等を使用することが
できる。
【0014】
【実施例】本発明について、さらに具体的に以下に示す
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以
下のx、yおよびzは、LiO1/2 、NbO5/2 および
TiO2 のモル比を示す。 実施例1 一般式、xLiO1/2 −yNbO5/2 −zTiO2 にお
いて、x=0.50、y=0.30およびz=0.20
の組成比となるように、炭酸リチウム粉末(Li2 CO
3 )、酸化ニオブ粉末(Nb2 O5 )および酸化チタン
粉末(TiO2)を秤取し、エタノールを加えてボール
ミルにより10時間湿式混合した。この溶液を脱媒後、
粉砕し、空気雰囲気下1150℃で仮焼した。得られた
仮焼粉を粉砕後、適量のポリビニルアルコール溶液を加
えて乾燥した後、直径約7mmφ、厚さ約5mmtのペ
レットに成形し、空気雰囲気下において1350℃で2
時間焼成した。図1は本発明で得られたペレットのX線
回折図である。本図から、一般式Li1+a-b Nb1-a-3b
Tia+4bO3 (ただし、a=0.14、b=0.07で
ある。)で表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器
組成物であることがわかる。
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以
下のx、yおよびzは、LiO1/2 、NbO5/2 および
TiO2 のモル比を示す。 実施例1 一般式、xLiO1/2 −yNbO5/2 −zTiO2 にお
いて、x=0.50、y=0.30およびz=0.20
の組成比となるように、炭酸リチウム粉末(Li2 CO
3 )、酸化ニオブ粉末(Nb2 O5 )および酸化チタン
粉末(TiO2)を秤取し、エタノールを加えてボール
ミルにより10時間湿式混合した。この溶液を脱媒後、
粉砕し、空気雰囲気下1150℃で仮焼した。得られた
仮焼粉を粉砕後、適量のポリビニルアルコール溶液を加
えて乾燥した後、直径約7mmφ、厚さ約5mmtのペ
レットに成形し、空気雰囲気下において1350℃で2
時間焼成した。図1は本発明で得られたペレットのX線
回折図である。本図から、一般式Li1+a-b Nb1-a-3b
Tia+4bO3 (ただし、a=0.14、b=0.07で
ある。)で表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器
組成物であることがわかる。
【0015】こうして得られた磁器組成物を直径7mm
φ、厚さ約3mmtの大きさに加工したのち、誘電体共
振法によって比誘電率εr 、無負荷Qおよび共振周波数
の温度係数τf を測定した。その結果、比誘電率εr が
70、無負荷Qが4500(1GHz)、共振周波数の
温度係数が−20ppm/℃であった。
φ、厚さ約3mmtの大きさに加工したのち、誘電体共
振法によって比誘電率εr 、無負荷Qおよび共振周波数
の温度係数τf を測定した。その結果、比誘電率εr が
70、無負荷Qが4500(1GHz)、共振周波数の
温度係数が−20ppm/℃であった。
【0016】実施例2 x=0.30、y=0.20、およびz=0.50の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は71、無負荷Q
(1GHz)は5500、共振周波数の温度係数τf は
100ppm/℃であった。図2に得られたX線回折図
を示す。本図からLi−Nb−Ti系のルチル型結晶構
造の結晶と共存していることがわかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は71、無負荷Q
(1GHz)は5500、共振周波数の温度係数τf は
100ppm/℃であった。図2に得られたX線回折図
を示す。本図からLi−Nb−Ti系のルチル型結晶構
造の結晶と共存していることがわかる。
【0017】実施例3 x=0.40、y=0.20、およびz=0.40の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は60、無負荷Q
(1GHz)は10500、共振周波数の温度係数τf
は50ppm/℃であった。図3に得られたX線回折図
を示す。本図からLi−Nb−Ti系のルチル型結晶構
造の結晶と共存していることがわかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は60、無負荷Q
(1GHz)は10500、共振周波数の温度係数τf
は50ppm/℃であった。図3に得られたX線回折図
を示す。本図からLi−Nb−Ti系のルチル型結晶構
造の結晶と共存していることがわかる。
【0018】実施例4 x=0.55、y=0.20、およびz=0.25の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は52、無負荷Q
(1GHz)は7500、共振周波数の温度係数τf は
20ppm/℃であった。図4に得られたX線回折図を
示す。本図からLi2 TiO3 結晶およびLi−Nb−
Ti系のルチル型結晶構造の結晶と共存していることが
わかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は52、無負荷Q
(1GHz)は7500、共振周波数の温度係数τf は
20ppm/℃であった。図4に得られたX線回折図を
示す。本図からLi2 TiO3 結晶およびLi−Nb−
Ti系のルチル型結晶構造の結晶と共存していることが
わかる。
【0019】実施例5 x=0.60、y=0.20、およびz=0.20の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は34、無負荷Q
(1GHz)は4000、共振周波数の温度係数τf は
−42ppm/℃であった。図5に得られたX線回折図
を示す。本図からLi2 TiO3 結晶と共存しているこ
とがわかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は34、無負荷Q
(1GHz)は4000、共振周波数の温度係数τf は
−42ppm/℃であった。図5に得られたX線回折図
を示す。本図からLi2 TiO3 結晶と共存しているこ
とがわかる。
【0020】実施例6 x=0.50、y=0.40、およびz=0.10の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は73、無負荷Q
(1GHz)は1000、共振周波数の温度係数τf は
−100ppm/℃であった。図6に得られたX線回折
図を示す。本図から、一般式Li1+a-bNb1-a-3bTi
a+4bO3 (ただし、a=0.07、b=0.03であ
る。)で表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組
成物であることがわかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は73、無負荷Q
(1GHz)は1000、共振周波数の温度係数τf は
−100ppm/℃であった。図6に得られたX線回折
図を示す。本図から、一般式Li1+a-bNb1-a-3bTi
a+4bO3 (ただし、a=0.07、b=0.03であ
る。)で表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組
成物であることがわかる。
【0021】実施例7 x=0.58、y=0.28、およびz=0.14の組
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は55、無負荷Q
(1GHz)は1500、共振周波数の温度係数τf は
−100ppm/℃であった。図7に得られたX線回折
図を示す。本図から、一般式Li1+a-bNb1-a-3bTi
a+4bO3 (ただし、a=0.36、b=0である。)で
表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組成物であ
ることがわかる。
成比となるように試料を作製し、実施例1と同様にして
特性を測定したところ、比誘電率εr は55、無負荷Q
(1GHz)は1500、共振周波数の温度係数τf は
−100ppm/℃であった。図7に得られたX線回折
図を示す。本図から、一般式Li1+a-bNb1-a-3bTi
a+4bO3 (ただし、a=0.36、b=0である。)で
表される結晶構造の結晶を有する誘電体磁器組成物であ
ることがわかる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、比誘電率εr が大き
く、かつ無負荷Qも大きく、しかも共振周波数の温度係
数τf の小さい誘電体磁器組成物を提供することができ
る。
く、かつ無負荷Qも大きく、しかも共振周波数の温度係
数τf の小さい誘電体磁器組成物を提供することができ
る。
【図1】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図2】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図3】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図4】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図5】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図6】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
【図7】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
る。
フロントページの続き (72)発明者 松原 徹 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式、xLiO1/2 −yNbO5/2 −
zTiO2 (ただし、0.30≦x≦0.60、0.1
0≦y≦0.49、0.05≦z≦0.50であり、x
+y+z=1である。)で表される組成において、一般
式、Li1+a- b Nb1-a-3bTia+4bO3 (ただし、0.
04≦a≦0.37、0≦b≦0.17である。)で表
される結晶構造の結晶を有することを特徴とする誘電体
磁器組成物。 - 【請求項2】 一般式、Li1+a-b Nb1-a-3bTia+4b
O3 (ただし、0.10≦a≦0.33、0≦b≦0.
17である。)で表される結晶構造の結晶を有し、か
つ、Li−Nb−Ti系のルチル型結晶構造の結晶およ
び/またはLi 2 TiO3 結晶と共存していることを特
徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8028882A JPH09221360A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8028882A JPH09221360A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09221360A true JPH09221360A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12260779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8028882A Pending JPH09221360A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09221360A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014504246A (ja) * | 2010-11-10 | 2014-02-20 | 中国科学院上海硅酸塩研究所 | シート状ニオブ酸チタン酸リチウム(Li−Nb−Ti−O)のテンプレート結晶粒、それを含む組織化ニオブ酸チタン酸リチウム(Li−Nb−Ti−O)のマイクロ波媒質セラミックス、及びその製造方法 |
CN108546113A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-18 | 江西国创产业园发展有限公司 | 一种高性能微波介电陶瓷材料及其制备方法 |
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1996
- 1996-02-16 JP JP8028882A patent/JPH09221360A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014504246A (ja) * | 2010-11-10 | 2014-02-20 | 中国科学院上海硅酸塩研究所 | シート状ニオブ酸チタン酸リチウム(Li−Nb−Ti−O)のテンプレート結晶粒、それを含む組織化ニオブ酸チタン酸リチウム(Li−Nb−Ti−O)のマイクロ波媒質セラミックス、及びその製造方法 |
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