JPH10139537A - 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

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JPH10139537A
JPH10139537A JP8307305A JP30730596A JPH10139537A JP H10139537 A JPH10139537 A JP H10139537A JP 8307305 A JP8307305 A JP 8307305A JP 30730596 A JP30730596 A JP 30730596A JP H10139537 A JPH10139537 A JP H10139537A
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Takeshi Shimada
武司 島田
Keisuke Kageyama
恵介 景山
Ryoichi Ando
良一 安藤
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比誘電率（ε）特性にすぐれ、高いＱ値を有
し、共振周波数の温度係数の調整が容易に実現でき、誘
電体共振器材料およびその周波数調整棒に最適なマイク
ロ波誘電体磁器組成物の提供。 【解決手段】 ＢａＯ−ＴｉＯ2−（Ｎｄ，Ｓｍ）2Ｏ3
系セラミックスにおいて、Ｑ値が最も高くなり、比誘電
率が８０以上となるＢａＯ、ＴｉＯ2、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ
3の組成を決定後、前記ＢａＯ−ＴｉＯ2−（Ｎｄ，Ｓ
ｍ）2Ｏ3系セラミックスのＮｄ2Ｏ3の一部をＬａ2Ｏ3あ
るいはＣｅＯ2又はＰｒ6Ｏ11、Ｇｄ2Ｏ3にて置換し、さ
らに前記Ｎｄ2Ｏ3の一部をＥｕ2Ｏ3で置換することによ
り、Ｑ値が高く、周波数の温度特性の調整を容易にした
マイクロ波誘電体磁器組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はＢａ、Ｔｉ、Ｓ
ｍ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｃｅ、ＰｒおよびＯ2からなる主要組
成にＥｕ2Ｏ3を添加含有させて、ε＝８０〜８５、Ｑｆ
＝９０００〜１１０００ＧＨｚ、τｆ＝２５〜−１５ｐ
ｐｍ／℃の特性を有し、誘電体共振器材料およびその周
波数調整棒に使用できる誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ニューメディアの発達にともない
電子技術分野において、小型化、デジタル化が急速に進
められ、特に、衛星通信、自動車電話、携帯電話などの
マイクロ波を用いた通信技術では、部品の小型化、高信
頼性が高度に要求されている。
【０００３】従来のマイクロ波回路では、空胴共振器や
導波管がフィルターや伝送線路として用いられていたた
め、上記小型化、高信頼性の障害となっていた。すなわ
ち、空胴共振器や導波管は、基本的には電波の伝搬媒体
として空気あるいは真空の安定性を利用しているもので
あり、上記マイクロ波回路部分を小型化するには、空気
あるいは真空の誘電率に比べて大きな誘電率を有し、か
つ空気や真空と同様に温度などに対しては高安定性を有
する伝搬媒体を利用すればよく、この場合、マイクロ波
の伝搬波長は媒体中で、１／√（εｒ） （但しεｒ：
比誘電率）となるため、共振波長も、１／√（εｒ）と
なり、小型化が達成できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波誘電
体磁器組成物としては、ＢａＯ−ＴｉＯ2−（Ｎｄ，Ｌ
ａ）Ｏ3系セラミックス（特開昭５６−８２５０１
号）、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系セラミックス（特
開昭５６−１３４３６２号）、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｓｍ2
Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系セラミックス（特開昭５７−１８００
０７号）が提案されているが、いずれもマイクロ波通信
用誘電体としてはＱ値が低く、またさまざまなキャビテ
ィーに対し、周波数の温度特性の調整が容易でない問題
があった。
【０００５】また、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｌｎ2Ｏ3系セラ
ミックス（特開平７−１６９３２６号）は、比誘電率
（ε）は９１〜９３の値を有するが、Ｑ値が５７００〜
６０００と低く、共振周波数の温度係数も６〜９ｐｐｍ
／℃であり、誘電体共振器材料およびその周波数調整棒
に使用できる誘電体磁器として最適とはいい難いもので
あった。
【０００６】この発明は、従来のマイクロ波誘電体磁器
組成物の問題を解消し、比誘電率（ε）特性にすぐれ、
高いＱ値を有し、共振周波数の温度係数の調整が容易に
実現でき、誘電体共振器材料およびその周波数調整棒に
最適なマイクロ波誘電体磁器組成物の提供を目的として
いる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、誘電損失が
低く共振周波数のすぐれた誘電体を目的に、磁器組成物
について種々研究した結果、ＢａＯ−ＴｉＯ2−（Ｎ
ｄ，Ｓｍ）2Ｏ3系セラミックスにおいて、Ｑ値が最も高
くなり、比誘電率が８０以上となるＢａＯ、ＴｉＯ2、Ｎ
ｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3の組成を決定後、前記ＢａＯ−ＴｉＯ2
−（Ｎｄ，Ｓｍ）2Ｏ3系セラミックスのＮｄ2Ｏ3の一部
をＬａ2Ｏ3あるいはＣｅＯ2又はＰｒ6Ｏ11、あるいはＧ
ｄ2Ｏ3にて置換し、さらに前記Ｎｄ2Ｏ3の一部をＥｕ2
Ｏ3で置換することにより、Ｑ値が高く、周波数の温度
特性の調整を容易にしたマイクロ波誘電体磁器組成物が
得られることを知見し、この発明を完成した。
【０００８】すなわち、この発明は、組成式が、Ｂａ
6-3x・｛Ｓｍ1-y・Ｎｄy-z・（ＥｕkＬｎ1-k）z｝8+2x
・Ｔｉ18Ｏ54（但しＬｎ＝Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ）で
表され、組成式のｘ、ｙ、ｚ、ｋ値が下記値を満足する
ことを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物である。 ０．５＜ｘ＜０．８、０．３＜ｙ＜０．５、０＜ｚ＜
０．４、０≦ｋ≦１
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明における組成の限定理由
を説明する。組成式が、 Ｂａ6-3x｛Ｓｍ1-yＮｄy-z（ＥｕkＬｎ1-k）z｝8+2xＴ
ｉ18Ｏ54の誘電体磁器組成物において、ｘが０．５未満
では誘電体のＱ値が低下し、０．８を越えると誘電率が
低下するので好ましくない。又、ｙが０．３未満では誘
電率の低下を招来し、０．５を越えるとＱ値の低下を招
来するので好ましくない。さらに、ｚが０．４を越える
と誘電率の低下が著しいので好ましくない。よって、組
成式のｘ、ｙ、ｚ値は下記の範囲とする。 ０．５＜ｘ＜０．８、０．３＜ｙ＜０．５、０＜ｚ＜
０．４、
【００１０】この発明において、ＢａＯ−ＴｉＯ2−
（Ｎｄ，Ｓｍ）2Ｏ3系のＮｄの一部をＬａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、及びＧｄ、さらにはＥｕにて置換したとき、Ｑ値、
誘電率、周波数の温度特性等の良好な特性を得ることが
でき、特にＧｄ、Ｅｕにて置換したとき、周波数の温度
特性は負の温度特性が得られる。
【００１１】この発明の誘電体磁器組成物の組成式のｋ
の値を限定した範囲内に調節することにより、比誘電率
が８０から８５まで、また周波数の温度特性が２５〜−
１５ｐｐｍ／℃まで連続して変化させることができ、こ
れにより種々の材質および大きさの共振キャビティーに
良好な電気特性を供給することができる。
【００１２】
【実施例】
実施例１ 粒度１μｍ以下のＢａＯ、Ｓｍ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ
3、Ｐｒ6Ｏ11、ＴｉＯ2粉末を、組成式がＢａ6-3x｛Ｓｍ
1-yＮｄy-z（ＥｕkＰｒ1-k）z｝8+2xＴｉ18Ｏ54で、各
組成式値が、ｘ＝０．７、ｙ＝０．４、ｚ＝０．１、ｋ
値が０、０．５、１になる如く、配合混合した後、加圧
力１．５Ｔｏｎ／ｃｍ2にて成形し、さらに空気中にて
１３７０℃に３時間焼結して誘電体セラミックスを作成
し、５ＧＨｚ帯の共振器として、表１に示す特性を得
た。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例２ 粒度１μｍ以下のＢａＯ、Ｓｍ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ
3、Ｌｎ2Ｏ3（Ｃｅの場合はＣｅＯ2）及びＴｉＯ2粉末
を、組成式がＢａ6-x｛Ｓｍ1-yＮｄy-z（ＥｕkＬ
ｎ1-k）z｝8+2xＴｉ18Ｏ54 （但しＬｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、
Ｇｄ）で、各組成式値がｘ＝０．７、ｙ＝０．４、ｚ＝
０．１、０．２、０．３、ｋ＝０、になる如く配合混合
した後、加圧力１．５Ｔｏｎ／ｃｍ2にて成形し、さら
に空気中にて１３７０℃で３時間焼結して誘電体セラミ
ックスを作成し、５ＧＨｚ帯の共振器として、表２に示
す特性を得た。
【００１５】比較例 粒度１μｍ以下のＢａＯ、Ｓｍ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＴｉＯ2
粉末を実施例１の同一の組成式において表２に表した
ｘ、ｙ、ｚ値になる如く配合混合した後、加圧力１．５
Ｔｏｎ／ｃｍ2にて成形後、空気中にて１３７０℃に３
時間焼結して誘電体セラミックスを作成し、５ＧＨｚ帯
の共振器として、表２に示す特性を得た。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】この発明は、ＢａＯ−ＴｉＯ2−（Ｎ
ｄ，Ｓｍ）2Ｏ3系のＮｄの一部をＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、及
びＧｄ、さらにはＥｕにて置換したとき、Ｑ値、誘電
率、周波数の温度特性等の良好な特性を得ることがで
き、特にＧｄ、Ｅｕにて置換したとき、周波数の温度特
性は負の温度特性が得られ、組成式における（ＥｕkＬ
ｎ1-k）のｋの値を所定範囲内に調節することにより、
比誘電率が８０から８５まで、また周波数の温度特性が
２５〜−１５ｐｐｍ／℃まで連続して変化させることが
でき、これにより種々の材質および大きさの共振キャビ
ティーに良好な電気特性を供給することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組成式が、Ｂａ6-3x・｛Ｓｍ1-y・Ｎｄ
    y-z・（Ｅｕk・Ｌｎ1-k）2｝8+2x・Ｔｉ18Ｏ54 （但し
    Ｌｎ＝Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ）で表され、組成式の
    ｘ、ｙ、ｚ、ｋ値が下記値を満足することを特徴とする
    マイクロ波誘電体磁器組成物。 ０．５＜ｘ＜０．８、０．３＜ｙ＜０．５、０＜ｚ＜
    ０．４、０＜ｋ≦１
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JP2005015694A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Asahi Glass Co Ltd 誘電体−樹脂コンポジットおよびその製造方法
CN113666737A (zh) * 2021-07-23 2021-11-19 清华大学 高介电常数低损耗微波介质陶瓷及其制备方法

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