JPS61156603A - 誘電体磁器 - Google Patents
誘電体磁器Info
- Publication number
- JPS61156603A JPS61156603A JP59281197A JP28119784A JPS61156603A JP S61156603 A JPS61156603 A JP S61156603A JP 59281197 A JP59281197 A JP 59281197A JP 28119784 A JP28119784 A JP 28119784A JP S61156603 A JPS61156603 A JP S61156603A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- dielectric constant
- temperature
- oxide
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、主にマイクロ波領域において誘電体共振器と
して利用される誘電体磁器に関するものであり、さらに
詳細にはその組成の改良に関するものである。
して利用される誘電体磁器に関するものであり、さらに
詳細にはその組成の改良に関するものである。
誘電体磁器は、マイクロ波領域においても、マイクロ波
回路の誘電体共振器、インピーダンス整合用素子、マイ
クロ波集積回路（マイクロ波ＩＣ）の基板等に用いられ
ており、特に発振器の周波数安定化やフィルター等に利
用される誘電体共振器はマイクロ波回路の小型化に、貢
献している。
回路の誘電体共振器、インピーダンス整合用素子、マイ
クロ波集積回路（マイクロ波ＩＣ）の基板等に用いられ
ており、特に発振器の周波数安定化やフィルター等に利
用される誘電体共振器はマイクロ波回路の小型化に、貢
献している。
この：Ｊ５Ｔｆ、体共振器は、ＦＡ主体中では波長がＬ
／Ｊ６（ただし、εは誘電率）に短縮されることを利用
したものであり、したがって誘電率が大きいほど小型化
には有利である。
／Ｊ６（ただし、εは誘電率）に短縮されることを利用
したものであり、したがって誘電率が大きいほど小型化
には有利である。
ところで１語電体共振器の使用周波数領域の拡大に伴な
って、特に比較的波長の長いマイクロ波領域において使
用される誘電体共振器の小型化が要求されている６例え
ば、衛星放送受信器内の局部発信器の周波数の安定化を
目的とした誘電体共振器の開発が進められており、（Ｚ
ｒ−３ｎ）Ｔ ｉ ０４やＢ ａ （Ｚ ｎＨ（Ｎ ｂ
−Ｔ ａ）Ｈ） Ｏ，等、良好なブイクロ波特性を示
す誘電体材料が開発されているが、これら材料は誘電率
が３０〜４０と小さく、１０ＧＨｚ付近の周波数の共振
器に使用する場合には直径５ん６ｆｆｉＩ１１．高さ２
〜３ｍｍ程度の大きさで済むが、これより低い周波数、
例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２０ａｍ以上にもな
ってしまい、太きくなりすぎる。
って、特に比較的波長の長いマイクロ波領域において使
用される誘電体共振器の小型化が要求されている６例え
ば、衛星放送受信器内の局部発信器の周波数の安定化を
目的とした誘電体共振器の開発が進められており、（Ｚ
ｒ−３ｎ）Ｔ ｉ ０４やＢ ａ （Ｚ ｎＨ（Ｎ ｂ
−Ｔ ａ）Ｈ） Ｏ，等、良好なブイクロ波特性を示
す誘電体材料が開発されているが、これら材料は誘電率
が３０〜４０と小さく、１０ＧＨｚ付近の周波数の共振
器に使用する場合には直径５ん６ｆｆｉＩ１１．高さ２
〜３ｍｍ程度の大きさで済むが、これより低い周波数、
例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２０ａｍ以上にもな
ってしまい、太きくなりすぎる。
そこで従来、より高誘電率の誘電体材料の開発か進めら
れており、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０１− Ｔ ｉ Ｏ，
Ｌ−ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９０のもの
が得られるようになっている。しかしながら、この程度
の誘電率では共振器の小型化を充分に達成することはで
きず、３ＧＨｚの共振器の大きさは直径が１２〜１３ａ
ａ＋前後となってしまう、あるいは、誘電率が１００〜
２３０と非常に高いＳｒＴ ｉ ０９Ｃａ Ｔ ｆ Ｏ
ｌ−Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ ０３系（７）、Ｊ電体材料
も開発されているが、この種の材料は誘電率の温度特性
が−４５０〜−１５００ｐｐ＋ｓ／”Ｏとマイナス側に
太きく（シたがって、共振周波数の温度特性はプラス側
に大きい）、また誘電損失も大きいために誘電体共振器
の材料としては不適当である。
れており、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０１− Ｔ ｉ Ｏ，
Ｌ−ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９０のもの
が得られるようになっている。しかしながら、この程度
の誘電率では共振器の小型化を充分に達成することはで
きず、３ＧＨｚの共振器の大きさは直径が１２〜１３ａ
ａ＋前後となってしまう、あるいは、誘電率が１００〜
２３０と非常に高いＳｒＴ ｉ ０９Ｃａ Ｔ ｆ Ｏ
ｌ−Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ ０３系（７）、Ｊ電体材料
も開発されているが、この種の材料は誘電率の温度特性
が−４５０〜−１５００ｐｐ＋ｓ／”Ｏとマイナス側に
太きく（シたがって、共振周波数の温度特性はプラス側
に大きい）、また誘電損失も大きいために誘電体共振器
の材料としては不適当である。
以北の様な状況から、特に比較的低い周波数のマイクロ
波領域でも誘電率が高く、なおかつ誘電率の温度変化や
誘電損失の小さい：Ａ主体材料の開発が要望されている
。
波領域でも誘電率が高く、なおかつ誘電率の温度変化や
誘電損失の小さい：Ａ主体材料の開発が要望されている
。
上述のように高い誘Ｍ、率を有するＶ５重体共振器用材
料が得られない大きな理由としては、誘電率が高くなお
かつ誘電損失の小さい材料は全て誘電率の温度特性がマ
イナス（共振周波数の温度特性がプラス）であることが
挙げられる。したがって、誘電率の温度特性がプラスの
誘電体材料が見出されれば、これと従来の誘電体材料と
を組み合わせれば誘電率の温度変化の非常に小さい誘電
体共振器を作製することができるものと考えられる。
料が得られない大きな理由としては、誘電率が高くなお
かつ誘電損失の小さい材料は全て誘電率の温度特性がマ
イナス（共振周波数の温度特性がプラス）であることが
挙げられる。したがって、誘電率の温度特性がプラスの
誘電体材料が見出されれば、これと従来の誘電体材料と
を組み合わせれば誘電率の温度変化の非常に小さい誘電
体共振器を作製することができるものと考えられる。
そこで本発明は、誘電率が高く誘電損失が小さい、かつ
誘ＴＬ率の温度特性がプラス（共振周波数の温度特性が
マイナス）の誘電体材料からなる誘電体磁器を提供する
ことを目的とする。
誘ＴＬ率の温度特性がプラス（共振周波数の温度特性が
マイナス）の誘電体材料からなる誘電体磁器を提供する
ことを目的とする。
本発明者等は、前述の誘電特性に対する要求を満たす誘
電体磁器を開発せんものと鋭意研究の結果、酸化鉛、酸
化ジスプロシウム、酸化ジルコニウムを所定の割合で混
合し両相反応により作製した＋ｆＡ電体磁器がこの目的
に適合することを見出し本発明を完成するに至ったもの
である。
電体磁器を開発せんものと鋭意研究の結果、酸化鉛、酸
化ジスプロシウム、酸化ジルコニウムを所定の割合で混
合し両相反応により作製した＋ｆＡ電体磁器がこの目的
に適合することを見出し本発明を完成するに至ったもの
である。
すなわち１本発明に係る誘電体磁器は、酸化鉛、酸化ジ
スプロシウム及び酸化ジルコニウムとを焼結してなる誘
電体磁器であって、その組成式％式％ に組成範囲がモル分率で ３０．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦６５．０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とするものであり、 話ＴＬ率の温度
特性がマイナスの材料からなる誘電体磁器と組み合わせ
ることにより、誘電率の温度特性が非常に小さくかつ高
い：Ａ Ｔｉ、率の誘電体共振器を提供し、２〜４ＧＨ
ｚのマイクロ波領域でも小型で安定性の良い発振器やフ
ィルタを提供しようとするものである。
スプロシウム及び酸化ジルコニウムとを焼結してなる誘
電体磁器であって、その組成式％式％ に組成範囲がモル分率で ３０．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦６５．０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とするものであり、 話ＴＬ率の温度
特性がマイナスの材料からなる誘電体磁器と組み合わせ
ることにより、誘電率の温度特性が非常に小さくかつ高
い：Ａ Ｔｉ、率の誘電体共振器を提供し、２〜４ＧＨ
ｚのマイクロ波領域でも小型で安定性の良い発振器やフ
ィルタを提供しようとするものである。
本発明においては、各成分の組成範囲が重要である。
すなわち、本発明者等の実験によれば、先ず、酸化鉛の
モル分率Ｘが３０．０モル％未満であると、得られる焼
結体にクラックが入り誘電率等が測定不能になる。また
、上記モル分率Ｘが６５゜０モル％を越えると、この酸
化鉛の蒸発量が多くなり良好な焼結体が得られなくなっ
てしまう。
モル分率Ｘが３０．０モル％未満であると、得られる焼
結体にクラックが入り誘電率等が測定不能になる。また
、上記モル分率Ｘが６５゜０モル％を越えると、この酸
化鉛の蒸発量が多くなり良好な焼結体が得られなくなっ
てしまう。
同様に、上記酸化ジルコニウムのモル分率Ｚが３０．０
モル％未満であると、得られる焼結体にクランクが入り
、逆に上記モル分ｉｚが６５．０モル％を越えると焼結
不良の原因となる。
モル％未満であると、得られる焼結体にクランクが入り
、逆に上記モル分ｉｚが６５．０モル％を越えると焼結
不良の原因となる。
さらに、上記酸化ジスプロシウムのモル分率ｙが０．２
モル％未満であると、焼結性が悪くなり、結果として無
負荷Ｑが小さくなって誘電損失が大きなものとなる。ま
た上記モル分率ｙが１０００モル％を越えると、誘電率
が小さくなり過ぎる。
モル％未満であると、焼結性が悪くなり、結果として無
負荷Ｑが小さくなって誘電損失が大きなものとなる。ま
た上記モル分率ｙが１０００モル％を越えると、誘電率
が小さくなり過ぎる。
本発明に係る誘電体磁器は、ＰｂＯ１Ｄｙ、Ｏ□及びＺ
ｒＯ，の各原料粉末を、上述のモル分率となるようにそ
れぞれ所定量混合し、焼成することによって作製するこ
とができるが、通常は、これら原料粉末をあらかじめや
や低めの温度で仮焼成した後、これを粉砕し、再び混合
処理して加圧成型したものを本焼成することによって作
製される。
ｒＯ，の各原料粉末を、上述のモル分率となるようにそ
れぞれ所定量混合し、焼成することによって作製するこ
とができるが、通常は、これら原料粉末をあらかじめや
や低めの温度で仮焼成した後、これを粉砕し、再び混合
処理して加圧成型したものを本焼成することによって作
製される。
ここで特に、上記ＰｂＯが逃散する虞れがあるので、上
記本焼成は、例えば圧力１００〜２５０Ｋｇ／ｃｒｒｒ
’、温度１２００−１３００℃、４〜１０時間の条件で
のホットプレス焼成、あるいは温度１２００−１３００
℃、４〜１０時間の条件でＰｂＯ雰囲気中での焼成等に
よるのが好ましい、ｈ記ＰｂＯが逃散してしまうと、得
られる誘電体磁器の組成が変ってしまい、所望の誘電特
性を確保することが難かしくなる。
記本焼成は、例えば圧力１００〜２５０Ｋｇ／ｃｒｒｒ
’、温度１２００−１３００℃、４〜１０時間の条件で
のホットプレス焼成、あるいは温度１２００−１３００
℃、４〜１０時間の条件でＰｂＯ雰囲気中での焼成等に
よるのが好ましい、ｈ記ＰｂＯが逃散してしまうと、得
られる誘電体磁器の組成が変ってしまい、所望の誘電特
性を確保することが難かしくなる。
以上述べたように、誘電体磁器の原料として酸化鉛、酸
化ジスプロシウム、酸化ジルコニウムを１２！釈し、こ
れらの配合比を所定の割合に設定することにより、誘電
＝ｇが高く誘電率の温度係数がプテス（共振周波数の温
度係数がマイナス）の：Ａ重体磁器が作製される。
化ジスプロシウム、酸化ジルコニウムを１２！釈し、こ
れらの配合比を所定の割合に設定することにより、誘電
＝ｇが高く誘電率の温度係数がプテス（共振周波数の温
度係数がマイナス）の：Ａ重体磁器が作製される。
以下、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発
明がこれら実施例に限定されるものでないことは言うま
でもないことである。
明がこれら実施例に限定されるものでないことは言うま
でもないことである。
実施例
出発原料に市販のＰｂＯ１ＺｒＯ，、Ｄｙ１Ｌｏ、を用
い、これらを次表に示した組成となるようにそれぞれ秤
量し、純水と共にボールミルに入れ１６時時間式混合し
た。なお、ここで上記Ｄ ｙ、０．は、Ｄ’ｌ ＯＨｋ
してそのモル分率を換算した。
い、これらを次表に示した組成となるようにそれぞれ秤
量し、純水と共にボールミルに入れ１６時時間式混合し
た。なお、ここで上記Ｄ ｙ、０．は、Ｄ’ｌ ＯＨｋ
してそのモル分率を換算した。
得られた混合物をろ過、乾燥後、円板状に成形し空気中
で８５０℃、１時間仮焼成した。
で８５０℃、１時間仮焼成した。
次に、この仮焼成物を乳鉢を用いて砕いた後、純水とと
もにボールミルに入れ、１６時時間式粉砕した。得られ
た粉砕物をろ過乾燥後、少Ｍ−の純水を加えて整粒し、
油圧プレスによって１０００Ｋｇ／ｃｍ’の圧力で直径
２０ｍｍ、厚さｌＯｍａ＋の円板状に成形した。
もにボールミルに入れ、１６時時間式粉砕した。得られ
た粉砕物をろ過乾燥後、少Ｍ−の純水を加えて整粒し、
油圧プレスによって１０００Ｋｇ／ｃｍ’の圧力で直径
２０ｍｍ、厚さｌＯｍａ＋の円板状に成形した。
この成形体を温度１２００〜１２５０℃、圧力１００〜
２５０Ｋｇ／ｃｒｎ”ｃ’４〜ｌ Ｏ持間ホントブレス
焼成し、誘電体磁器サンプル（実施例１〜実施例１３及
び比較例１〜比較例６）を得た。
２５０Ｋｇ／ｃｒｎ”ｃ’４〜ｌ Ｏ持間ホントブレス
焼成し、誘電体磁器サンプル（実施例１〜実施例１３及
び比較例１〜比較例６）を得た。
得られた各誘電体磁器サンプルを共振周波数がおよそ３
ＧＨｚになるような形状に加工した後、羊の共振特性を
導波管中で測定し、各サンプルの誘電率ε、無負荷Ｑ、
−２０〜＋６０°Ｃの共振周波数の温度特性で６を求め
た。結果を次表に示す。
ＧＨｚになるような形状に加工した後、羊の共振特性を
導波管中で測定し、各サンプルの誘電率ε、無負荷Ｑ、
−２０〜＋６０°Ｃの共振周波数の温度特性で６を求め
た。結果を次表に示す。
なお、この表において、比較例２についてはＱが悪すぎ
たために、：Ｊ、電率及び共振周波数の温度特性はＩＭ
Ｈｚで測定した。
たために、：Ｊ、電率及び共振周波数の温度特性はＩＭ
Ｈｚで測定した。
（木は焼結不良のため測定不能）
この表より、本発明に係る各実施例にあっては、誘電率
、無負荷Ｑとも高く、共振周波数の温度特性かマイナス
（１誘電率の温度特性がプラス）という特性を示すこと
が分る。
、無負荷Ｑとも高く、共振周波数の温度特性かマイナス
（１誘電率の温度特性がプラス）という特性を示すこと
が分る。
これに対して１本発明の範囲を外れた各比較例は 焼結
不良を起こしたり、無負荷Ｑが下がり誘′屯損失が大き
なものとなるなど、好ましいものではない。
不良を起こしたり、無負荷Ｑが下がり誘′屯損失が大き
なものとなるなど、好ましいものではない。
応用例
先の実施例で得られたサンプル実施例７を、直ｉ’ｌＢ
、４ｔｓｍ、高さ２．８ｍｍに加工し、これと直径８．
１ｍｒａ、高さ１．３ｍｒａに加工した５ｒＴｉＯ，系
の誘電体磁器（誘電率ε＝２４０ 、無負荷Ｑ＝２２１
０ 、 τ、＝ ｌ ｌ ７０ ｐｐｍ／”Ｏ）とを貼
り合わせて、共振周波数３．１ＧＨｚで誘電率ε＝１６
０、無負荷Ｑ＝６９０．τげ７０ｐｐｍ／’ＣＣ−２０
〜６０’Ｃ）の誘電体共振器を得た。
、４ｔｓｍ、高さ２．８ｍｍに加工し、これと直径８．
１ｍｒａ、高さ１．３ｍｒａに加工した５ｒＴｉＯ，系
の誘電体磁器（誘電率ε＝２４０ 、無負荷Ｑ＝２２１
０ 、 τ、＝ ｌ ｌ ７０ ｐｐｍ／”Ｏ）とを貼
り合わせて、共振周波数３．１ＧＨｚで誘電率ε＝１６
０、無負荷Ｑ＝６９０．τげ７０ｐｐｍ／’ＣＣ−２０
〜６０’Ｃ）の誘電体共振器を得た。
これは従来最も誘電率が高いとされているＢａＯ−Ｔ
ｉ−０，Ｌ−Ｎ ｄ、Ｏ，−Ｐ ｂ Ｏ系の訪電体材ネ
′ｌと比較しても約２倍の誘電率を有しており、誘電体
共振器の体積は約１／３に小型化される。
ｉ−０，Ｌ−Ｎ ｄ、Ｏ，−Ｐ ｂ Ｏ系の訪電体材ネ
′ｌと比較しても約２倍の誘電率を有しており、誘電体
共振器の体積は約１／３に小型化される。
また、この誘電体磁器はｌＯＭＨｚ以下の低周波数領域
でも誘電損失が小さく 例えばサンプル実施例７はＩＭ
Ｈｚでｔａｎδが５ Ｘ １０−一丁を示し、温度補償
用コンデンサとしても有用である。
でも誘電損失が小さく 例えばサンプル実施例７はＩＭ
Ｈｚでｔａｎδが５ Ｘ １０−一丁を示し、温度補償
用コンデンサとしても有用である。
上述の説明からも明らかなように、本発明に係る誘電体
磁器は酸化鉛、酸化ジスプ９・］音ウつ、醇化ジルコニ
ウムとからなり各成分を所定の割合で含有しているので
、誘電率及び無負荷Ｑともに向上することができ、同時
に誘電率の温度特性をプラス（共振周波数の温度特性を
マイナス）にすることができる、したがって、本発明に
係る誘電体磁器を従来の誘電率の温度特性がマイナスの
誘電体磁器と組み合わせて使用することで、温度特性を
自由に調節することができる。
磁器は酸化鉛、酸化ジスプ９・］音ウつ、醇化ジルコニ
ウムとからなり各成分を所定の割合で含有しているので
、誘電率及び無負荷Ｑともに向上することができ、同時
に誘電率の温度特性をプラス（共振周波数の温度特性を
マイナス）にすることができる、したがって、本発明に
係る誘電体磁器を従来の誘電率の温度特性がマイナスの
誘電体磁器と組み合わせて使用することで、温度特性を
自由に調節することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 酸化鉛、酸化ジスプロシウム及び酸化ジルコニウムとを
焼結してなる誘電体磁器であって、その組成式をｘＰｂ
Ｏ・ｙＤｙＯ＿３＿／＿２・ｚＺｒＯ＿２で表わしたと
きに組成範囲がモル分率で ３０．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦６５．０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とする誘電体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281197A JPS61156603A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 誘電体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281197A JPS61156603A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 誘電体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61156603A true JPS61156603A (ja) | 1986-07-16 |
Family
ID=17635697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281197A Pending JPS61156603A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 誘電体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61156603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
| US5219809A (en) * | 1990-07-03 | 1993-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59281197A patent/JPS61156603A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
| US5219809A (en) * | 1990-07-03 | 1993-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator |
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