JPS6298503A - マイクロ波用誘電体磁器組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ｓａｏ、Ｔ　：０２、ＷＯ３の３成分を主成
分とするマイクロ波用誘電体磁器組成物に関するもので
おる。

［従来の技術］ 近年マイクロ波帯において誘電率か大きくて、誘電損失
が小さく、また共振周波数の温度係数か小さな誘電体が
共振器に用いられ、ぜ１ｊ星放送受信機や自動車電話な
どの通信お」：び放送）火器として応用され始めている
。

従来このような用途には、ＢａＯ・丁１０２系のものが
知られている。

例えば、特公昭ＳＬ−２０９０５号公報には、Ｂａ２Ｔ
ｉ９０ｚｏ組成をもつ誘電体磁器について訂細な説明か
なされている。

またＢ　ａ　（Ｚ　ｎ　ｙ３　Ｔ　ａ２／３　）０３　
（特開昭５３−３５４５４　号公報）に代表される複合
プロブスカイト系のものが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記Ｂａ２Ｔｉ９０２ｏ組成をもつ誘電体磁器は、その
誘電特性を向上するために、仮焼物を酸溶液で処理した
り、また、焼成後、焼成体を酸素雰囲気で長時間処理す
る必要があった。このようにして得られる誘電体磁器は
、誘電損失ｔａｎδの逆数Ｑ＝　１／ｌａｎδで表わし
た場合、Ｑ＝４２００　ａｔ　１０ＧＨｚの特性（Ａ、
　Ｃ，Ｓ、　７６ｔｈＡｎｎｕａｌ　Ｍｅｅｔｉｎ（１
“Ｂａｚ　Ｔｉ９０２０　ａｓ　ａ）１ｉｃｒｏｗａｖ
ｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｔｏｒ”、“
Ａ　ＮｅｗＢａＯ−ＴｉＯ２Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｗｉｔ
ｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　−３ｔａｂｌｃ　Ｈｉｇ
ｈ　Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ”旧）１．０’ＢＲＹＡ
Ｎ他）をもつと報告されているが、実際に共振器として
使用するには不充分でＱ値の向上が要求されていた。。

また、プロブスカイト系のものは、原料に実画なＮｂ２
Ｏ５や丁ａ２０ｓを多量に使用しているため、コストが
高いという問題があった。

本発明は、上記の問題点を改善して、Ｑが大きく共振周
波数の温度係数（以下τｆ）が小さなマイクロ波用誘電
体磁器を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、Ｂａ０−Ｔ　ｉ　０２−ＷＯ３の３成分系を
主とし、これに必要によってＺｒＯ２、ＭｎＯを添加す
るものである。

すなわら、その第１発明は、ａ１３ａＱ・ｂＴ　ｉ　０
２　・ｃＷＯ３で表わしたとき、１７≦ａ≦２１．５．
７５≦ｂ≦８３．０．１≦ｃ≦５（ただしａ＋ｂ十Ｇ＝
１００）で示される３成分組成範囲をもつものでおり、
第２発明は同じ＜ａＢａｏ・ｂ　（Ｔ　Ｉ　０２　［１
００−ｎｌ　５ｒ０２　　　）　”［ｎｌ ＣＷ　Ｏ３の組成範囲をもち、ａ、ｂ、ｃの合計モル吊
に対して３モル％以下のＭｎＯを含む組成をもつマイク
ロ波用誘電体磁器組成物である。

ｓａｏ、Ｔ　ｒ　０２成分の原材料は、すでに低周波コ
ンデンサ材料用として多量に使用中で安価であり、本発
明はこれにＷＯ３を加えることによって、簡単なプロセ
スで製造でき、かつＱの大きな誘電′ｌ＊Ｖａ器を安価
に提供することができる。

本発明において、ＢａＯの割合を１７〜２１．５モル％
、ＴｉＯ２を７５〜８３モル％に限定した理由は、この
割合の範囲外ではτｆが大きくなり過ぎたり、Ｑが小さ
くなり過ぎるからである。

ＷＯ３の割合が０．１モル％より少ないとＱが小さくな
り、５モル％を越えるとτｆが大きくなり過ぎ、Ｑも低
下するためである。

また、ＴｉＯ２の割合か少ない範囲、すなわち７５≦ｂ
≦８１．８の組成範囲では、Ｗ○３成分はτｆを小さく
する効果がおる。この効果はＷＯ３の割合が少ない場合
に生じるもので、ＷＯ３の割合が多くなると逆にτ「は
大きくなり、実用的な限界が５モル％にある。

ＺｒＯ２のＴｉＯ２に対する置換は、τｆを、総ての組
成範囲で小さくする効果があり、任意のτｆを得るのに
役立つ。ＺｒＯ２の置換割合を１０モル％未満に限定し
た理由は、置換置か１０モル％以上ではＱが小さくなる
ためでおる。

ＭｎＯは焼成の際材料の緻密化を促進するしので、特性
面ではＱが向上し、τｆを多少変えることができる。Ｍ
ｎＯの添加量を３モル％以下に限定した理由は３モル％
を越えるとＱか小さくなるからでおる。

本発明の磁器は全く通常の誘電体磁器製造方法によって
得られるもので、何ら特別な工程を必要としない。

ずなわら、原材料はＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３のような１曲
数の異なるものでも良いし、酸化物に限定する必要もな
く、Ｂ　ａ　ＣＯ３、Ｍ　ｎ　ＣＯ３のような炭酸塩で
も良い。つまり最終的に酸化物焼結体になり得るものな
ら、原則的には何でも良い。

これらの原材料を各組成に応じて秤量した後、ポリエチ
レンポットとアルミナホール 水とともに湿式混合し、乾燥した後、アルミナルツホ内
て１０００〜１２００’Ｃの温度て１〜６時間（反焼す
る。仮焼の雰囲気は、空気および酸素などの酸化雰囲気
で行なう。仮焼後、ポリエヂレンポットとアルミナポー
ルにより、純水と共に湿式粉砕し、乾燥後、加圧成形し
た試料をジルコニアまたは白金セッター上で２〜６時間
、１３５０〜１４２０°Ｃで酸素雰囲気で焼成する。

以下実施例によってさらに詳しく説明する。

［実施例］ 原材料としてＢａＣＯ３、Ｔ　ｉ　０２　、ＷＯ３、Ｚ
ｒＯ２、ＭｎＣＯ３を使用し、上述の製法によって得ら
れた誘電体磁器について周波数９．５〜１０．５ＧＨ２
における誘電率、Ｑおよび一２５°Ｃ〜＋７５°Ｃのτ
ｆを求めた。

表に各組成割合および試験結果を示す。なお、表中Ｎ　
ｏ、　２７〜３３は比較例である。

＼０．１〜３はＢａｄ、ＴｉＯ２、ＷＯ３の組成物でお
り、Ｎｏ、４〜７はそれにＭｎＯを添加したものでおる
が、いずれも誘電損失が小さく又、τｆの小さい特性を
有するが、ＭｎＯを添ｊＪＤすると緻密化が促進されて
誘電率が上がることがわかる。またＱも少し向上するが
、添加量か増加すると逆にＱが低下し、Ｎ　Ｏ，３３に
示したように３モル％を越えると小さくなり過ぎること
かわかる。

Ｎ　Ｏ，８〜１３ｄ”；よびＮ　ｏ、　２９．３０はＳ
ａＯとＴｉＯ２の割合をＢａＯ／Ｔ　ｉ　Ｏ２＝　１／
４．５とし、ＷＯ３をＯ〜７，５モル％含む組成物とし
て、ＭｎＯを０．１〜０．２モル％添加した。

ＷＯ３を５ｍｏ１％以下含むものは、含まないもののＱ
か約２６００に対し、５３００〜６０００と箸しく改善
される。またＷＯ３か５モル％を越えるとτｆか人ぎく
／より過ぎＱも低下することかわかる。

この組成にお（プるＷＯ３の割合と１０ＧｔｌｚてのＱ
との関係を図に示ず。

また、Ｎ　Ｏ，１４〜２３並びにＮＯ，３１，３２は、
ＢａＯが１６．６〜２２モル％、１−ｉＱ２が７７〜８
２．９モル％でＷＯ３を０８５〜５モル％含む組成物で
おる。ＴｉＯ２か７９．２〜７９．６モル％と８１．８
　ｍｏ１％より小さな割合を持ちＢａＯ１Ｔｉ０２−１
／４の組成でおるＮ　０．１６〜１７では、ＷＯ３を０
．５モル％含むものより１％含むものの方がτｆが小さ
いことがわかる。このようにＴｉＯ２の割合の小さな組
成領域で、ＷＯ３はτｆを小さくする効果がおり、広い
組成範囲で小さなτｆを得ることができるようになる。

また、比較例Ｎ０１３１．３２のようにＢａＯ１Ｔｉ０
２の範囲外の組成ではτｆか大きくなり過ぎたり、Ｑが
小ざくなり過ぎ′ることかわかる。

Ｎｏ、２ｄ　〜２ＢはＢａＯ１８，１モル％、ＴｉＯ２
８１，４モル％、ＷＯ３０，５モル％の組成をもら、Ｔ
ｉＯ２の１〜５モル％をＺｒＯ２で差換した組成物であ
る。この際Ｍｎ○を０．２モル％添加した。ＺｒＯ２の
置換量か増加するにしたかいτｆか小さくなることがわ
かる。また置換量か１０モル％以上だとＱか小さくなり
過ぎることかわかる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明で得られる誘電体磁器組成物
は何等特別な工程を必要とせず、通常の誘電体磁器製造
プロセスにより、誘電率が大きく、τｆが小さく、Ｑか
大きな特性を得ることができる。また、各成分の割合を
変えることにより、τｆを変化させることができる。な
お、本発明で得られる誘電体磁器は、低周波領域でも充
分な電気特性をもってあり、温度補償用コンデンサとし
ても有用でおる。

【図面の簡単な説明】

図はＷＯ３のモル％とＱとの関係を示すグラフである。 特許出願人　　鳴海製陶株式会社 代理人　弁理士　小　松　秀　岳 代理人　弁理士　旭　　　　　宏 ＷＯｓのｔル％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ａＢａＯ・ｂＴｉＯ＿２・ｃＷＯ＿３で表わした
   とき １７≦ａ≦２１．５ ７５≦ｂ≦８３ ０．１≦ｃ≦５ ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ で示される３成分系組成範囲をもつマイクロ波用誘電体
   磁器組成物。 （２）ａＢａＯ・ｂ（ＴｉＯ＿２＿［＿１＿０＿０＿−
   ＿ｎ＿］ＺｒＯ＿２＿［＿ｎ＿］）・ｃＷＯ＿３で表わ
   したとき、１７≦ａ≦２１．５ ７５≦ｂ≦８３ ０．１≦ｃ≦５ ０≦ｎ＜１０ ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００ で示される組成範囲をもち、ａ、ｂ、ｃの合計モル量に
   対して３モル％以下のＭｎＯを含む組成を持つマイクロ
   波用誘電体磁器組成物。