JPS63153871A - 誘電体共振器材料の製造方法 - 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］ 本発明はマイクロ波用の誘電体共振器材料を製造する方
法に関するものである。

［従来技術］ マイクロ波用の誘電体共振器材料にはＱ値の高いものが
要求されるが、衛星通信等においては特に高いＱ値が要
求される。

Ｑ値の高い材料として（Ｚｒ　　Ｓｎ　　　　）Ｔ１−
ｘ ｉＯ４系セラミックス（但し０．６＜Ｘ＜１．０）があ
る。

このセラミック材料は一般に、ＺｒＯ２、ＳｎＯ，Ｔｉ
Ｏ２を主成分とする混合粉末を焼成することにより製造
されているが、難焼結性で、期待される高誘電率および
ＱｆｉＩが得られていない。

［本発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記の実情に鑑み、組織が緻密で、誘電率およ
びＱ値が向上された（Ｚｒ、Ｓｎ＞ＴｉＯ４系セラミッ
クスを製造する方法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（ＺｒｘＳｎｌ−ｘ）Ｔｉ０４系セラミツクを
製造するのに際し、先ず第１工程としてＺｒ以外の少な
くとも１成分とＺｒ溶液との混合液、および３ｎ以外の
少なくとも１成分とＳｎ溶液との混合液のいずれかを作
り、加水分解反応を行なってゾルを生成せしめ、乾燥後
７００℃〜１３００℃で仮焼する。

次に第２工程として上記により得られた仮焼物粉末と目
的とする組成の残りの成分の粉末とを混合して７００℃
〜１３００℃で仮焼する。

そして第３工程として、得られた仮焼物粉末を成形し、
１２００℃〜１７００℃で焼成する。

第１工程において、Ｚｒ溶液、ｓｎ溶液、Ｔｉ溶液とし
ては、オキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、金
属ジルコニウム、塩化スズ、臭化スズ、フッ化スズ、硫
酸スズ、塩化チタン等の水溶液またはアルコール溶液が
用いられ得る。

加水分解反応は混合液を１００℃程度に加熱保持するこ
とによりなされる。ゾルを仮焼したものは容易に粉砕す
ることができ、サブミクロン級の微細粉末が得られる。

（ＺｒＳｎ　　　　）とＴｉのモル比は１．Ｏｉ−Ｘ ないし、それに近似した値とする。

しかして第１工程において、共沈体を仮焼することによ
り分散性のよいサブミクロン級の微細粉末が得られる。

第２工程では、上記仮焼物粉末と目的とするセラミック
組成を構成するに必要な残りの成分の粉末を混合し、仮
焼する。この残りの成分の粉末は、上記仮焼物粉末とほ
ぼ同じ粒度のものを用いることが望ましい。

なお、製造の工程において微量の焼結助剤を添加するこ
とができる。焼結助剤としては、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｈ
ｆ５ＴｈＳＷ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏｒ。

ＭＯｌＴ　ｉ　％　Ｍｎ、Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉ、ｃｄ、Ａ
Ｊ！　、Ｓｎ、Ａｓ５Ｂ　１ＳＺｎＳＬａ、Ｃ，ｅ、３
ｒ等が用いられ得る。

本発明の第１工程において、ゾルの仮焼温度は７００℃
より低いと凝集が生じ、１３００℃を越えると粉末粒子
が粗大化する。

また第２工程において、仮焼塩度は、同相反応がほぼま
たは完全に完了する最低温度以上で、顕著な粒子成長が
生じない最高温度範囲内であることが必要で、７００℃
〜１３００℃が望ましい。

第３工程における焼成温度は、１２００℃より低いと全
体の焼結が不充分であり、１７００℃を越えると粒子が
粗大化したり、構成成分の揮発が起きる。

［作用効果］ しかして本発明では、第１工程で極めて分散性のよいサ
ブミクロン級の変成原料粉末を得、これと他の原料粉末
を混合して目的とする組成物原料となし、これを焼成す
ることで、緻密で、誘電率およびＱ値の高い（Ｚｒ、５
ｎ）Ｔ　＋　０４系セラミツクスを得ることができ、誘
電体共振器材料として好適に使用することができる。

［実施例］ 塩化チタン水溶液（１，３３１７ｊ！／ｍｏ１１度）４
３．５７ｃｃ　　と、オキシ塩化ジルコニウム水溶液（
１，１４６４！／ｍｏＪｌ　　濃度＞１５０ｃｃしを混
合した。この水溶液を、１００℃で１００時間保持する
ことで加水分解を行ない、Ｔ１４＋とＺｒ４＋を含むゾ
ルを得た。これを洗浄、乾燥した後、１１００℃で仮焼
して（Ｚｒ　□、Ｂ　　Ｔ！。、２　）０２粉末を得た
。粉末の平均粒径は０゜３２μｍであった。

上記により得られた粉末３．５７７９０と、市販のＴ！
０２微粉末１．９９６３Ｑ、Ｓ　ｎ　Ｏ２微粉末４．７
０６５にＩとを混合して（Ｚｒ　　　　ＳＯ，８ ｒ＋、、２　）ＴｉＯ４組成となるように配合し、ボー
ルミルで一昼夜混合した後、１０００″Ｃで１時０．８
　　０．２　＞Ｔ’０４粉 間仮焼して（Ｚｒ　　　　３ｎ 末を作成した。平均粒径は０．３６μｍであった。

得られた粉末を１ｔ／ｃａｆで成形し、１４５０℃で２
時間焼成した。

得られたセラミックス焼結体の密度は４．７９Ｑ／ａｓ
　　、９Ｇ　　ＫＨ２における誘電率は３７゜０、Ｑ値
は６０００であった。

［比較例］ 市販のＺｒＯ２，５ｎ０２　、Ｔ　ｉ０２粉末を（Ｚｒ
　　　　Ｓｎ　　　　）Ｔｉ０４の組成となる０、８　
　　　　０．２ ように、ＺｒＯ２９，８５８ＣＩ、５ｎ０２３．０１４
Ｃ］、Ｔ　ｆ０２７．９９０Ｑを配合し、ボールミルで
一昼夜混合した後１２００℃で１時間仮焼した。仮焼粉
末の平均粒径は約２．１μｍであった。

この粉末を１↑／〜で成形し、上記実施例と同じ条件下
で焼成した。

得られたセラミックス焼結体の密度は４．２２Ｑ／ｃｍ
、誘電率は２７．２、Ｑ値は２０００であった。

このように本発明によるときは、従来法によるよりも緻
密で、高誘電率であり、特にＱ値が格段に高い（ＺｒＳ
Ｓｎ）Ｔｉ０４系セラミツクスを得ることができる。そ
して本発明で得られたセラミックスは高いＱ値が要求さ
れる誘電体共振器材料として好適に用いられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘電体共振器材料用の（Ｚｒ＿ｘＳｎ＿１＿−＿ｘ）Ｔ
   ｉＯ＿４系セラミックス（但し０．６＜ｘ＜１．０）を
   製造する方法であつて、 （１）Ｚｒ以外の少なくとも１成分とＺｒ溶液との混合
   液、およびＳｎ以外の少なくとも１成分とＳｎ溶液との
   ひ混合液のいずれかを作り、加水分解反応を行なつてゾ
   ルを生成せしめ、乾燥後７００℃〜１３００℃で仮焼す
   る第１工程、 （２）得られた仮焼物粉末と、目的とする組成の残りの
   成分の粉末を混合して７００℃〜１３００℃で焼成する
   工程、 （３）得られた仮焼物粉末を成形して１２００℃〜１７
   ００℃で焼成する工程、 とよりなることを特徴とする誘電体共振器材料の製造方
   法。