JPS6343338B2 - - Google Patents
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- JPS6343338B2 JPS6343338B2 JP56156504A JP15650481A JPS6343338B2 JP S6343338 B2 JPS6343338 B2 JP S6343338B2 JP 56156504 A JP56156504 A JP 56156504A JP 15650481 A JP15650481 A JP 15650481A JP S6343338 B2 JPS6343338 B2 JP S6343338B2
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Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は酸化バリウム（BaO）、酸化チタン
（TiO2）、酸化サマリウム（Sm2O3）および酸化
ビスマス（Bi2O3）の成分で構成される高周波用
誘電体磁器組成物に関するものであり、その目的
とするところは比誘電率（εr）が大きく、安定し
た温度特性をもち、用途に応じてその温度係数を
広範囲に変化させることのできる誘電体磁器を提
供することにある。 近年、波長が数cm以下のマイクロ波やミリ波
（以下これらをマイクロ波と総称する）を取扱う
高周波回路の技術の進展にともないこの回路を小
形化することが積極的に進められている。 これまではこの高周波回路には空胴共振器、ア
ンテナなどが使用されてきたが、これらの大きさ
はマイクロ波の波長と同程度になるため、小形化
に対する障害となつていた。これを解決するため
に、誘電率の大きい誘電体磁器を使用することに
よつて波長そのものを短縮する方法がとられてき
た。このような用途に適する材料としてはTiO2
系のものがよく使用され、たとえばTiO2−ZrO2
−SnO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3−2TiO2
系、最近ではBa（Zn1/3Ta2/3）O3−Ba（Zn1/3
Nb2/3）O3系などの誘電体磁器が知られている。
しかしながら、これらの材料で誘電体共振器を作
つた場合には比誘電率が30〜40程度と低いため、
たとえば共振周波数が約11GHzのＸ帯の誘電体
共振器ではεr＝30の材料を使用した場合直径5.6
mm、厚さ2.2mm程度の小さなユニツトになるが、
周波数が下つて2GHz程度のUHF帯での使用と
なると、同じεr＝30の材料のときには直径30.7
mm、厚さ12.3mm程度と形状が著しく大きくなる。
ここで使用する材料の比誘電率が80程度に大きく
できれば、その大きさを直径18.8mm厚さ7.5mm程
度と小形化することができるが、従来の材料では
このような要求を満足させることはできなかつ
た。 本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たものであり、比誘電率が大きく、安定した温度
特性をもち、用途に応じてその温度係数を広範囲
に変化させうる誘電体磁器を提供しようとするも
のである。 発明者らは前記の要望をみたす材料について
種々検討した結果、xBaO−yTiO2−zSm2O3で
表わされる組成において、５ｘ23（モル％）、
57ｙ82.5（モル％）、2.5ｚ37.5（モル％）、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100（モル％）の範囲にある主成分に
対してBi2O3がそれとの合計量のうちの10重量％
を超えない量だけ添加含有されている組成の磁器
がすぐれた高周波用誘電体磁器になることを見出
した。 主成分組成の範囲を限定した理由を説明する
と、BaO量（ｘ）が23モル％を超えあるいは
TiO2量（ｙ）が57モル％未満あるいはSm2O3量
（ｚ）が2.5モル％未満になると、磁器の焼結が困
難となり、無負荷Ｑが低下して測定不能となるた
めである。また、ｘが５モル％未満あるいはｚが
37.5モル％を超えると、磁器の焼結が不安定とな
るとともに、無負荷Ｑが低下して測定不能とな
る。また、ｙが82.5モル％を超えると、磁器の焼
結が不安定となるとともに、温度特性の変化が著
しく大きくなる。このために上記範囲は本発明か
ら除かれる。 また、副成分のBi2O3の添加については、添加
量を増大するにつれて比誘電率を大きくすること
ができ、また、温度特性を変化させることができ
るが、主成分との合計量に対して10重量％を超え
て添加すると焼結が不安定となり、無負荷Ｑが低
下するために、本発明の範囲から除かれる。以下
には、実施例にもとづいて本発明を説明する。 出発原料には化学的に高純度のBaCO3、TiO2、
Sm2O3およびBi2O3を所定の組成になるように秤
量し、めのうボールを備えたゴム内張りのボール
ミルで純水とともに湿式混合した。この混合物を
ボールからとり出して乾燥したのち、空気中にお
いて900℃の温度で２時間仮焼した。仮焼物は純
水とともに前記のボールミル中で湿式粉砕した。
粉砕泥しようを脱水乾燥したのち、粉末にバイン
ダーとして濃度３％のポリビニールアルコール溶
液を８重量％添加して均質としたのち、32メツシ
ユのふるいを通して整粒した。整粒粉体は金型と
油圧プレスを用いて成形圧力800Kg／cm2で直径20
mm、厚さ約10mmの円板に成形した。成形体を高純
度のアルミナさせ鉢の中に入れ、組成に応じて空
気中において1250〜1550℃の範囲内の温度で１〜
２時間保持して焼成し、表に示す配合組成の誘電
体磁器を得た。得られた磁器素子を使用して誘電
体共振器法による測定から共振用波数と無負荷Ｑ
と比誘電率を求めた。共振周波数の温度依存性は
−30℃から70℃の範囲で測定し温度係数τfを求め
た。共振周波数は２〜4GHzであつた。それらの
実験結果を表に示す。なお、表において※印した
試料は本発明の範囲外の比較例であり、これ以外
の試料が本発明の範囲内の実施例である。
（TiO2）、酸化サマリウム（Sm2O3）および酸化
ビスマス（Bi2O3）の成分で構成される高周波用
誘電体磁器組成物に関するものであり、その目的
とするところは比誘電率（εr）が大きく、安定し
た温度特性をもち、用途に応じてその温度係数を
広範囲に変化させることのできる誘電体磁器を提
供することにある。 近年、波長が数cm以下のマイクロ波やミリ波
（以下これらをマイクロ波と総称する）を取扱う
高周波回路の技術の進展にともないこの回路を小
形化することが積極的に進められている。 これまではこの高周波回路には空胴共振器、ア
ンテナなどが使用されてきたが、これらの大きさ
はマイクロ波の波長と同程度になるため、小形化
に対する障害となつていた。これを解決するため
に、誘電率の大きい誘電体磁器を使用することに
よつて波長そのものを短縮する方法がとられてき
た。このような用途に適する材料としてはTiO2
系のものがよく使用され、たとえばTiO2−ZrO2
−SnO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3−2TiO2
系、最近ではBa（Zn1/3Ta2/3）O3−Ba（Zn1/3
Nb2/3）O3系などの誘電体磁器が知られている。
しかしながら、これらの材料で誘電体共振器を作
つた場合には比誘電率が30〜40程度と低いため、
たとえば共振周波数が約11GHzのＸ帯の誘電体
共振器ではεr＝30の材料を使用した場合直径5.6
mm、厚さ2.2mm程度の小さなユニツトになるが、
周波数が下つて2GHz程度のUHF帯での使用と
なると、同じεr＝30の材料のときには直径30.7
mm、厚さ12.3mm程度と形状が著しく大きくなる。
ここで使用する材料の比誘電率が80程度に大きく
できれば、その大きさを直径18.8mm厚さ7.5mm程
度と小形化することができるが、従来の材料では
このような要求を満足させることはできなかつ
た。 本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たものであり、比誘電率が大きく、安定した温度
特性をもち、用途に応じてその温度係数を広範囲
に変化させうる誘電体磁器を提供しようとするも
のである。 発明者らは前記の要望をみたす材料について
種々検討した結果、xBaO−yTiO2−zSm2O3で
表わされる組成において、５ｘ23（モル％）、
57ｙ82.5（モル％）、2.5ｚ37.5（モル％）、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100（モル％）の範囲にある主成分に
対してBi2O3がそれとの合計量のうちの10重量％
を超えない量だけ添加含有されている組成の磁器
がすぐれた高周波用誘電体磁器になることを見出
した。 主成分組成の範囲を限定した理由を説明する
と、BaO量（ｘ）が23モル％を超えあるいは
TiO2量（ｙ）が57モル％未満あるいはSm2O3量
（ｚ）が2.5モル％未満になると、磁器の焼結が困
難となり、無負荷Ｑが低下して測定不能となるた
めである。また、ｘが５モル％未満あるいはｚが
37.5モル％を超えると、磁器の焼結が不安定とな
るとともに、無負荷Ｑが低下して測定不能とな
る。また、ｙが82.5モル％を超えると、磁器の焼
結が不安定となるとともに、温度特性の変化が著
しく大きくなる。このために上記範囲は本発明か
ら除かれる。 また、副成分のBi2O3の添加については、添加
量を増大するにつれて比誘電率を大きくすること
ができ、また、温度特性を変化させることができ
るが、主成分との合計量に対して10重量％を超え
て添加すると焼結が不安定となり、無負荷Ｑが低
下するために、本発明の範囲から除かれる。以下
には、実施例にもとづいて本発明を説明する。 出発原料には化学的に高純度のBaCO3、TiO2、
Sm2O3およびBi2O3を所定の組成になるように秤
量し、めのうボールを備えたゴム内張りのボール
ミルで純水とともに湿式混合した。この混合物を
ボールからとり出して乾燥したのち、空気中にお
いて900℃の温度で２時間仮焼した。仮焼物は純
水とともに前記のボールミル中で湿式粉砕した。
粉砕泥しようを脱水乾燥したのち、粉末にバイン
ダーとして濃度３％のポリビニールアルコール溶
液を８重量％添加して均質としたのち、32メツシ
ユのふるいを通して整粒した。整粒粉体は金型と
油圧プレスを用いて成形圧力800Kg／cm2で直径20
mm、厚さ約10mmの円板に成形した。成形体を高純
度のアルミナさせ鉢の中に入れ、組成に応じて空
気中において1250〜1550℃の範囲内の温度で１〜
２時間保持して焼成し、表に示す配合組成の誘電
体磁器を得た。得られた磁器素子を使用して誘電
体共振器法による測定から共振用波数と無負荷Ｑ
と比誘電率を求めた。共振周波数の温度依存性は
−30℃から70℃の範囲で測定し温度係数τfを求め
た。共振周波数は２〜4GHzであつた。それらの
実験結果を表に示す。なお、表において※印した
試料は本発明の範囲外の比較例であり、これ以外
の試料が本発明の範囲内の実施例である。
【表】
【表】
※印は比較例を示す。
Quは無負荷Qである。
表から明らかなように、本発明の範囲内の誘電
体磁器はマイクロ波周波数帯において、比誘電率
を大きくすることができるとともに無負荷Ｑも大
きい値をもち、しかも安定した温度特性を示して
いる。したがつて、本発明の誘電体磁器は発振器
や共振器の温度依存性を安定化するのに有用であ
り、とくに比誘電率が大きいことからUHF帯で
の使用に適し、小形で高性能の電子回路部品を作
ることができる。さらに、材料の組成を変えるこ
とによつて広い範囲で任意のτfを選ぶことができ
るので、この磁器で誘電体共振器を組立てたとき
周囲の金属板などによる温度特性におよぼす影響
をなくする温度補償作用をもたせることができ
る。 以上のように本発明の誘電体磁器組成物は、マ
イクロ波の誘電体共振器のみならず、マイクロ波
用の基板や誘電体調整棒などに有用な素材を提供
することができ、工業的に利用価値の大きいもの
である。
Quは無負荷Qである。
表から明らかなように、本発明の範囲内の誘電
体磁器はマイクロ波周波数帯において、比誘電率
を大きくすることができるとともに無負荷Ｑも大
きい値をもち、しかも安定した温度特性を示して
いる。したがつて、本発明の誘電体磁器は発振器
や共振器の温度依存性を安定化するのに有用であ
り、とくに比誘電率が大きいことからUHF帯で
の使用に適し、小形で高性能の電子回路部品を作
ることができる。さらに、材料の組成を変えるこ
とによつて広い範囲で任意のτfを選ぶことができ
るので、この磁器で誘電体共振器を組立てたとき
周囲の金属板などによる温度特性におよぼす影響
をなくする温度補償作用をもたせることができ
る。 以上のように本発明の誘電体磁器組成物は、マ
イクロ波の誘電体共振器のみならず、マイクロ波
用の基板や誘電体調整棒などに有用な素材を提供
することができ、工業的に利用価値の大きいもの
である。
Claims (1)
- １ 酸化バリウムと酸化チタンと酸化サマリウム
と酸化ビスマスからなる誘電体磁器で、その主成
分組成式をxBaO−yTiO2−zSm2O3と表わした
とき、ｘ、ｙ、ｚが５ｘ23（モル％）、57ｙ
82.5（モル％）、2.5ｚ37.5（モル％）、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝100（モル％）の範囲にあり、この主成分と
の合計量に対してBi2O3が10重量％を超えない量
だけ添加含有されていることを特徴とする誘電体
磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56156504A JPS5860669A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56156504A JPS5860669A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860669A JPS5860669A (ja) | 1983-04-11 |
| JPS6343338B2 true JPS6343338B2 (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=15629201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56156504A Granted JPS5860669A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860669A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618806A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-16 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| JPS62187161A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-15 | 沖電気工業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56156504A patent/JPS5860669A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5860669A (ja) | 1983-04-11 |
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