SI9600232A - Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. - Google Patents
Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. Download PDFInfo
- Publication number
- SI9600232A SI9600232A SI9600232A SI9600232A SI9600232A SI 9600232 A SI9600232 A SI 9600232A SI 9600232 A SI9600232 A SI 9600232A SI 9600232 A SI9600232 A SI 9600232A SI 9600232 A SI9600232 A SI 9600232A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- mol
- mole
- oxides
- tantalum
- silver
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Mikrovalovno dielektrično keramiko na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala, z dodatki (V2O5, Li2O, WO3, Mn2O3 in Bi2O3) označeno s tem, da so sestave v naslednjih molskih deležih: x(Ag2O)=45-55 mol%, x(Nb2O5)=22-28 mol%, x(Ta2O5)=22-28 mol%, x(V2O5)=0-10 mol%, x(Li2O)=O-10 mol%, x(WO3)=O-10 mol%, x(Mn2O3)=O-10 mol% in x(Bi2O3)=O-10 mol% izdelujemo po klasičnem postopku priprave keramičnih materialov. Izhodne surovine za pripravo mikrovalovne keramike, t.j. oksid srebra (Ag2O), nioba (Nb2O5), tantala (Ta2O5) in morebitnih dodatkov zmešamo v ustreznem razmerju ter kalciniramo 1-10 ur pri temperaturi 1000 stopinj Celzija do 1150 stopinj Celzija. Kalciniran prah nato oblikujemo z znanimi postopki v izdelke, ki jih nato sintramo 5-10 ur pri temperaturi 1150-1250 stopinj Celzija v O2 atmosferi. Dielektričnost je od 250-380, ob tem pa je mogoče koeficient resonančne frekvence tauf uravnavati v zahtevanem področju na plus-minus 1 ppm/K natančno izključno s spreminjanjem vrednosti oksidov. Dielektrične izgube v keramiki, ki je predmet izuma, so glede na zelo visoko dielektričnost, nizke. Faktor kvalitete pri delovni frekvenci 1 GHz znaša 500-700, pri delovni frekvenci 0.5 GHz pa 1000-1400.ŕ
Description
Prijavitelj:
Institut Jožef Stefan Jamova 39, Ljubljana
Izumitelji:
dr. Matjaž Valant dr. Danilo Suvorov
Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala
PREDMET IZUMA
Predmet izuma je mikrovalovna keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. Izum spada v področje kemije in se nanaša na novo vrsto mikrovalovne dielektrične keramike.
Po mednarodni patentni klasifikaciji je uvrščen v razred H01P-07/10 in dodatno v C04B 35/40.
STANJE TEHNIKE
Mikrovalovni keramični materiali v elektronski industriji se uporabljajo kot dielektrični resonatorji, mikrovalovni filtri, substrati za mikrovalovna vezja, itd. Te komponente se nadalje vgrajujejo v brezžično telekomunikacijsko opremo, satelitske antene, radarske sisteme, mikrovalovne pečice itd.
Poleg primerne dielektričnosti (k1), ki je odvisna od načina uporabe in delovnega frekvenčnega območja, mora imeti material tudi zahtevano temperaturno stabilnost resonančne frekvence (rf) ter čim višji faktor kvalitete (Q x f). Faktor kvalitete opisuje delež energijskih izgub v materialu pri resonančni frekvenci. Višji ko je, manjši je delež izgub, hkrati pa je mikrovalovna komponenta bolj selektivna.
-2Dosegljive mikrovalovne materiale lahko po njihovi dielektričnosti razdelimo v tri razrede, kot je opisano v K. VVakino, T. Nishikawa, Y. Ishikawa, N. Tamura, Br. Ceram. Trans. J.,89, (2), 1990, str 39-43. V razredu dielektričnosti K= 80-90 se nahajajo predvsem materiali na osnovi BaO, TiO2 in oksidov redkozemeljskih elementov, kot je opisano v K. VVakino, T. Minai, H. Tamura, J. Am Ceram. Soc., 67, str 278-281. Faktorji kvalitete (Q x f), ki jih dosegajo ti materiali, so okoli 5000. Naslednji razred zajema področje dielektričnosti od 30 do 40. Najpogosteje uporabljen material v tem področju je (Zr,Sn)TiO4 , kot je opisano v G. VVolfram, E. Gobel, Mater. Res. Buli., 16, (11), 1981, str. 1455-1463. V tem področju so faktorji kvalitete materialov z višjimi dielektričnimi konstantami okoli 40000, z nižjimi pa do 100000. V razredu, ki zajema materiale z dielektričnostmi pod 30, se dosegajo faktorji kvalitete nad 200000, kotjeopisano v H. Tamura, Y Sakabe, K. VVakino, J. Am. Ceram. Soc., 67,1984, C-5961.
Med komercialno dostopnimi mikrovalovnimi materiali imajo najvišjo dielektričnostjo materiali izdelani iz oksidov barija, titana ter neodima. Za uravnavanje temperaturnega koeficienta resonančne frekvence (xf) se uporabljajo dodatki kot na primer Pb ali Bi oksid oz. titanat, dokončno pa se rf uravna z delno zamenjavo redkih zemelj. Takšna komercialna mikrovalovna keramika ima dielektričnost od 85-90 ter faktor kvalitete okoli 5000 (patenti: J62183608-A , J02239150-A, J01234358-A, J57080604-A).
Zaradi vse večje težnje po miniaturizaciji, predvsem v frekvenčnem območju do 1 GHz, se pojavlja potreba po materialu z višjo dielektrično konstanto. Takšen material bo omogočil izdelavo elektronskih keramičnih komponent manjših dimenzij, ki so primernejše za sodobna mikrovalovna vezja.
Naloga in cilj izuma je izdelati mikrovalovno keramiko z dielektričnostjo nad 250, faktorjem kvalitete višjim od 500 pri delovni frekvenci (0.1 - 1.5GHz) ter temperaturnim koeficientom resonančne frekvence rf, ki ga bo mogoče v intervalu med -50 ter +50 ppm/K kontrolirati na 1 ppm/K natančno. Po izumu je naloga rešena z mikrovalovno dielektrično keramiko na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala, pri čemer so le-ti zastopani v naslednjih molskih deležih:
x(Ag2O) =45-55 mol%, x(Nb2O5) = 22-28 mol% in x(Ta2O5) =22-28 mol%.
-3Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala, ki je predmet izuma, lahko vsebuje še dodatke v naslednjih molskih deležih: x(V2O5) = 0 -10 mol%, x(Li2O) = 0-10 mol%, x(W03) = 0 -10 mol%, x(Mn2O3) = 0-10 mol% in x(Bi2O3) = 0-10 mol%.
Pri raziskavah mikrovalovnih materialov na osnovi srebra, nioba in tanatala smo ugotovili, da ima keramike s sestavo x(Ag2O) = 45 - 55 mol%, x(Nb2O5) =22-28 mol% in x(Ta2O5) = 22-28 mol% dielektričnost od 250-380 ob tem pa je mogoče η uravnavati v zahtevanem področju na ±1 ppm/K natančno izključno s spreminjanjem vsebnosti oksidov. Dielektrične izgube v keramiki, ki je predmet izuma, so glede na zelo visoko dielektričnost, nizke. Faktor kvalitete pri delovni frekvenci 1GHz znaša 500-700, pri delovni frekvenci 0.5GHz pa 1000-1400. Dodatki (V2O5, Li2O, WO3, Mn2O3, Bi2O3) keramiki zvišajo faktor kvalitete oziroma znižajo temperaturo sintranja. Mikrovalovne dielektrične lastnosti za posamezne sestave so navedene v izvedbenih primerih in zaključni tabeli.
Izhodne surovine, t.j. oksid srebra (Ag2O), nioba (Nb2O5), tantala (Ta2O5) in morebitnih dodatkov zmešamo v ustreznem razmerju. Mešanici osnovnih oksidov dodamo etanol v masnem deležu 30-40% ter zmes homogeniziramo. Po homogenizaciji suspenzijo osušimo s sušenjem 0.5 do 1 uro pri 90°C do 100°C ter prah stisnemo v kolute, ki jih kalciniramo 1-10 ur pri temperaturi 1000°C do 1150°C. Kalciniran prah nato zmeljemo v ZrO2 mlinu z ZrO2 mlevnimi telesi do velikosti delcev 1-2//m, ga posušimo ter oblikujemo z znanimi postopki v izdelke, ki jih nato sintramo 5-10 ur pri temperaturi 1150-1250°C v O2 atmosferi. Sintrana keramika je enofazna, velikost zrn je približno 5gm, delež poroznosti pa ne presega 3%.
IZVEDBENI PRIMERI:
Izvedbeni primer 1 :
Zmes oksidov srebra, nioba in tantala s sestavo x(Ag20)=50.0mol%, x(Nb2O5)=26mol% in x(Ta2O5)=24mol% (sestava E1) kalciniramo 10 ur pri temperaturi 1050°C. Po mletju kalcinat stisnemo v kolute, ki jih sintramo 10 ur pri temperaturi 1200° C v kisikovi atmosferi. Dielektričnost
-4takšne keramike znaša 375, je -70 ppm/K. Faktor kvalitete, merjen pri 1 GHz, znaša 500, merjen pri 0.5GHz pa 1000.
Izvedbeni primer 2:
Zmes oksidov srebra, nioba in tantala s sestavo x(Ag20)=50.0mol%, x(Nb2O5)=25.4mol% in x(Ta2O5)=24.6mol% (sestava E2) kalciniramo 10 ur pri temperaturi 1050°C. Po mletju kalcinat stisnemo v kolute, kijih sintramo 10 ur pri temperaturi 1200° C v kisikovi atmosferi. Dielektričnost takšne keramike znaša 378, je 0±1 ppm/K. Faktor kvalitete, merjen pri 1 GHz, znaša 500, merjen pri 0.5GHz pa 1000.
Izvedbeni primer 3:
Zmes oksidov srebra, nioba in tantala s sestavo x(Ag20)=50.0mol%, x(Nb2O5)=24mol% in x(Ta2O5)=26mol% (sestava E3) kalciniramo 10 ur pri temperaturi 1050°C. Po mletju kalcinat stisnemo v kolute, ki jih sintramo 10 ur pri temperaturi 1200° C v kisikovi atmosferi. Dielektričnost takšne keramike znaša 377, rf je 80 ppm/K. Faktor kvalitete, merjen pri 1 GHz, znaša 500, merjen pri 0.5GHz pa 1000.
Izvedbeni primer 4:
Zmes oksidov srebra, nioba in tantala s sestavo x(Ag20)=50.0mol%, x(Nb2O5)=23.0mol% x(Ta2O5)=24.0mol% in x(V2O5)=6.0mol% (sestava E4) kalciniramo 10 ur pri temperaturi 1000°C. Po mletju kalcinat stisnemo v kolute, ki jih sintramo 10 ur pri temperaturi 1200° C v kisikovi atmosferi. Dielektričnost takšne keramike znaša 250, rf je 0±1 ppm/K. Faktor kvalitete, merjen pri 1 GHz, znaša 700, merjen pri 0.5GHz pa 1400.
Mikrovalovni keramični elementi, ki so predmet izuma, se glede na primerjalne elemente (EO) odlikujejo predvsem z izredno visoko dielektrično konstanto, kar omogoča miniaturizacijo mikrovalovnih sklopov. Keramika se nadalje odlikuje s povsem prilagodljivim temperaturnim koeficientom resonančne frekvence ter primernim faktorjem kvalitete. Dodatna prednost opisane sestave je tudi v tem, da ne vsebuje toksičnih dodatkov kot je na primer PbO, kar pomeni, da je proizvodnja ekološko sprejemljiva.
-5Tabela 1: Mikrovalovne lastnosti keramike iz izvedbenih primerov
sestava | k' | QlGHz/Qo.5GHz | Tf (ppm/K) |
El | 375 | >500/1000 | -70 |
E2 | 378 | >500/1000 | 0 |
E3 | 377 | >500/1000 | 80 |
E4 | 250 | >700/1400 | 0 |
BaO-PbO-Nd2O3-TiO2* -E0 | 88 | 5000/— | 0 |
* ... lit. navedba: K. Wakino, T. Minai, H. Tamura, J. Am. Ceram. Soc., 67, str. 278-281
G\
G
Claims (1)
- PATENTNI ZAHTEVEK:Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala, z dodatki (V2O5, Li2O, WO3, Mn2O3 in Bi2O3), izdelana po standardnih metodah izdelave mikrovalovnih keramičnih dielektrikov, označena s tem, da so sestave v naslednjih molskih deležih: x(Ag2O) = 45-55 mol%, x(Nb2O5) =22-28 mol%, x(Ta2O5) =22-28 mol%, x(V2O5) = 0 -10 mol%, x(Li2O) = 0-10 mol%, x(WO3) = 0 -10 mol%, x(Mn2O3) =0-10 mol% in x(Bi203) = 0-10mol%.j ' j j c· J V U-7POVZETEK:Mikrovalovno dielektrično keramiko na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala, z dodatki (V2O5, Li2O, WO3, Mn2O3 in Bi2O3), označeno s tem, da so sestave v naslednjih molskih deležih: x(Ag2O) =45-55 mol%, x(Nb2O5) = 22-28 mol%, x(Ta2O5) = 22-28 mol%, x(V2O5) =0-10 mol%, x(Li2O) = 0-10 mol%, x(W03) = 0-10 mol%, x(Mn2O3) = 0-10 mol% in x(Bi2O3) = 0 10 mol% izdelujemo po klasičnem postopku priprave keramičnih materialov. Izhodne surovine za pripravo mikrovalovne keramike, t.j. oksid srebra (Ag2O), nioba (Nb2O5), tantala (Ta2O5) in morebitnih dodatkov, zmešamo v ustreznem razmerju ter kalciniramo 1-10 ur pri temperaturi 1000°G do 1150°C. Kalciniran prah nato^ef oblikujemo z znanimi postopki v izdelke, ki jih nato sintramo 5-10 ur pri temperaturi 1150-1250°C v O2 atmosferi, dielektričnost od 250-380 ob tem pa je mogoče τ, uravnavati v zahtevanem področju na ±1 ppm/K natančno izključno s spreminjanjem vsebnosti oksidov. Dielektrične izgube v keramiki, ki je predmet izuma, so glede na zelo visoko dielektričnost, nizke. Faktor kvalitete pri delovni frekvenci 1GHz znaša 500-700, pri delovni frekvenci 0.5GHz pa 1000-1400.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SI9600232A SI9600232A (sl) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. |
PCT/SI1997/000022 WO1998003446A1 (en) | 1996-07-19 | 1997-07-11 | Microwave dielectric ceramics based on silver, niobium and tantalum oxides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SI9600232A SI9600232A (sl) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SI9600232A true SI9600232A (sl) | 1998-02-28 |
Family
ID=20431875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SI9600232A SI9600232A (sl) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SI (1) | SI9600232A (sl) |
WO (1) | WO1998003446A1 (sl) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3750507B2 (ja) * | 2000-08-28 | 2006-03-01 | 株式会社村田製作所 | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 |
DE10042349C1 (de) * | 2000-08-29 | 2001-11-15 | Epcos Ag | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers |
DE10042350C1 (de) * | 2000-08-29 | 2002-01-31 | Epcos Ag | Keramikmaterial |
DE50109636D1 (de) | 2000-08-29 | 2006-06-01 | Epcos Ag | Kondensator mit einer silber niobium tantalat enthaltenden dielektrischen keramischen schicht |
DE10042360C1 (de) * | 2000-08-29 | 2002-02-28 | Epcos Ag | Mikrowellen-Bauelement |
DE10042359B4 (de) * | 2000-08-29 | 2005-07-07 | Epcos Ag | Kondensator |
DE10136545B4 (de) * | 2001-07-26 | 2005-03-03 | Epcos Ag | Elektrokeramisches Bauelement, Vielschichtkondensator und Verfahren zur Herstellung des Vielschichtkondensators |
CN100361232C (zh) * | 2004-03-16 | 2008-01-09 | 天津大学 | 具有高介电常数的高频介质材料及其制备方法 |
WO2006027892A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電磁器及び圧電セラミック素子 |
EP2492256A3 (en) | 2007-06-07 | 2012-09-19 | Vishay Intertechnology Inc. | Ceramic dielectric formulation for broad band UHF antenna |
US7907090B2 (en) | 2007-06-07 | 2011-03-15 | Vishay Intertechnology, Inc. | Ceramic dielectric formulation for broad band UHF antenna |
US8126410B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-02-28 | Vishay Intertechnology, Inc. | Miniature sub-resonant multi-band VHF-UHF antenna |
CN114538926B (zh) * | 2022-03-09 | 2023-05-05 | 太原师范学院 | 一种微波陶瓷介质材料及其制备方法 |
CN115159984B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-03-24 | 北京科技大学 | 一种钐钽共掺的铌酸银基多层介电储能材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-07-19 SI SI9600232A patent/SI9600232A/sl unknown
-
1997
- 1997-07-11 WO PCT/SI1997/000022 patent/WO1998003446A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998003446A1 (en) | 1998-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6620750B2 (en) | Dielectric ceramic composition and method for manufacturing multilayered components using the same | |
US5292694A (en) | Method of producing low temperature firing dielectric ceramic composition containing B2 O3 | |
SI9600232A (sl) | Mikrovalovna dielektrična keramika na osnovi oksidov srebra, nioba in tantala. | |
JP2000034165A (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
US7091147B2 (en) | Dielectric compositions for firing at low temperatures and electronic parts | |
US5750452A (en) | Dielectric ceramic composition for microwave | |
US5561090A (en) | Dielectric ceramic composition for high frequencies and method for preparation of the same | |
JP2786977B2 (ja) | 低温焼成用誘電体磁器組成物及びその製法 | |
JP2781500B2 (ja) | 低温焼成用誘電体磁器組成物 | |
US5004713A (en) | Frequency stable NPO ceramics | |
KR20050028177A (ko) | 인산염계 저유전율 세라믹 조성물 및 이를 이용한 유전체기판 제조 방법 | |
JP2974829B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP2781503B2 (ja) | 低温焼成用誘電体磁器組成物及びそれを用いて得られた誘電体共振器若しくは誘電体フィルター並びにそれらの製造方法 | |
JP3002613B2 (ja) | マイクロ波用誘電体共振器若しくはフィルタ製造のための誘電体磁器組成物及びその製法並びに該誘電体磁器組成物を用いて得られるマイクロ波用誘電体共振器若しくはフィルタ及びそれらの製造方法 | |
SI9500374A (en) | Microwave dielectric ceramics from barium, neodymium, gadolinium, titanium and bismuth | |
US5013695A (en) | Dielectric ceramic composition | |
KR20020092984A (ko) | 마이크로파 유전체 세라믹 조성물 | |
EP0464773A1 (en) | Di-electric ceramic composition and dielectric resonator | |
US4820670A (en) | Dielectric ceramic composition | |
JP2781501B2 (ja) | 低温焼成用誘電体磁器組成物 | |
JP2768455B2 (ja) | 誘電体磁器及び誘電体共振器 | |
JP2781502B2 (ja) | 低温焼成用誘電体磁器組成物及びそれを用いて得られた誘電体共振器若しくは誘電体フィルター並びにそれらの製造方法 | |
JPH0717444B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
JPH0676627A (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
JPH06333426A (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物 |