JPH0255884B2 - - Google Patents
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- JPH0255884B2 JPH0255884B2 JP58243749A JP24374983A JPH0255884B2 JP H0255884 B2 JPH0255884 B2 JP H0255884B2 JP 58243749 A JP58243749 A JP 58243749A JP 24374983 A JP24374983 A JP 24374983A JP H0255884 B2 JPH0255884 B2 JP H0255884B2
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- dielectric
- resonator
- ceramic composition
- dielectric ceramic
- niobium
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- 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
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- 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
- C04B35/46—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 titanium oxides or titanates
- C04B35/462—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 titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—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 titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/47—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 titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on strontium titanates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ストロンチウム、亜鉛、ニオブおよ
びチタンの酸化物からなる誘電体共振器材料とし
て好適な誘電体磁器組成物に関するものである。 更に詳しくは、本発明は、マイクロ波周波数
帯、特に２〜6GHz帯で使用される誘電体共振器
としたときに、無負荷Ｑ（Qu）および比誘電率
（εr）が大きく、共振周波数の温度係数（τf）の
安定度がすぐれた誘電体磁器組成物に関するもの
である。 マイクロ波回路に空胴共振器を用いた場合共振
器の大きさがマイクロ波の波長と同程度になるた
め、回路の小型化に対する要望が高まるにつれて
共振器として誘電体磁器を用い、波長そのものを
短縮して回路の小型化をはかる方法がとられるよ
うになつてきた。 誘電体共振器の大きさは√rに反比例し、比誘
電率が大きいほど共振器を小さくでき、回路を小
型化できるので、共振器材料の磁器組成物として
は一般に比誘電率の大きなものが望ましいが、比
誘電率が極端に大きすぎると、あまりにも共振器
が小さくなりすぎ、かえつて取扱いが困難になる
ため、共振器が使用される周波数帯域によつて要
求される比誘電率の値も異なつてくる。 また誘電体共振器の性能としては、誘電体損失
の少ないもの、換言すると無負荷Quの値ができ
るだけ大きく、安定した温度特性のものがよい
が、一般に比誘電率が大きなものは無負荷Quの
値が小さく、また周波数が高くなると無負荷Qu
の値もさがつてくる。 従来、誘電体共振器に使用される磁器組成物に
ついてはTiO2−ZrO2−SnO2系、CaTiO3−
MgTiO3−LaO3・2TiO2系、Ba（Zn1/3Nb2/3）O3
系などすでに多数提案されているが、２〜6GHz
帯で使用される誘電体共振器としたときに比誘電
率が小さいため、周波数帯が例えば11GHz帯程度
の場合は共振器も小さくなるが、２〜6GHz帯で
はかなり大きくなつてしまうという難点があり、
実際の使用においては不都合な点が多い。 また特公昭50−34759号公報には、次の組成式、
Sr〔Ti1-x（Zn1/3Nb2/3）x〕O3、（0.02≦ｘ≦0.08）
で表わされる磁器蓄電器材料として適した誘電体
磁器組成物が記載されている。しかしながらこの
磁器組成物の電気特性は、該公報の記載によると
1KHzの低い周波数での測定値がtanδ＝0.03％程
度（無負荷Qu＝3300程度）と小さいので、２〜
6GHz帯の高い周波数帯では、誘電損失が大きす
ぎて誘電体共振器材料としての使用は困難であ
り、またたとえ誘電体共振器を製作したとしても
共振周波数の温度係数が大きすぎる欠点がある。 本発明者らは、マイクロ波周波数帯、特に２〜
6GHz帯で使用される誘電体共振器材料として適
した誘電体磁器組成物を開発することを目的とし
て研究を行つた結果、ストロンチウム、亜鉛、ニ
オブおよびチタンが特定の割合からなる磁器組成
物が適度に大きな比誘電率を有し、無負荷Quの
値が大きく、安定した温度特性を有していること
を知り、本発明に到つた。 本発明は、ストロンチウム、亜鉛、ニオブおよ
びチタンの酸化物からなる組成式、 Sr1（Zn1/3Nb2/3）1-xTixO3 （式中、Srはストロンチウム、Znは亜鉛、Nbは
ニオブ、TiはチタンおよびＯは酸素を示し、添
字は原子数を示し、ｘは０より大きく0.5以下の
値、好ましくは0.1〜0.3である。） で表わされる誘電体磁器組成物に関するものであ
る。 上記組成式においてｘの値が大きくなると、換
言するとチタンの含有量が多くなると比誘電率が
大きくなる傾向にあるが、x0.5よりも大きくなり
すぎると無負荷Quの値が小さすぎ、またτfの値
が極度に大きくなりすぎるので誘電体共振器材料
としては適当でない。またｘが０の場合は無負荷
Quの値は大きくなるが、比誘電率が小さい。 本発明の誘電体磁器組成物は、２〜6GHzのマ
イクロ波周波数帯用誘電体共振器材料として特に
好適であり、後記実施例から明らかであるよう
に、例えば上記組成式においてｘ＝0.12（実施例
１）のもので共振器を製作した場合、比誘電率が
44であるので共振器の大きさを直径15mmφ、厚さ
3.2mm程度に小型化することができ、その際のQu
の値も5500と大きく、共振周波数の温度係数
（τf）も0ppm／℃ときわめて安定しているので、
小型の高性能のマイクロ波回路を構成することが
できる。 また本発明の誘電体磁器組成物においては、共
振周波数の温度係数を広い範囲で変えることもで
きるので、誘電体共振器を製作する際、周囲の状
況に応じたτfのものを選択でき、共振器の温度特
性におよぼす影響をなくすことが可能である。 本発明の誘電体磁器組成物は、化学的に高純度
のストロンチウム、亜鉛、ニオブ、チタンなどの
炭酸塩、酸化物などの出発原料を混合して仮焼し
た後、成形、焼成して焼成させる方法で製造する
ことができるが、次の仮焼を２回行う方法による
場合、特にすぐれた誘電体磁器組成物が得られ
る。 化学的に高純度の炭酸ストロンチウム、酸化亜
鉛、五酸化ニオブ、五酸化ニオブおよび二酸化チ
タンの各所定量を、水、アルコールなどの溶媒と
共に湿式混合した後、水、アルコールなどを除去
して粉砕し、酸素含有ガス雰囲気下、例えば空気
雰囲気下に800〜1300℃で約10時間程度仮焼し、
仮焼物を粉砕した後、必要に応じて再仮焼して粉
砕し、次いでポリビニルアルコールの如き有機バ
インダーを加えて均質にし、乾燥、粉砕して加圧
成形（圧力100〜1000Kg／cm2）し、成形物を空気
の如き酸素含有ガス雰囲気下に1400〜1650℃で焼
成すると誘電体磁器組成物が得られる。この誘電
体磁器組成物は、これをそのまま、あるいは必要
に応じてその形状および大きさを適当なサイズに
加工することによつて誘電体共振器として使用す
ることができる。また、この誘電体磁器組成物は
誘電体共振器材料としてばかりでなく、マイクロ
波IC用誘電体基板、誘電体調整棒などの材料と
しても利用可能である。 実施例 １ 炭酸ストロンチウム〔SrCO3〕粉末0.77モル、
酸化亜鉛〔ZnO〕粉末0.23モル、五酸化ニオブ
〔Nb2O5〕粉末0.23モルおよび二酸化チタン
〔TiO2〕粉末0.09モルを、ナイロンボールおよび
エタノールとともにボールミルに入れて10時間湿
式共混合した後、混合物をボールミルからとりだ
して溶媒のエタノールを蒸発させ、擂潰機で１時
間擂潰粉砕した。 粉砕物は、これを空気雰囲気下に1000℃で10時
間仮焼した後、再び擂潰機で１時間擂潰粉砕して
1200℃で10時間仮焼し、擂潰機で１時間粉砕し
た。 得られた仮焼粉に、濃度２重量％のポリビニル
アルコール溶液37重量％を添加して均質にした
後、脱水乾燥し、擂潰機で１時間粉砕し、成形圧
100Kg／cm2で直径20mmφ、厚さ６mmの円板に成形
した。 成形物を高純度のアルミナ製ルツボに入れ、空
気雰囲気下1600℃で２時間焼成、焼結して誘電体
磁器組成物を得た。誘電体磁器組成物を直径15mm
φ、厚さ約３mmの大きさにカツトした後、誘電体
共振器法によつて測定し、共振周波数（fp）にお
ける無負荷（Qu）および比誘電率（εr）を求め
た。共振周波数の温度依存性については、−30℃
から60℃の範囲で測定し、温度係数（τf）を求め
た。その結果を第１表に示す。 実施例 ２〜８ 誘電体磁器組成物が第１表記載の組成になるよ
うに出発原料の使用量をかえ、焼成温度を一部の
実施例について第１表記載の温度にかえたほか
は、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製
造し、電気的特性を測定した。その結果を第１表
に示す。 比較例 １〜４ 誘電体磁器組成物が第１表記載の組成になるよ
うに出発原料の使用量をかえ、焼成温度を第１表
記載の温度にかえたほかは、実施例１と同様にし
て誘電体磁器組成物を製造し、電気的特性を測定
したその結果を第１表に示す。 【表】
びチタンの酸化物からなる誘電体共振器材料とし
て好適な誘電体磁器組成物に関するものである。 更に詳しくは、本発明は、マイクロ波周波数
帯、特に２〜6GHz帯で使用される誘電体共振器
としたときに、無負荷Ｑ（Qu）および比誘電率
（εr）が大きく、共振周波数の温度係数（τf）の
安定度がすぐれた誘電体磁器組成物に関するもの
である。 マイクロ波回路に空胴共振器を用いた場合共振
器の大きさがマイクロ波の波長と同程度になるた
め、回路の小型化に対する要望が高まるにつれて
共振器として誘電体磁器を用い、波長そのものを
短縮して回路の小型化をはかる方法がとられるよ
うになつてきた。 誘電体共振器の大きさは√rに反比例し、比誘
電率が大きいほど共振器を小さくでき、回路を小
型化できるので、共振器材料の磁器組成物として
は一般に比誘電率の大きなものが望ましいが、比
誘電率が極端に大きすぎると、あまりにも共振器
が小さくなりすぎ、かえつて取扱いが困難になる
ため、共振器が使用される周波数帯域によつて要
求される比誘電率の値も異なつてくる。 また誘電体共振器の性能としては、誘電体損失
の少ないもの、換言すると無負荷Quの値ができ
るだけ大きく、安定した温度特性のものがよい
が、一般に比誘電率が大きなものは無負荷Quの
値が小さく、また周波数が高くなると無負荷Qu
の値もさがつてくる。 従来、誘電体共振器に使用される磁器組成物に
ついてはTiO2−ZrO2−SnO2系、CaTiO3−
MgTiO3−LaO3・2TiO2系、Ba（Zn1/3Nb2/3）O3
系などすでに多数提案されているが、２〜6GHz
帯で使用される誘電体共振器としたときに比誘電
率が小さいため、周波数帯が例えば11GHz帯程度
の場合は共振器も小さくなるが、２〜6GHz帯で
はかなり大きくなつてしまうという難点があり、
実際の使用においては不都合な点が多い。 また特公昭50−34759号公報には、次の組成式、
Sr〔Ti1-x（Zn1/3Nb2/3）x〕O3、（0.02≦ｘ≦0.08）
で表わされる磁器蓄電器材料として適した誘電体
磁器組成物が記載されている。しかしながらこの
磁器組成物の電気特性は、該公報の記載によると
1KHzの低い周波数での測定値がtanδ＝0.03％程
度（無負荷Qu＝3300程度）と小さいので、２〜
6GHz帯の高い周波数帯では、誘電損失が大きす
ぎて誘電体共振器材料としての使用は困難であ
り、またたとえ誘電体共振器を製作したとしても
共振周波数の温度係数が大きすぎる欠点がある。 本発明者らは、マイクロ波周波数帯、特に２〜
6GHz帯で使用される誘電体共振器材料として適
した誘電体磁器組成物を開発することを目的とし
て研究を行つた結果、ストロンチウム、亜鉛、ニ
オブおよびチタンが特定の割合からなる磁器組成
物が適度に大きな比誘電率を有し、無負荷Quの
値が大きく、安定した温度特性を有していること
を知り、本発明に到つた。 本発明は、ストロンチウム、亜鉛、ニオブおよ
びチタンの酸化物からなる組成式、 Sr1（Zn1/3Nb2/3）1-xTixO3 （式中、Srはストロンチウム、Znは亜鉛、Nbは
ニオブ、TiはチタンおよびＯは酸素を示し、添
字は原子数を示し、ｘは０より大きく0.5以下の
値、好ましくは0.1〜0.3である。） で表わされる誘電体磁器組成物に関するものであ
る。 上記組成式においてｘの値が大きくなると、換
言するとチタンの含有量が多くなると比誘電率が
大きくなる傾向にあるが、x0.5よりも大きくなり
すぎると無負荷Quの値が小さすぎ、またτfの値
が極度に大きくなりすぎるので誘電体共振器材料
としては適当でない。またｘが０の場合は無負荷
Quの値は大きくなるが、比誘電率が小さい。 本発明の誘電体磁器組成物は、２〜6GHzのマ
イクロ波周波数帯用誘電体共振器材料として特に
好適であり、後記実施例から明らかであるよう
に、例えば上記組成式においてｘ＝0.12（実施例
１）のもので共振器を製作した場合、比誘電率が
44であるので共振器の大きさを直径15mmφ、厚さ
3.2mm程度に小型化することができ、その際のQu
の値も5500と大きく、共振周波数の温度係数
（τf）も0ppm／℃ときわめて安定しているので、
小型の高性能のマイクロ波回路を構成することが
できる。 また本発明の誘電体磁器組成物においては、共
振周波数の温度係数を広い範囲で変えることもで
きるので、誘電体共振器を製作する際、周囲の状
況に応じたτfのものを選択でき、共振器の温度特
性におよぼす影響をなくすことが可能である。 本発明の誘電体磁器組成物は、化学的に高純度
のストロンチウム、亜鉛、ニオブ、チタンなどの
炭酸塩、酸化物などの出発原料を混合して仮焼し
た後、成形、焼成して焼成させる方法で製造する
ことができるが、次の仮焼を２回行う方法による
場合、特にすぐれた誘電体磁器組成物が得られ
る。 化学的に高純度の炭酸ストロンチウム、酸化亜
鉛、五酸化ニオブ、五酸化ニオブおよび二酸化チ
タンの各所定量を、水、アルコールなどの溶媒と
共に湿式混合した後、水、アルコールなどを除去
して粉砕し、酸素含有ガス雰囲気下、例えば空気
雰囲気下に800〜1300℃で約10時間程度仮焼し、
仮焼物を粉砕した後、必要に応じて再仮焼して粉
砕し、次いでポリビニルアルコールの如き有機バ
インダーを加えて均質にし、乾燥、粉砕して加圧
成形（圧力100〜1000Kg／cm2）し、成形物を空気
の如き酸素含有ガス雰囲気下に1400〜1650℃で焼
成すると誘電体磁器組成物が得られる。この誘電
体磁器組成物は、これをそのまま、あるいは必要
に応じてその形状および大きさを適当なサイズに
加工することによつて誘電体共振器として使用す
ることができる。また、この誘電体磁器組成物は
誘電体共振器材料としてばかりでなく、マイクロ
波IC用誘電体基板、誘電体調整棒などの材料と
しても利用可能である。 実施例 １ 炭酸ストロンチウム〔SrCO3〕粉末0.77モル、
酸化亜鉛〔ZnO〕粉末0.23モル、五酸化ニオブ
〔Nb2O5〕粉末0.23モルおよび二酸化チタン
〔TiO2〕粉末0.09モルを、ナイロンボールおよび
エタノールとともにボールミルに入れて10時間湿
式共混合した後、混合物をボールミルからとりだ
して溶媒のエタノールを蒸発させ、擂潰機で１時
間擂潰粉砕した。 粉砕物は、これを空気雰囲気下に1000℃で10時
間仮焼した後、再び擂潰機で１時間擂潰粉砕して
1200℃で10時間仮焼し、擂潰機で１時間粉砕し
た。 得られた仮焼粉に、濃度２重量％のポリビニル
アルコール溶液37重量％を添加して均質にした
後、脱水乾燥し、擂潰機で１時間粉砕し、成形圧
100Kg／cm2で直径20mmφ、厚さ６mmの円板に成形
した。 成形物を高純度のアルミナ製ルツボに入れ、空
気雰囲気下1600℃で２時間焼成、焼結して誘電体
磁器組成物を得た。誘電体磁器組成物を直径15mm
φ、厚さ約３mmの大きさにカツトした後、誘電体
共振器法によつて測定し、共振周波数（fp）にお
ける無負荷（Qu）および比誘電率（εr）を求め
た。共振周波数の温度依存性については、−30℃
から60℃の範囲で測定し、温度係数（τf）を求め
た。その結果を第１表に示す。 実施例 ２〜８ 誘電体磁器組成物が第１表記載の組成になるよ
うに出発原料の使用量をかえ、焼成温度を一部の
実施例について第１表記載の温度にかえたほか
は、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製
造し、電気的特性を測定した。その結果を第１表
に示す。 比較例 １〜４ 誘電体磁器組成物が第１表記載の組成になるよ
うに出発原料の使用量をかえ、焼成温度を第１表
記載の温度にかえたほかは、実施例１と同様にし
て誘電体磁器組成物を製造し、電気的特性を測定
したその結果を第１表に示す。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ストロンチウム、亜鉛、ニオブおよびチタン
の酸化物からなる組成式 Sr1（Zn1/3Nb2/3）1-xTixO3 （式中、Srはストロンチウム、Znは亜鉛、Nbは
ニオブ、TiはチタンおよびＯは酸素を示し、添
字は原子数を示し、ｘは０より大きく0.5以下の
値である。） で表わされる誘電体磁器組成物。 ２ ｘが0.1〜0.3である特許請求の範囲第１項記
載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243749A JPS60136103A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘電体磁器組成物 |
| CA000470959A CA1227028A (en) | 1983-12-26 | 1984-12-21 | Dielectric ceramic composition |
| US06/686,273 US4621067A (en) | 1983-12-26 | 1984-12-26 | Dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243749A JPS60136103A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136103A JPS60136103A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0255884B2 true JPH0255884B2 (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=17108407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58243749A Granted JPS60136103A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4621067A (ja) |
| JP (1) | JPS60136103A (ja) |
| CA (1) | CA1227028A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224503A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-02 | 宇部興産株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPH0644405B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1994-06-08 | 株式会社住友金属セラミックス | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
| JP3479324B2 (ja) * | 1993-08-19 | 2003-12-15 | 日本特殊陶業株式会社 | マイクロ波誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| ES2107933B1 (es) * | 1994-06-24 | 1998-07-01 | De La Fuente Ramiro Mau Merino | Sistema de seleccion y sintonia de hiperfrecuencias. |
| KR100292915B1 (ko) * | 1998-07-22 | 2001-09-22 | 김병규 | 유전체 세라믹 조성물 |
| KR100514539B1 (ko) * | 2002-12-02 | 2005-09-13 | 전자부품연구원 | 중간 유전율을 가지는 저온 동시소성 세라믹 조성물 및 그 제조방법 |
| CN110028318B (zh) * | 2018-10-17 | 2021-11-12 | 南京微瓷新材料科技有限公司 | 一种高品质因子SrTiO3基介质陶瓷及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933668A (en) * | 1973-07-16 | 1976-01-20 | Sony Corporation | Intergranular insulation type polycrystalline ceramic semiconductive composition |
| JPS5035236A (ja) * | 1973-07-19 | 1975-04-03 | ||
| DE2361230B2 (de) * | 1973-12-08 | 1975-10-30 | Tdk Electronics Co. Ltd., Tokio | Keramisches Dielektrikum |
| US3995300A (en) * | 1974-08-14 | 1976-11-30 | Tdk Electronics Company, Limited | Reduction-reoxidation type semiconducting ceramic capacitor |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58243749A patent/JPS60136103A/ja active Granted
-
1984
- 1984-12-21 CA CA000470959A patent/CA1227028A/en not_active Expired
- 1984-12-26 US US06/686,273 patent/US4621067A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4621067A (en) | 1986-11-04 |
| CA1227028A (en) | 1987-09-22 |
| JPS60136103A (ja) | 1985-07-19 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |