JPH0458412B2 - - Google Patents
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- JPH0458412B2 JPH0458412B2 JP26288985A JP26288985A JPH0458412B2 JP H0458412 B2 JPH0458412 B2 JP H0458412B2 JP 26288985 A JP26288985 A JP 26288985A JP 26288985 A JP26288985 A JP 26288985A JP H0458412 B2 JPH0458412 B2 JP H0458412B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、緻密で欠陥の少ない誘電体磁器材
料、例えばマイクロ波通信機器用誘電体共振器や
分波器、あるいはマイクロストリツプ回路用基板
などを得るための誘電体材料の製造方法に関する
ものである。
〔従来の技術〕
例えば数種の金属アルコキシドのみを用い、こ
れらの加水分解によつて得られる微粉末を原料と
して用いることにより緻密な誘電体磁器が得られ
ること、そしてこれらのBaTiO3やSrTiO3の合成
については特公昭59−39724、特公昭59−39725号
外各種文献などで公知である。そして組成式、
SrZr1-xTixO3(0≦x≦1)で表わされる磁器材
料は、従来よりコンデンサーなどに使用される誘
電体材料として広く知られ、特に、高誘電率でか
つ誘電率の温度変化の小さい上式中0≦x≦0.1
なる範囲の磁器材料は、マイクロ波通信用誘電体
として知られている。たとえばジヤーナル オブ
ザ アメリカン セラミツクソサエテイ、7巻56
頁352〜354頁、”High−permittivity
Temperature−Stable Ceramic Dielectrics
withLow Microwave Loss”(アール シー
ケル、ゼネラルエレクトリツク社中央研究所)に
よれば、誘電率の温度係数が0になる組成は、
1.6KHzで−50〜+100℃での平均については0.043
<x<0.048の範囲にあり、4GHzで0〜60℃での
平均については0.060<x<0.063の範囲である。
また、SrZr0.955Ti0.045O3の1.6KHz、4GHzにおけ
る比誘電率は、それぞれ34.2、33.9である。
また、上記、Sr−Zr−Ti−O系誘電体磁器材
料の製造方法としては、固相反応により原料粉末
を得たものを用いる乾式法が一般的であり、固相
反応後ボールミル粉砕して得られる原料粉末の平
均粒径は、0.5μm程度であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
かかるSrZr1-xTixO3(0≦x≦0.15)の組成式
を、Sr1-〓Zr1-xTixO3-〓のように表わしたばあい、
δの値が正の値から0に近づくにつれて焼結性が
著しくわるくなるという性質を有している。ま
た、δの値が充分0に近くならなければマイクロ
波の損失が大きいという性質があることを本発明
者らは見出している。そして又δが充分に0に近
い磁器材料は、1600℃の温度で焼成しても緻密な
焼結体が得られないことを、本発明者らは乾式法
による実験の結果見い出している。従来は、この
ため、焼結助剤を添加して焼結性を向上させてい
たが、焼結助剤の添加量が多くなるにつれかえつ
て上記損失が大きくなり、メリツトが得られな
い。
さらに、上記従来の乾式法による誘電体磁器を
微視的に見ると、組成が不均一であつたり、粒径
が大きくなることにより気孔率が比較的高くなる
ことに起因して、誘電率やマイクロ波の損失など
の特性が変動し充分にそれらの特性が発揮されて
いないことがある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記のような問題点を解消するために
なされたもので、1600℃以下の焼成で、マイクロ
波の高周波帯域の損失が小さくそして、組成のば
らつきの小さな緻密な焼結体を得ることを可能に
する、即ち易焼結性でしかも組成が均一なる誘電
体材料の製造方法を提供するものである。
即ち本発明は、組成式、SrZr1-xTixO3(0≦x
≦0.15)で表わされる誘電体磁器を得るための誘
電体粉末の製造方法において、アルコールと反応
して金属アルコキシドを形成する金属ストロンチ
ウムおよびチタンテトラアルコキシド、ならびに
アルコールに可溶な無機ジルコニウム化合物を40
℃以上アルコールの沸点以下の温度範囲に保持し
たアルコール溶液中にて溶解、撹拌する工程、該
アルコール溶液を上記温度範囲において加水分解
し共沈させる工程、及び得られる沈澱物を水−ア
ルコール混合物溶液から分離して乾燥後500°〜
1000℃の温度範囲内で加熱処理を行い微粉末化す
る工程を有することを特徴とする誘電体材料の製
造方法である。
本発明においては、上記の如くアルコールと反
応して金属アルコキシドを形成する金属、ならび
に金属アルコキシドと共に、無機金属化合物をア
ルコールに溶解混合し、同時に加水分解すること
により、上記金属アルコキシドのみの場合と同等
の粒径の均一な微粉末材料が得られる。また、微
粉末材料であることによりその表面活性が増大し
結果的に焼結性が向上し、従来難焼結性とされる
SrZr1-xTixO3(0≦x≦0.15)なる組成のものに
あつて、具体的に1600℃以下の焼成で緻密な焼結
体が得られる。上記xの範囲は、焼結性がよく、
しかもマイクロ波の諸特性が良好である0.15以下
に限定される。ところで、SrZr1-xTixO3(0≦x
≦0.15)組成の誘電体磁器は、誘電率の温度係数
がxが増加するにしたがい、マイナス側に大きく
変化し、誘電率は増加することが知られている。
したがつて、比較的誘電率を大きく、温度係数を
小さくするには、プラスの温度係数を有する添加
物、例えばY2O3を添加することが有効である。
しかし他方かかるY2O3の添加はその焼結性を低
下させることになり1600℃以下の焼成では緻密な
焼結体が得られず充分な特性が引き出せないのが
普通である。本発明においては上述のように易焼
結性であることから前述したような問題点を解消
することもできる。
さらに、本発明における出発原料が、それらの
加水分解速度が同程度であることによる沈澱組成
の均一化も上記の目的のために有効である。
次に本発明においては、高価なストロンチウム
アルコキシドを用いず、アルコールと簡単に直接
反応して金属アルコキシドを形成する比較的安価
な金属ストロンチウムを使用している点コスト的
に有利である。
更に本発明における上記チタンアルコキシド
は、安価で、しかも液体であるためアルコールな
どへの溶解性がよく使用しやすい。次に金属アル
コキシドが高価でまた金属アルコキシドの合成が
置換反応を行なわなければならないように複雑な
場合、即ち特にジルコニウムやイツトリウムの場
合、安価なそれらの硝酸塩、ハロゲン化物を用い
るのが有効である。
〔作用〕
本発明においては、上記の如くアルコールと反
応して金属アルコキシドを形成する金属、ならび
に金属アルコキシドと共に、無機金属化合物をア
ルコールに溶解混合し、同時に加水分解すること
により粒径の均一な微粉末材料が得られそして微
粉末材料であることによりその表面活性が増大
し、結果的に焼結性が向上するのであり、さら
に、本発明における出発原料が、それらの加水分
解速度が同程度であることによる沈澱組成の均一
化を増し、これらが相剰して上述の問題を解決す
るように作用するものと推定される。
〔実施例〕
実施例1、及び比較例1
金属Sr,ZrO(NO3)2・2H2OおよびTi
(OC3H7)4の3種の出発原料を次表1組成の如く
用い、SrZr1-xTixO3になるように、Tiの置換量
を3〜14モル%まで変化させたものについてそれ
ぞれ秤量を行なつた。以下のそれぞれの実施例に
ついて、全く同様な方法で微粉末を合成した。ま
ず、金属Sr,Ti(OC3H7)4をその合計重量の20倍
以上の重量のイソプロピルアルコールに溶解して
75℃に保ち、Arガス雰囲気中還流下で2時間撹
拌した。次にZrO(NO3)2・2H2Oを溶解させたイ
ソプロピルアルコール溶液を加え、再び75℃Ar
ガス雰囲気中還流下で2時間程撹拌を行つた。さ
らに、同様の環境下で、希アンモニア水を適当量
加えて加水分解を行ない、5時間撹拌を行なつて
熟成させ、次いで、生成した沈澱物を充分に水、
アルコールで洗浄し、ろ過もしくは遠心分離器等
で固液分離し乾燥した。得られた沈澱物を500〜
1000℃で加熱処理し、加熱処理後の沈澱物が、ペ
ロブスカイト構造化していることをX線回析によ
り確認し、また電子顕微鏡による検査の結果粒径
は数Å〜千Å程度の微粒子であつた。
次に、上記微粉末の合成条件を検討したとこ
ろ、上記出発原料の溶解から加水分解までの工程
におけるアルコールあるいはアルコール−水混合
溶液の温度は、40℃以上、アルコールの沸点以下
でなければならないことが判つた。この40℃以下
では、該出発原料の溶解速度が遅く、またアルコ
ールは沸点以上には温度上昇しないが、必要以上
に熱量を加えるとアルコールの沸とうが激しく好
ましくない。上記加水分解時においても、この温
度範囲内であれば、組成の均一な沈澱が得られ
る。また、出発原料を溶解させるイソプロピルア
ルコールの重量は、出発原料の重量の30倍程度で
あることが好ましく、ある程度少なくした場合に
は、加水分解時の組成が不均一になることが認め
られた。そして又上記沈澱、乾燥粉末の加熱処理
温度が上記温度範囲500℃以下では吸蔵されてい
るアルコール類が残留し、後の焼成時気孔率が増
加するということになり、又1000℃を越えると粒
子径の成長が著しく反応性が低下するため、湿式
の方法による微粒子形成の目的に反することにな
る。
以上のようにして合成された微粉末をそれぞれ
700Kg/cm2の圧力で直径12mm、高さ18mmの円柱状
にプレス形成した。得られた成形体を酸素雰囲気
中、約1570℃で3時間焼成した。
得られた焼結体を研削加工により6.0mmψ×40
mm及び5.8mmψ×2.3mmHの寸法の1MHzおよび9G
Hzでの電気特性測定用の試料に加工した。1MHz、
比誘電率(0〜60℃)での平均温度係数および
9GHzにおけるQ(マイクロ波の損失の逆数)を測
定し、また、電極付与、耐湿性、誘電率などに関
して重要な因子である焼結体の密度を測定し結果
を同表に示した。
比較のために上記実施例1と同組成の誘電体磁
器をSrCO3,TiO2およびZrO2粉末を出発原料と
して従来の乾式法により作製した。このとき、出
発原料を十分にボールミルにより混合粉砕したも
のを1150℃で2時間仮焼し粉砕した。この粉末の
粒径はSEM観察により0.5μmであつた。次に700
Kg/cm2の加圧により実施例1と同様の成形体にプ
レス成形し1600℃、5時間の焼成を行ない同様に
特性を調べた。
第1図にはTiの置換量の相違による誘電率の
温度係数の変化を、夫々実施例1及び比較例1よ
る粉末を焼結して得られた磁器について示した。
同図によれば温度係数については、原料の粒径や
組成の均一性の相違はあまり影響がないことがわ
かつた。
次に第2図に、実施例1及び比較例1による原
料を用いて得られた磁器におけるTiの置換量相
違による比誘電率の変化を示した。図中の直線a
(本発明)が比較例(直線b)に比し優れて居り、
さらに第1図において温度係数が0であつた組
成、即ちSrZr0.94Ti0.06O3についてその密度を測
定したところ、実施例1によるものは5.42g/
cm3、同比較例1は、5.00g/cm3であつたことから
も考えられるように、実施例1によるものは、
1570℃の焼成でも著しく緻密に焼結していて、比
誘電率が向上していることが判つた。
実施例2及び比較例2
Sr1-〓Zr0.94Ti0.06O3-〓なる非化学量論組成の誘
電体磁器について、10×10-3≦δ≦30×10-3の範
囲下で実施例1と同様の出発原料を用い全く同様
の条件および方法により作製し特性測定用材料に
加工した。なおδ=0は実施例1の組成である。
比較のため同じ組成で従来法により焼結体を得よ
うとしたが、実施例1で述べたように十分な焼結
がなされず空気中の湿気により著しくQ(マイク
ロ波の損失の逆数)が変化し材料評価するには適
当でなかつた。そこで、Sr1-〓Zr0.94Ti0.06O3-〓の
組成に温度係数補正のためにY2O3を、又焼結剤
としてMn2O3をそれぞれ主成分組成に対し0.05モ
ル加え比較例1と同様にして誘電体磁器を得、同
様に加工してこれを比較例2とした。
第3図に上記δの値の変化にともなうQの変化
を示した。第3図中、曲線cは実施例2、曲線d
は比較例2であり、比較例は添加物の影響で全体
にQは小さいが、δは小さくなるにつれQは大き
くなるが焼結性は悪くなる傾向があつた。そして
δ<15×10-3では、難焼結性となり、充分な焼結
体は得られなかつた。これに対し、実施例2はδ
=0でも、Qの高い、即ち、マイクロ波の損失の
小さい良好な結晶体が得られ、特にδ=10×10-3
では、1550℃、4時間の焼成でも良好な焼結体が
得られた。尚ここでは示さなかつたが、比誘電
率、誘電率の温度係数は、δの値によりあまり大
きく変化することはなかつた。
[Industrial Application Field] The present invention is directed to dielectric ceramic materials that are dense and have few defects, such as dielectric resonators and duplexers for microwave communication equipment, substrates for microstrip circuits, etc. The present invention relates to a method for manufacturing body materials. [Prior Art] For example, by using only several metal alkoxides and fine powder obtained by hydrolysis of these metal alkoxides as raw materials, dense dielectric ceramics can be obtained, and these BaTiO 3 and SrTiO 3 The synthesis of is known in Japanese Patent Publication No. 59-39724, Japanese Patent Publication No. 59-39725, and various other documents. And the composition formula,
The porcelain material represented by SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x≦1) has been widely known as a dielectric material used in capacitors, etc., and has a particularly high dielectric constant and is sensitive to temperature changes in the dielectric constant. If the above formula is small, 0≦x≦0.1
A range of porcelain materials are known as dielectrics for microwave communications. For example, Journal of the American Ceramics Society, Volume 7, 56
pp. 352-354, “High-permittivity”
Temperature−Stable Ceramic Dielectrics
withLow Microwave Loss”
According to Kell, General Electric Company Central Research Laboratory), the composition where the temperature coefficient of dielectric constant is 0 is:
0.043 for average from −50 to +100℃ at 1.6KHz
<x<0.048, and 0.060<x<0.063 for the average from 0 to 60° C. at 4 GHz.
Further, the dielectric constants of SrZr 0.955 Ti 0.045 O 3 at 1.6 KHz and 4 GHz are 34.2 and 33.9, respectively. In addition, as a manufacturing method for the above-mentioned Sr-Zr-Ti-O dielectric ceramic material, a dry method is generally used that uses raw material powder obtained by solid-phase reaction, and after the solid-phase reaction, it is ground in a ball mill. The average particle size of the obtained raw material powder was about 0.5 μm. [Problem to be solved by the invention] The compositional formula of SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x≦0.15) is expressed as Sr 1- 〓Zr 1-x Ti x O 3- 〓 By the way,
It has a property that as the value of δ approaches 0 from a positive value, the sinterability deteriorates significantly. Furthermore, the present inventors have discovered that unless the value of δ is sufficiently close to 0, the microwave loss is large. Furthermore, the present inventors have discovered through experiments using a dry method that a porcelain material whose δ is sufficiently close to 0 cannot produce a dense sintered body even when fired at a temperature of 1600°C. Conventionally, sintering aids have been added to improve sinterability, but as the amount of sintering aids added increases, the loss increases, and no benefits are obtained. Furthermore, when looking microscopically at the dielectric porcelain made by the conventional dry process mentioned above, it is found that the composition is non-uniform and the porosity becomes relatively high due to the large particle size, resulting in a decrease in dielectric constant. Characteristics such as microwave loss may vary and these characteristics may not be fully demonstrated. [Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the loss in the microwave high frequency band by firing at 1600°C or lower, and to reduce the variation in composition. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a dielectric material that makes it possible to obtain a small, dense sintered body, that is, is easily sinterable and has a uniform composition. That is, the present invention has a compositional formula, SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x
≦0.15), metal strontium and titanium tetraalkoxides that react with alcohol to form metal alkoxides, and alcohol-soluble inorganic zirconium compounds are
A step of dissolving and stirring in an alcohol solution maintained at a temperature range of ℃ or above and below the boiling point of the alcohol, a step of hydrolyzing and coprecipitating the alcohol solution in the above temperature range, and a step of dissolving the resulting precipitate into a water-alcohol mixture solution. After separating and drying, 500° ~
This is a method for producing a dielectric material, which includes a step of performing heat treatment within a temperature range of 1000° C. to form a fine powder. In the present invention, an inorganic metal compound is dissolved and mixed in alcohol together with a metal that reacts with alcohol to form a metal alkoxide as described above, and is simultaneously hydrolyzed, which is equivalent to the case where only the metal alkoxide is used. A fine powder material with a uniform particle size is obtained. In addition, since it is a fine powder material, its surface activity increases, resulting in improved sinterability, which was previously thought to be difficult to sinter.
With a composition of SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x≦0.15), a dense sintered body can be obtained by specifically firing at 1600° C. or lower. The above range of x has good sinterability,
Moreover, it is limited to 0.15 or less, which provides good microwave characteristics. By the way, SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x
≦0.15) It is known that the temperature coefficient of the dielectric constant changes significantly to the negative side as x increases, and the dielectric constant increases.
Therefore, in order to make the dielectric constant relatively large and the temperature coefficient small, it is effective to add an additive having a positive temperature coefficient, such as Y 2 O 3 .
However, on the other hand, the addition of Y 2 O 3 lowers the sinterability, and when fired at temperatures below 1600°C, it is common that a dense sintered body cannot be obtained and sufficient properties cannot be brought out. In the present invention, the above-mentioned problems can also be solved because of the ease of sintering as described above. Furthermore, uniformity of the precipitate composition due to the fact that the starting materials in the present invention have similar hydrolysis rates is also effective for the above purpose. Next, the present invention is advantageous in terms of cost because it does not use expensive strontium alkoxide, but instead uses relatively inexpensive metal strontium, which easily reacts directly with alcohol to form metal alkoxide. Furthermore, the titanium alkoxide in the present invention is inexpensive and, since it is a liquid, has good solubility in alcohol and the like and is easy to use. Next, when metal alkoxides are expensive and the synthesis of metal alkoxides is complicated such that substitution reactions must be carried out, that is, especially in the case of zirconium and yttrium, it is effective to use their cheap nitrates and halides. [Function] In the present invention, an inorganic metal compound is dissolved and mixed in alcohol together with a metal that reacts with alcohol to form metal alkoxide as described above, and is simultaneously hydrolyzed to form fine particles with uniform particle size. A powder material is obtained, and being a fine powder material increases its surface activity and, as a result, improves its sinterability.Furthermore, the starting materials in the present invention have a similar rate of hydrolysis. It is presumed that these factors increase the uniformity of the precipitate composition, and that these factors work together to solve the above-mentioned problems. [Example] Example 1 and Comparative Example 1 Metal Sr, ZrO (NO 3 ) 2・2H 2 O and Ti
Three types of starting materials (OC 3 H 7 ) 4 were used as shown in the composition shown in Table 1 below, and the amount of Ti substitution was varied from 3 to 14 mol% to give SrZr 1-x Ti x O 3 . Each was weighed. Fine powders were synthesized in exactly the same manner for each of the following examples. First, the metals Sr and Ti(OC 3 H 7 ) 4 are dissolved in isopropyl alcohol with a weight more than 20 times their total weight.
The mixture was kept at 75°C and stirred for 2 hours under reflux in an Ar gas atmosphere. Next, add isopropyl alcohol solution in which ZrO(NO 3 ) 2 2H 2 O was dissolved, and heat again at 75℃ Ar.
Stirring was performed for about 2 hours under reflux in a gas atmosphere. Furthermore, under the same environment, an appropriate amount of dilute ammonia water was added to carry out hydrolysis, and the mixture was stirred for 5 hours to ripen.
It was washed with alcohol, separated into solid and liquid using filtration or a centrifugal separator, and dried. 500~
It was confirmed by X-ray diffraction that the precipitate had a perovskite structure after heat treatment at 1000℃, and the results of electron microscopy showed that it was a fine particle with a particle size of several Å to 1,000 Å. Ta. Next, we examined the synthesis conditions for the fine powder and found that the temperature of the alcohol or alcohol-water mixed solution in the process from dissolving the starting material to hydrolysis must be at least 40°C and below the boiling point of the alcohol. I found out. If the temperature is below 40°C, the dissolution rate of the starting material will be slow and the temperature of the alcohol will not rise above its boiling point, but if more heat is added than necessary, the alcohol will boil violently, which is undesirable. Even during the above hydrolysis, if the temperature is within this range, a precipitate with a uniform composition can be obtained. Further, the weight of isopropyl alcohol in which the starting material is dissolved is preferably about 30 times the weight of the starting material, and if it is reduced to a certain extent, it has been found that the composition during hydrolysis becomes non-uniform. Furthermore, if the heat treatment temperature of the precipitated and dried powder is below 500°C, occluded alcohols will remain and the porosity will increase during subsequent firing, and if it exceeds 1000°C, the particles will Growth in diameter significantly reduces reactivity, which defeats the purpose of forming microparticles by wet methods. Each of the fine powders synthesized as described above is
It was pressed into a cylindrical shape with a diameter of 12 mm and a height of 18 mm at a pressure of 700 Kg/cm 2 . The obtained molded body was fired at about 1570° C. for 3 hours in an oxygen atmosphere. The obtained sintered body was ground to 6.0mmψ×40
1MHz and 9G with dimensions of mm and 5.8mmψ×2.3mmH
It was processed into a sample for measuring electrical properties at Hz. 1MHz,
Average temperature coefficient at relative permittivity (0-60℃) and
The Q (reciprocal of microwave loss) at 9 GHz was measured, and the density of the sintered body, which is an important factor regarding electrode attachment, moisture resistance, dielectric constant, etc., was measured, and the results are shown in the same table. For comparison, a dielectric ceramic having the same composition as in Example 1 was prepared using a conventional dry method using SrCO 3 , TiO 2 and ZrO 2 powders as starting materials. At this time, the starting materials were thoroughly mixed and pulverized using a ball mill, and then calcined at 1150° C. for 2 hours and pulverized. The particle size of this powder was found to be 0.5 μm by SEM observation. then 700
It was press-molded into a molded body similar to that in Example 1 by applying a pressure of Kg/cm 2 and fired at 1600° C. for 5 hours, and its properties were examined in the same manner. FIG. 1 shows changes in the temperature coefficient of permittivity due to differences in the amount of Ti substitution for porcelains obtained by sintering the powders of Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
According to the same figure, it was found that differences in particle size and uniformity of composition of the raw materials do not have much influence on the temperature coefficient. Next, FIG. 2 shows the change in relative dielectric constant due to the difference in the amount of Ti substitution in the porcelains obtained using the raw materials according to Example 1 and Comparative Example 1. Straight line a in the diagram
(the present invention) is superior to the comparative example (straight line b),
Furthermore, when the density of the composition whose temperature coefficient was 0 in FIG .
cm 3 , and Comparative Example 1 had 5.00 g/cm 3 , as can be seen from the fact that Example 1 had
It was found that even when fired at 1570°C, the material was sintered extremely densely, and the dielectric constant was improved. Example 2 and Comparative Example 2 Regarding dielectric ceramics with a non-stoichiometric composition of Sr 1- 〓Zr 0.94 Ti 0.06 O 3- 〓, an example was carried out under the range of 10×10 -3 ≦δ≦30×10 -3 It was produced using the same starting materials as in No. 1 under exactly the same conditions and method, and processed into a material for measuring properties. Note that δ=0 is the composition of Example 1.
For comparison, an attempt was made to obtain a sintered body with the same composition using the conventional method, but as described in Example 1, sufficient sintering was not achieved and the Q (reciprocal of microwave loss) was significantly reduced due to moisture in the air. It was not suitable for material evaluation due to changes. Therefore, 0.05 mol of Y 2 O 3 was added to the composition of Sr 1- 〓Zr 0.94 Ti 0.06 O 3- 〓 to correct the temperature coefficient, and 0.05 mol of Mn 2 O 3 was added as a sintering agent to the main component composition. A dielectric ceramic was obtained in the same manner as in Example 1 and processed in the same manner as Comparative Example 2. FIG. 3 shows the change in Q as the value of δ changes. In FIG. 3, curve c is Example 2, curve d
is Comparative Example 2, and in Comparative Example, Q was small overall due to the influence of additives, but as δ became smaller, Q increased, but sinterability tended to deteriorate. When δ<15×10 -3 , sintering became difficult and a sufficient sintered body could not be obtained. On the other hand, in Example 2, δ
Even when δ=0, a good crystal with high Q, that is, low microwave loss, can be obtained, especially when δ=10×10 -3
In this case, a good sintered body was obtained even after firing at 1550°C for 4 hours. Although not shown here, the relative permittivity and the temperature coefficient of the permittivity did not change significantly depending on the value of δ.
以上の説明で明らかなように、上述のSrZr1-x
TixO3(0≦x≦0.15)で表わされる誘電体磁器の
原料の湿式による製造方法において、要するに上
記金属、金属アルコキシドならびに無機金属化合
物の加水分解による誘電体粉末の沈澱生成を行つ
たことにより、得られた生成物を、例えば1600℃
以下の焼成で、著しく緻密化されたしかもマイク
ロ波損失の小さい誘電体磁器を提供することがで
きるのでありその工業的利用効果は非常に大き
い。
As is clear from the above explanation, the above-mentioned SrZr 1-x
In a wet manufacturing method of a raw material for dielectric porcelain represented by Ti x O 3 (0≦x≦0.15), in short, dielectric powder is precipitated by hydrolysis of the metal, metal alkoxide, and inorganic metal compound. For example, the obtained product is heated at 1600℃
By the following firing process, it is possible to provide a dielectric ceramic which is extremely densified and has low microwave loss, and its industrial use effect is very large.
第1図は、本発明および従来法で得られた誘電
体磁器の誘電率の温度係数とTiのモル%との関
係を示すグラフ、第2図は同誘電体磁器の比誘電
率とTiのモル%との関係を示すグラフ、第3図
は同誘電体磁器のQ(マイクロ波の損失)とSr1-〓
Zr0.94Ti0.06O3-〓におけるδとの関係を示すグラフ
である。
Figure 1 is a graph showing the relationship between the temperature coefficient of permittivity of dielectric ceramics obtained by the present invention and the conventional method and the mole percent of Ti, and Figure 2 is a graph showing the relationship between the relative permittivity of the same dielectric ceramics and the mole % of Ti. Figure 3 is a graph showing the relationship between mole% and Q (microwave loss) of the same dielectric ceramic and Sr 1- 〓
It is a graph showing the relationship with δ in Zr 0.94 Ti 0.06 O 3- 〓.
Claims (1)
わされる誘電体磁器を得るための誘電体粉末の製
造方法において、アルコールと反応して金属アル
コキシドを形成する金属ストロンチウムおよびチ
タンテトラアルコキシド、ならびにアルコールに
可溶な無機ジルコニウム化合物を40℃以上アルコ
ールの沸点以下の温度範囲に保持したアルコール
溶液中にて溶解、撹拌する工程、該アルコール溶
液を上記温度範囲において加水分解し共沈させる
工程、及び得られる沈澱物を水−アルコール混合
物溶液から分離して乾燥後500〜1000℃の温度範
囲内で加熱処理を行い微粉末化する工程を有する
ことを特徴とする誘電体材料の製造方法。 2 上記1項中の溶解、撹拌する工程及び加水分
解し共沈させる工程を、不活性ガス雰囲気中にて
行う特許請求の範囲第1項記載の誘電体材料の製
造方法。 3 副成分としてのイツトリウムを適当量含有さ
せた無機イツトリウム化合物を上記アルコール溶
液中に存在させるか又は、上記加水分解後の水−
アルコール混合物溶液中に該無機イツトリウム化
合物を溶解させたアルコール溶液を滴下混合さ
せ、前記沈澱物中に該副成分の沈澱物を均一分散
生成させることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の誘電体材料の製造方法。 4 上記チタンテトラアルコキシドとしてチタン
テトラプロポキシドまたはチタンテトラブトキシ
ドを用いる、特許請求の範囲第1項記載の誘電体
材料の製造方法。 5 上記無機ジルコニウム化合物として、硝酸塩
もしくはハロゲン化物を用いる、特許請求の範囲
第1項記載の誘電体材料の製造方法。 6 副成分として添加する上記無機イツトリウム
化合物を硝酸塩もしくはハロゲン化物として用い
る特許請求の範囲第3項記載の誘電体材料の製造
方法。 7 溶媒であるアルコール溶液が、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、iso−プロピルアルコ
ールもしくはn−プロピルアルコールである特許
請求の範囲第1項記載の誘電体材料の製造方法。 8 上記主成分もしくは副成分の一部を、常用の
原料粉末に置き換えて、他成分の加水分解前の溶
液に添加するか加水分解後の固−液混合溶液中に
添加し混合することを特徴とする特許請求の範囲
第1項又は第3項記載の誘電体材料の製造方法。[Claims] 1. In a method for producing dielectric powder for obtaining dielectric ceramic represented by the compositional formula SrZr 1-x Ti x O 3 (0≦x≦0.15), metal alkoxide is formed by reacting with alcohol. A process of dissolving and stirring the metal strontium and titanium tetraalkoxides that form strontium and an inorganic zirconium compound soluble in alcohol in an alcohol solution maintained at a temperature range of 40°C or higher and below the boiling point of the alcohol; It is characterized by having a step of hydrolyzing and coprecipitating within a range of 100 to 100°C, and a step of separating the resulting precipitate from the water-alcohol mixture solution, drying it, and then heat-treating it within a temperature range of 500 to 1000°C to pulverize it. A method for manufacturing a dielectric material. 2. The method for producing a dielectric material according to claim 1, wherein the steps of dissolving and stirring and hydrolyzing and co-precipitating in the above item 1 are carried out in an inert gas atmosphere. 3. An inorganic yttrium compound containing an appropriate amount of yttrium as a subcomponent is present in the alcohol solution, or the water after the hydrolysis is
Claim 1, characterized in that an alcohol solution in which the inorganic yttrium compound is dissolved is mixed dropwise into an alcohol mixture solution, and a precipitate of the subcomponent is uniformly dispersed in the precipitate.
A method for producing a dielectric material as described in Section 1. 4. The method for producing a dielectric material according to claim 1, wherein titanium tetrapropoxide or titanium tetrabutoxide is used as the titanium tetraalkoxide. 5. The method for producing a dielectric material according to claim 1, wherein a nitrate or a halide is used as the inorganic zirconium compound. 6. The method for producing a dielectric material according to claim 3, wherein the inorganic yttrium compound added as a subcomponent is used as a nitrate or a halide. 7. The method for producing a dielectric material according to claim 1, wherein the alcohol solution as a solvent is methyl alcohol, ethyl alcohol, iso-propyl alcohol, or n-propyl alcohol. 8. Part of the above main component or subcomponent is replaced with a commonly used raw material powder and added to a solution of other components before hydrolysis, or added to and mixed in a solid-liquid mixed solution after hydrolysis. A method for manufacturing a dielectric material according to claim 1 or 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26288985A JPS62123017A (en) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | Production of dielectric material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26288985A JPS62123017A (en) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | Production of dielectric material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123017A JPS62123017A (en) | 1987-06-04 |
| JPH0458412B2 true JPH0458412B2 (en) | 1992-09-17 |
Family
ID=17382025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26288985A Granted JPS62123017A (en) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | Production of dielectric material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123017A (en) |
-
1985
- 1985-11-21 JP JP26288985A patent/JPS62123017A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123017A (en) | 1987-06-04 |
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