JPH0765627A - マイクロ波用誘電体セラミックス - Google Patents
マイクロ波用誘電体セラミックスInfo
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- JPH0765627A JPH0765627A JP5210138A JP21013893A JPH0765627A JP H0765627 A JPH0765627 A JP H0765627A JP 5210138 A JP5210138 A JP 5210138A JP 21013893 A JP21013893 A JP 21013893A JP H0765627 A JPH0765627 A JP H0765627A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度係数が０（ｐｐｍ／℃）付近において比
誘電率（εr ）および無負荷Ｑ（Ｑu ）が従来より大き
いマイクロ波用誘電体セラミックスを提供することにあ
る。 【構成】 酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリウム
（ＣｅＯ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から成
り、主成分の組成式をＸ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（Ｚ
ｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモ
ル％で、４７≦Ｘ≦５５、４４．８≦Ｙ≦５３、０＜Ｚ
≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００の範囲としてあり、Ｗをモル
比で０．２５≦Ｗ≦０．４５の範囲としてあり、この主
成分に対しＭｎＯ2 を２重量％以下添加してある。
誘電率（εr ）および無負荷Ｑ（Ｑu ）が従来より大き
いマイクロ波用誘電体セラミックスを提供することにあ
る。 【構成】 酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリウム
（ＣｅＯ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から成
り、主成分の組成式をＸ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（Ｚ
ｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモ
ル％で、４７≦Ｘ≦５５、４４．８≦Ｙ≦５３、０＜Ｚ
≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００の範囲としてあり、Ｗをモル
比で０．２５≦Ｗ≦０．４５の範囲としてあり、この主
成分に対しＭｎＯ2 を２重量％以下添加してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波用誘電体
セラミックス、特にその比誘電率（εr ）および無負荷
Ｑ（Ｑu ）が大きくかつ組成を変化させることにより共
振周波数の温度係数（τf ）を０ｐｐｍ／℃を中心にし
て正または負の任意の値に変化させ得るマイクロ波用誘
電体セラミックスに関するものである。
セラミックス、特にその比誘電率（εr ）および無負荷
Ｑ（Ｑu ）が大きくかつ組成を変化させることにより共
振周波数の温度係数（τf ）を０ｐｐｍ／℃を中心にし
て正または負の任意の値に変化させ得るマイクロ波用誘
電体セラミックスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘
電体フィルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受
信機等に数多く用いられている。このような用途に用い
られる誘電体セラミックスとしては、比誘電率（εr ）
および無負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、かつ、その組成を変
えることによって共振周波数の温度係数（τf ）が０ｐ
ｐｍ／℃を中心にして正または負の任意の値に設定でき
るものが望まれている。
電体フィルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受
信機等に数多く用いられている。このような用途に用い
られる誘電体セラミックスとしては、比誘電率（εr ）
および無負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、かつ、その組成を変
えることによって共振周波数の温度係数（τf ）が０ｐ
ｐｍ／℃を中心にして正または負の任意の値に設定でき
るものが望まれている。
【０００３】従来、このような誘電体セラミックスとし
て、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系のもの、さらに、たとえば特公
昭５５−３４５３５号公報若しくは同５５−３４５２６
号公報に開示されているようなＺｒＯ2 −ＳｎＯ2 −Ｔ
ｉＯ2 系のもの、さらに、たとえばこの出願の出願人に
かかる特開昭５９−２３０２０６号公報に開示されてい
るようなＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｓｍ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 系
のもの、さらに、たとえばこの出願の出願人にかかる特
開平３−８０１５０号公報に開示されているようなＢａ
Ｏ−ＴｉＯ2 −Ｎｄ2 Ｏ3 −Ｓｍ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 系
のものなどがあった。
て、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系のもの、さらに、たとえば特公
昭５５−３４５３５号公報若しくは同５５−３４５２６
号公報に開示されているようなＺｒＯ2 −ＳｎＯ2 −Ｔ
ｉＯ2 系のもの、さらに、たとえばこの出願の出願人に
かかる特開昭５９−２３０２０６号公報に開示されてい
るようなＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｓｍ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 系
のもの、さらに、たとえばこの出願の出願人にかかる特
開平３−８０１５０号公報に開示されているようなＢａ
Ｏ−ＴｉＯ2 −Ｎｄ2 Ｏ3 −Ｓｍ2 Ｏ3 −Ｌａ2 Ｏ3 系
のものなどがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の誘電体セラミックスを用いて誘電体共振器、誘電
体フィルタを作製した場合、温度係数が０（ｐｐｍ／
℃）付近では比誘電率（εr ）は高いものでも６０〜９
０程度であり、誘電体共振器等の小形化を図る上で十分
大きいとはいえず不十分であるという問題点があった。
この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
であって、従って、この発明の目的は、温度係数が０
（ｐｐｍ／℃）付近において比誘電率（εr ）および無
負荷Ｑ（Ｑu ）が従来より大きいマイクロ波用誘電体セ
ラミックスを提供することにある。
従来の誘電体セラミックスを用いて誘電体共振器、誘電
体フィルタを作製した場合、温度係数が０（ｐｐｍ／
℃）付近では比誘電率（εr ）は高いものでも６０〜９
０程度であり、誘電体共振器等の小形化を図る上で十分
大きいとはいえず不十分であるという問題点があった。
この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
であって、従って、この発明の目的は、温度係数が０
（ｐｐｍ／℃）付近において比誘電率（εr ）および無
負荷Ｑ（Ｑu ）が従来より大きいマイクロ波用誘電体セ
ラミックスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のマイクロ波用誘電体セラミックスによれ
ば、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から成り、主成
分の組成式を Ｘ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（ＺｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモル％で ４７≦Ｘ≦５５ ４４．８≦Ｙ≦５３ ０＜Ｚ≦１ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ の範囲としてあり、Ｗをモル比で ０．２５＜Ｗ≦０．４５ の範囲としてあり、この主成分に対しＭｎＯ2 を２重量
％以下添加したことを特徴とする。
め、この発明のマイクロ波用誘電体セラミックスによれ
ば、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から成り、主成
分の組成式を Ｘ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（ＺｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモル％で ４７≦Ｘ≦５５ ４４．８≦Ｙ≦５３ ０＜Ｚ≦１ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ の範囲としてあり、Ｗをモル比で ０．２５＜Ｗ≦０．４５ の範囲としてあり、この主成分に対しＭｎＯ2 を２重量
％以下添加したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】この発明の構成によれば、マイクロ波用誘電体
セラミックスの組成範囲を上述した所定範囲内に特定し
てあるので、後述する実験結果からも明らかなように、
温度係数τf が０（ｐｐｍ／℃）付近でも比誘電率（ε
r ）および無負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、しかも、組成を
変化させることにより零を中心にして正または負の任意
の温度係数τf を示すセラミックスが得られる。
セラミックスの組成範囲を上述した所定範囲内に特定し
てあるので、後述する実験結果からも明らかなように、
温度係数τf が０（ｐｐｍ／℃）付近でも比誘電率（ε
r ）および無負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、しかも、組成を
変化させることにより零を中心にして正または負の任意
の温度係数τf を示すセラミックスが得られる。
【０００７】
【実施例】以下、この発明のマイクロ波用誘電体セラミ
ックスの実施例につき説明する。
ックスの実施例につき説明する。
【０００８】出発原料として化学的に高純度のＣａＣＯ
3 、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 およびＭｎＣＯ3 を表
１に示す組成になるよう秤量し、それらをポットミルを
用いて純水とジルコニアボールと共に２４時間混合し
た。この混合物を脱水、乾燥させた後得られた混合粉を
高純度のアルミナ匣を用いて９００℃の温度で２時間仮
焼した。得られた仮焼物をポットミルで純水とジルコニ
アボールと共に２４時間粉砕した。この粉砕物を脱水、
乾燥した後これにバインダを添加して造粒した後、３２
メッシュの篩を通して整粒した。得られた造粒粉体を、
金型と油圧プレスとを用いて、成形圧力１〜３ｔｏｎ／
ｃｍ2 で成形して直径１６ｍｍ，厚さ９ｍｍの円板状の
成形体を得た。次に、得られた成形体を高純度のアルミ
ナ匣に入れ、１２００℃〜１４００℃の温度範囲で２時
間焼成し、誘電体セラミックスを得た。得られ各組成の
誘電体セラミックスについて、ハッキ・コ−ルマン法に
よりそれぞれの比誘電率（εr ）および無負荷Ｑ
（Ｑu ）をそれぞれ測定した。また、共振周波数の温度
係数（τf ）を、下記（１）式に従って、２０℃におけ
る共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃と＋８０
℃の温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−４０）、
ｆ（８０）と温度差ΔＴ（ここではΔＴ＝８０−（−４
０）＝１２０）からそれぞれ求めた。
3 、ＰｂＯ、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 およびＭｎＣＯ3 を表
１に示す組成になるよう秤量し、それらをポットミルを
用いて純水とジルコニアボールと共に２４時間混合し
た。この混合物を脱水、乾燥させた後得られた混合粉を
高純度のアルミナ匣を用いて９００℃の温度で２時間仮
焼した。得られた仮焼物をポットミルで純水とジルコニ
アボールと共に２４時間粉砕した。この粉砕物を脱水、
乾燥した後これにバインダを添加して造粒した後、３２
メッシュの篩を通して整粒した。得られた造粒粉体を、
金型と油圧プレスとを用いて、成形圧力１〜３ｔｏｎ／
ｃｍ2 で成形して直径１６ｍｍ，厚さ９ｍｍの円板状の
成形体を得た。次に、得られた成形体を高純度のアルミ
ナ匣に入れ、１２００℃〜１４００℃の温度範囲で２時
間焼成し、誘電体セラミックスを得た。得られ各組成の
誘電体セラミックスについて、ハッキ・コ−ルマン法に
よりそれぞれの比誘電率（εr ）および無負荷Ｑ
（Ｑu ）をそれぞれ測定した。また、共振周波数の温度
係数（τf ）を、下記（１）式に従って、２０℃におけ
る共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃と＋８０
℃の温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−４０）、
ｆ（８０）と温度差ΔＴ（ここではΔＴ＝８０−（−４
０）＝１２０）からそれぞれ求めた。
【０００９】 τf ＝｛ｆ（８０）−ｆ（−４０）｝／｛ｆ（２０）×１２０｝・・（１） 各組成の誘電体セラミックスの誘電特性の測定結果を表
１に示す。本測定における共振周波数は３〜５ＧＨZ で
あった。なお、表１において＊印を付した試料番号のも
のは、この発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試
料がこの発明の範囲内の実施例である。
１に示す。本測定における共振周波数は３〜５ＧＨZ で
あった。なお、表１において＊印を付した試料番号のも
のは、この発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試
料がこの発明の範囲内の実施例である。
【００１０】表１の実験結果によれば、Ｘ即ち（ＣａW
Ｐｂ1-W ）Ｏのモル％が４７未満あるいはＹ即ちＺｒＯ
2 のモル％が５３を超える場合（試料Ｎｏ．２０）、及
び、Ｘ即ち（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏのモル％が５５を超え
るかあるいはＹ即ちＺｒＯ2のモル％が４４．８未満の
場合（試料Ｎｏ．２１）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）及び比誘
電率（εr ）が小さくなるので本発明の目的に不適当な
ことが分かる。さらに、Ｚ即ちＣｅＯ2 のモル％が１．
０を超える場合（試料Ｎｏ．１１）あるいは０の場合
（試料Ｎｏ．７）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）が小さくなるの
で本発明の目的に不適当なことが分かる。また、Ｗ即ち
Ｃａのモル比が０．２５以下の場合（試料Ｎｏ．１）は
温度係数（τf ）が正に大きくなり、Ｗが０．４５を超
える場合（試料Ｎｏ．６）は温度係数（τf ）が負に大
きくなると共に比誘電率（εr ）が５０以下と小さくな
るので、本発明の目的に不適当なことが分かる。また、
Ｍｎは、それを少量添加すると焼結性を改善でき無負荷
Ｑ（Ｑu ）を向上させ得ることが分かるが、その添加量
がＯの場合（試料Ｎｏ．１２）及び２重量％を超える場
合（試料Ｎｏ．１７）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）が５００以
下と小さくなるので、本発明の目的に不適当であること
が分かる。従って、上述した組成範囲はこの発明から除
外する。よって、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム
（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリ
ウム（ＣｅＯ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から
成るマイクロ波用誘電体セラミックスを構成する際、主
成分の組成式を Ｘ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（ＺｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモル％で ４７≦Ｘ≦５５ ４４．８≦Ｙ≦５３ ０＜Ｚ≦１ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ の範囲とし、Ｗをモル比で ０．２５＜Ｗ≦０．４５ の範囲とし、この主成分に対しＭｎＯ2 を２重量％以下
添加すると、比誘電率（εr ）、無負荷Ｑ（Ｑu ）が大
きく、温度係数（τf ）が±１００ｐｐｍ／℃の範囲内
の値を示すセラミックスが得られることが分かる。
Ｐｂ1-W ）Ｏのモル％が４７未満あるいはＹ即ちＺｒＯ
2 のモル％が５３を超える場合（試料Ｎｏ．２０）、及
び、Ｘ即ち（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏのモル％が５５を超え
るかあるいはＹ即ちＺｒＯ2のモル％が４４．８未満の
場合（試料Ｎｏ．２１）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）及び比誘
電率（εr ）が小さくなるので本発明の目的に不適当な
ことが分かる。さらに、Ｚ即ちＣｅＯ2 のモル％が１．
０を超える場合（試料Ｎｏ．１１）あるいは０の場合
（試料Ｎｏ．７）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）が小さくなるの
で本発明の目的に不適当なことが分かる。また、Ｗ即ち
Ｃａのモル比が０．２５以下の場合（試料Ｎｏ．１）は
温度係数（τf ）が正に大きくなり、Ｗが０．４５を超
える場合（試料Ｎｏ．６）は温度係数（τf ）が負に大
きくなると共に比誘電率（εr ）が５０以下と小さくな
るので、本発明の目的に不適当なことが分かる。また、
Ｍｎは、それを少量添加すると焼結性を改善でき無負荷
Ｑ（Ｑu ）を向上させ得ることが分かるが、その添加量
がＯの場合（試料Ｎｏ．１２）及び２重量％を超える場
合（試料Ｎｏ．１７）は、無負荷Ｑ（Ｑu ）が５００以
下と小さくなるので、本発明の目的に不適当であること
が分かる。従って、上述した組成範囲はこの発明から除
外する。よって、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム
（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリ
ウム（ＣｅＯ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）から
成るマイクロ波用誘電体セラミックスを構成する際、主
成分の組成式を Ｘ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（ＺｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモル％で ４７≦Ｘ≦５５ ４４．８≦Ｙ≦５３ ０＜Ｚ≦１ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ の範囲とし、Ｗをモル比で ０．２５＜Ｗ≦０．４５ の範囲とし、この主成分に対しＭｎＯ2 を２重量％以下
添加すると、比誘電率（εr ）、無負荷Ｑ（Ｑu ）が大
きく、温度係数（τf ）が±１００ｐｐｍ／℃の範囲内
の値を示すセラミックスが得られることが分かる。
【００１１】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、マイクロ
波領域において比誘電率（εr ）および無負荷Ｑ
（Ｑu ）が大きく、さらに組成を変化させることによっ
て広範囲に共振周波数の温度係数τfを変化させ得るも
のである。従ってマイクロ波領域において使用される誘
電体共振器、誘電体フィルタの小型化に有効である。あ
るいは温度保償用コンデンサ等の誘電体セラミックス
（磁器）として利用することができる。
の発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、マイクロ
波領域において比誘電率（εr ）および無負荷Ｑ
（Ｑu ）が大きく、さらに組成を変化させることによっ
て広範囲に共振周波数の温度係数τfを変化させ得るも
のである。従ってマイクロ波領域において使用される誘
電体共振器、誘電体フィルタの小型化に有効である。あ
るいは温度保償用コンデンサ等の誘電体セラミックス
（磁器）として利用することができる。
【００１２】
【表１】
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化セリウム
（ＣｅＯ2 ）および酸化マンガン（ＭｎＯ2）から成
り、主成分の組成式を Ｘ（ＣａW Ｐｂ1-W ）Ｏ＋Ｙ（ＺｒＯ2 ）＋ＺＣｅＯ2 と表わしたとき、Ｘ、Ｙ、Ｚをモル％で ４７≦Ｘ≦５５ ４４．８≦Ｙ≦５３ ０＜Ｚ≦１ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００ の範囲としてあり、Ｗをモル比で ０．２５＜Ｗ≦０．４５ の範囲としてあり、この主成分に対しＭｎＯ2 を２重量
％以下添加したことを特徴とするマイクロ波用誘電体セ
ラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210138A JPH0765627A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210138A JPH0765627A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765627A true JPH0765627A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16584414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210138A Withdrawn JPH0765627A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105924151A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-09-07 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 微波介质陶瓷粉及其方法、微波介质陶瓷、微波元器件 |
| CN111517779A (zh) * | 2019-02-03 | 2020-08-11 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 一种改良微波介质陶瓷粉及其制备方法、及其应用 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210138A patent/JPH0765627A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105924151A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-09-07 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 微波介质陶瓷粉及其方法、微波介质陶瓷、微波元器件 |
| CN111517779A (zh) * | 2019-02-03 | 2020-08-11 | 苏州艾福电子通讯股份有限公司 | 一种改良微波介质陶瓷粉及其制备方法、及其应用 |
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