JPS597666B2 - 強誘電性磁器組成物 - Google Patents
強誘電性磁器組成物Info
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- JPS597666B2 JPS597666B2 JP53104123A JP10412378A JPS597666B2 JP S597666 B2 JPS597666 B2 JP S597666B2 JP 53104123 A JP53104123 A JP 53104123A JP 10412378 A JP10412378 A JP 10412378A JP S597666 B2 JPS597666 B2 JP S597666B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は三成分系組成物である
Ｐｂ（ＮｂａＣｒ２−３（ＸＭｎ２ａ−１）Ｏ２−Ｐｂ
Ｔｉ０３Ｊ−ＰｂＺｒ０３（１／２＜α＜２／３）のＰ
ｂの一部をＢａ、Ｃａ、、Ｂｒ、、Ｍｇのうちから選ば
れた１種で置換し、さらにＳｉＯ２を添加した強誘電性
磁器組成物に関するものである。
Ｔｉ０３Ｊ−ＰｂＺｒ０３（１／２＜α＜２／３）のＰ
ｂの一部をＢａ、Ｃａ、、Ｂｒ、、Ｍｇのうちから選ば
れた１種で置換し、さらにＳｉＯ２を添加した強誘電性
磁器組成物に関するものである。
周知のようにチタン酸ジルコン酸鉛系磁器組成物はその
良好な圧電特性を利用してセラミックフィルタ用素子、
セラミック発振子用素子などの材料に使われている。
良好な圧電特性を利用してセラミックフィルタ用素子、
セラミック発振子用素子などの材料に使われている。
これらの磁器組成物の中で従来よりすでに゜Ｐｂ（Ｎｂ
ａＣｒ２−３ａＭｎ２ｄ−、）Ｏｓ−ＰｂＴｉ０３−Ｐ
ｂＺｒ０３（１／２＜α＜２／３）よりなるものが提案
され、耐熱サイクルテストにすぐれ、焼成温度の低いも
のが得られている。
ａＣｒ２−３ａＭｎ２ｄ−、）Ｏｓ−ＰｂＴｉ０３−Ｐ
ｂＺｒ０３（１／２＜α＜２／３）よりなるものが提案
され、耐熱サイクルテストにすぐれ、焼成温度の低いも
のが得られている。
この発明はさらに上記した磁器組成物につき鋭意研究を
重ねた結果、後述するようにセラミックフィルタ素子用
として特に有用な強誘電性磁器組成物に関するものであ
る。
重ねた結果、後述するようにセラミックフィルタ素子用
として特に有用な強誘電性磁器組成物に関するものであ
る。
一般にこの種組成物についてその電気特性は円板の広が
り方向の電気機械結合係数（Ｋｐ）、機械的品質係数（
Ｑｍ）などを測定して評価されている。
り方向の電気機械結合係数（Ｋｐ）、機械的品質係数（
Ｑｍ）などを測定して評価されている。
しかしながら最近ではさらに他の特性についてよい結果
が得られる磁器組成物が要求されている。
が得られる磁器組成物が要求されている。
たとえばセラミックフィルター、その中でもステレオ用
のセナミツクフイルタは群遅延時間の特性が振幅特性と
同様に重視されるようになつた。つまり、この群遅延時
間特性は第１図に示すように、周波数変化に対して実線
で示すように直線性を示すのがよいとされている。しか
しながら実際には破線で示すようにリツプルが生じ、周
波数に対して群遅延時間は直線性を示しにくいものであ
つた。バンドパスフイルタとして使用した場合には振幅
特性の減衰域の周波数帯で群遅延時間特性はピーク値を
持つのが一般的であり、中心周波数付近で群遅延時間特
性の平坦部の帯域がいかに広く採れるかによつて通過信
号の歪率が改善されることになる。このような群遅延時
間特性の平坦部を広くするためには、セラミツク共振子
の△Ｆｒｌ△Ｆｓを大きくすることが必要である。
のセナミツクフイルタは群遅延時間の特性が振幅特性と
同様に重視されるようになつた。つまり、この群遅延時
間特性は第１図に示すように、周波数変化に対して実線
で示すように直線性を示すのがよいとされている。しか
しながら実際には破線で示すようにリツプルが生じ、周
波数に対して群遅延時間は直線性を示しにくいものであ
つた。バンドパスフイルタとして使用した場合には振幅
特性の減衰域の周波数帯で群遅延時間特性はピーク値を
持つのが一般的であり、中心周波数付近で群遅延時間特
性の平坦部の帯域がいかに広く採れるかによつて通過信
号の歪率が改善されることになる。このような群遅延時
間特性の平坦部を広くするためには、セラミツク共振子
の△Ｆｒｌ△Ｆｓを大きくすることが必要である。
ここで△Ｆｒ、△Ｆｓとは第２図で示すように、Ｓモー
ド（共振モード）の共振周波数Ｆｒｓとａモード（反共
振モード）の共振周波数Ｆｒａの差が△Ｆｒ（△Ｆｒ＝
Ｆｒａ−Ｆｒｓ）であり、Ｓモードの共振周波数Ｆｒｓ
と反共振周波数Ｆａｓの差が△Ｆｓ（△Ｆｓ−Ｆａｓｆ
ｒｓ）であり、△Ｆｒ、△Ｆｓを大きくすることが群遅
延時間特性の良好なものを得るための目安となる。また
、上記したステレオ用のセラミツクフイルタとしては中
心周波数の温度特性の良好なもの、特に直線性にすぐれ
たものが要求されており、そのために中心周波数の温度
特性の良好な組成物が要求されている。
ド（共振モード）の共振周波数Ｆｒｓとａモード（反共
振モード）の共振周波数Ｆｒａの差が△Ｆｒ（△Ｆｒ＝
Ｆｒａ−Ｆｒｓ）であり、Ｓモードの共振周波数Ｆｒｓ
と反共振周波数Ｆａｓの差が△Ｆｓ（△Ｆｓ−Ｆａｓｆ
ｒｓ）であり、△Ｆｒ、△Ｆｓを大きくすることが群遅
延時間特性の良好なものを得るための目安となる。また
、上記したステレオ用のセラミツクフイルタとしては中
心周波数の温度特性の良好なもの、特に直線性にすぐれ
たものが要求されており、そのために中心周波数の温度
特性の良好な組成物が要求されている。
したがつて、この発明は良好な群遅延時間特性を有する
セラミツクフイルタを構成できる強誘電性磁器組成物を
提供することを目的とする。
セラミツクフイルタを構成できる強誘電性磁器組成物を
提供することを目的とする。
また、この発明は中心周波数の温度特性の良好なセラミ
ツクフイルタを構成できる強誘電性磁器組成物を提供す
ることを目的とする。以下この発明を実施例に従つて詳
述する。
ツクフイルタを構成できる強誘電性磁器組成物を提供す
ることを目的とする。以下この発明を実施例に従つて詳
述する。
実施例
素原料として、ＰｂＯまたはＰｂ３Ｏ４、Ｎｂ２Ｏ５、
Ｃｒ２Ｏ３またはＰｂｃｒＯ４、ＭｎＯ２またはＭｎｃ
Ｏ３、ＴｌＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＢａｃＯ３、Ｃ
ａｃＯ３、ＳｒｃＯ３、ＭｇＣＯ３またはＭｇ（０Ｈ）
２を用い、第１表に示される磁器組成物が得られるよう
に秤量した。
Ｃｒ２Ｏ３またはＰｂｃｒＯ４、ＭｎＯ２またはＭｎｃ
Ｏ３、ＴｌＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＢａｃＯ３、Ｃ
ａｃＯ３、ＳｒｃＯ３、ＭｇＣＯ３またはＭｇ（０Ｈ）
２を用い、第１表に示される磁器組成物が得られるよう
に秤量した。
次に秤量原料をメノウボールを使用してポツトミルにて
約２０時間湿式混合した。
約２０時間湿式混合した。
混合原料を乾焼したのち約８００℃で２時間保持して仮
焼した。その後、有機バインダを適量混合し、湿式混合
を５〜１０時間行い、８０メツシユの篩を通して整粒し
た。この粉体を１０００〜２０００ｋ９／Ｃｄの圧力で
、２０ｍｍＸ２０ｍｕ×１ｍｍの角板と、直径２２ｍ７
７！、厚み１．２ｍｍの円板にそれぞれ成型し、第１表
に示す温度にて焼成した。焼成した後、まず角板の試料
を研磨し、厚みを約２００１ｔｍとした。
焼した。その後、有機バインダを適量混合し、湿式混合
を５〜１０時間行い、８０メツシユの篩を通して整粒し
た。この粉体を１０００〜２０００ｋ９／Ｃｄの圧力で
、２０ｍｍＸ２０ｍｕ×１ｍｍの角板と、直径２２ｍ７
７！、厚み１．２ｍｍの円板にそれぞれ成型し、第１表
に示す温度にて焼成した。焼成した後、まず角板の試料
を研磨し、厚みを約２００１ｔｍとした。
研磨後の試料の両面に銀電極を蒸着し、６０℃の油中に
て３〜４Ｋ／Ｍｍの直流電界を印加して分極を行つた。
分極した試料について第３図に示すような電極をエツチ
ングにより形成し、エネルギー閉じ込め型の三端子セラ
ミツクフイルタを作成して△Ｆｓ、△Ｆｒおよび中心周
波数の温度係数（ＦＲ−ＴＣ）を測定し、その結果を第
２表に示した。次いで、円板試料の両面に銀電極を焼付
け、８０℃の油中にて２．０〜４．０Ｋ／Ｍｍの直流電
界を印加し分極を行つた。
て３〜４Ｋ／Ｍｍの直流電界を印加して分極を行つた。
分極した試料について第３図に示すような電極をエツチ
ングにより形成し、エネルギー閉じ込め型の三端子セラ
ミツクフイルタを作成して△Ｆｓ、△Ｆｒおよび中心周
波数の温度係数（ＦＲ−ＴＣ）を測定し、その結果を第
２表に示した。次いで、円板試料の両面に銀電極を焼付
け、８０℃の油中にて２．０〜４．０Ｋ／Ｍｍの直流電
界を印加し分極を行つた。
分極した試料について、比誘電率（ε人／εｏ）、機械
的品質係数（Ｑｍ）、および電気機械結合係数（Ｋｐ）
を測定し、その結果を第２表に示した。なお、Ｓモード
、ａモードの共振周波数（Ｆｒｓ、Ｆｒａ）、反共振周
波数（Ｆａｓ．ｆａａ）は第４図、第５図に示す回路よ
り求めたもので、△Ｆｓ（一Ｆａｓ−Ｆｒｓ）、△Ｆｒ
（−Ｆｒａ−Ｆｒｓ）はこれらの結果より計算した値で
ある。
的品質係数（Ｑｍ）、および電気機械結合係数（Ｋｐ）
を測定し、その結果を第２表に示した。なお、Ｓモード
、ａモードの共振周波数（Ｆｒｓ、Ｆｒａ）、反共振周
波数（Ｆａｓ．ｆａａ）は第４図、第５図に示す回路よ
り求めたもので、△Ｆｓ（一Ｆａｓ−Ｆｒｓ）、△Ｆｒ
（−Ｆｒａ−Ｆｒｓ）はこれらの結果より計算した値で
ある。
また、中心周波数の温度係数（ＦＲ−ＴＣ）は次式より
求めたものである。
求めたものである。
第１表、第２表中※印を付したものはこの発明範囲外の
ものであり、それ以外はすべてこの発明範囲内のもので
ある。
ものであり、それ以外はすべてこの発明範囲内のもので
ある。
また、第６図はこの発明の範囲を示す三元状態図である
。
。
第２表中※印を付した特許請求範囲外のものはいずれも
△Ｆｒ、△Ｆｓが小さく、群遅延時間特性の良好なもの
が得られていない。
△Ｆｒ、△Ｆｓが小さく、群遅延時間特性の良好なもの
が得られていない。
またＦＲ一ｌ−Ｌ』ＩＳｔｌｔｌｒ；ｖ鴫Ｓ置ｉ１′−
嚇：略？Ｌ４ム――宙′−ぎ鋤、いセラミツクフイルタ
を得ることが困難である。第２表から明らかなようにこ
の発明によれば、△Ｆｒ、△Ｆｓが大きく、群遅延時間
特性の良好１ − − ） ム ｂ
−、Ｌ．＜口一Ｆ 騙 １１！ノ Δｔイ
」レ ＬＦＲ−ＴＣも数１０ｐｐｍから数Ｐｐｍと水
晶フイルタなみの温度係数を有していることがわかる。
また、このように温度係数が良好であるのみならず、温
度特性の直線性にすぐれているという特徴を有している
。すなわち、第７図は、温度を−２０℃から＋８０℃に
変化させた場合に、この発明組成物より作成したエネル
ギー閉込め型の三端子セラミツクフイルタ（実線１）、
水晶フイルタ（実線２）、従来公知の組成物により作成
したエネルギー閉じ込め型の三端子セラミツクフイルタ
（実線３）についてその中心周波数の温度特性を示した
もので、実線１のこの発明のものは水晶フイルタ、従来
のセラミツクフイルタのように上または下に湾曲してお
らず、温度変化に対して直線的に変化しており、コンデ
ンサなどで温度補償する場合にきわめて有効であること
がわかる。なお実線１は試料番号９のもの、実線２はＨ
Ｔカツトのもの、実線３は試料番号１のものである。
嚇：略？Ｌ４ム――宙′−ぎ鋤、いセラミツクフイルタ
を得ることが困難である。第２表から明らかなようにこ
の発明によれば、△Ｆｒ、△Ｆｓが大きく、群遅延時間
特性の良好１ − − ） ム ｂ
−、Ｌ．＜口一Ｆ 騙 １１！ノ Δｔイ
」レ ＬＦＲ−ＴＣも数１０ｐｐｍから数Ｐｐｍと水
晶フイルタなみの温度係数を有していることがわかる。
また、このように温度係数が良好であるのみならず、温
度特性の直線性にすぐれているという特徴を有している
。すなわち、第７図は、温度を−２０℃から＋８０℃に
変化させた場合に、この発明組成物より作成したエネル
ギー閉込め型の三端子セラミツクフイルタ（実線１）、
水晶フイルタ（実線２）、従来公知の組成物により作成
したエネルギー閉じ込め型の三端子セラミツクフイルタ
（実線３）についてその中心周波数の温度特性を示した
もので、実線１のこの発明のものは水晶フイルタ、従来
のセラミツクフイルタのように上または下に湾曲してお
らず、温度変化に対して直線的に変化しており、コンデ
ンサなどで温度補償する場合にきわめて有効であること
がわかる。なお実線１は試料番号９のもの、実線２はＨ
Ｔカツトのもの、実線３は試料番号１のものである。
上記した実施例よりこの発明にかかる強磁電性磁器組成
物を特許請求の範囲どおりに限定したのは次の理由によ
る。まず、基本組成を多角形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに
囲まれた範囲に限定したのは、この範囲を外れると電気
機械結合係数（Ｋｐ）が３０％未満となるからである。
物を特許請求の範囲どおりに限定したのは次の理由によ
る。まず、基本組成を多角形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに
囲まれた範囲に限定したのは、この範囲を外れると電気
機械結合係数（Ｋｐ）が３０％未満となるからである。
また、基本組成のうちＰｂの一部と置換したＢａ，．Ｃ
ａ．Ｓｒ，．Ｍｇのうち１種の量が０．２０を越えると
、焼成が困難になるとともに電気機械結合係数（Ｋｐ）
が小さくなる。また、置換しないと群遅延時間特性が良
好にならず、また誘電率の低いものしか得られず、さら
にＦＲ−ＴＣの直線性のよいものが得られにくくなる。
次に１／２〈αく２／３に限定したのは、αが１／２に
なると熱サイクルテストに対して好結果が得られず、機
械的品質係数（Ｑｍ）が大きくならない。また、αが２
／３になると粒長長が起こり、緻密な磁器が得られなく
なるからである。ＳｌＯ２を０．０１〜０．２重量％添
加含有させたのは、０．０１重量％未満ではその添加効
果が現われないため、△Ｆｒの向上が見られず、群遅延
時間特性も悪い。また０．２重量％を越えると電気機械
結合係数（Ｋｐ）が低下し、３０％未満となつてしまう
ため実用に供さなくなる。以上のように、この発明は△
Ｆｒ、△Ｆｓの大きいものが得られるため群遅延時間特
性にすぐれており、また、中心周波数の温度係数が小さ
いという特徴を有するとともに、温度変化に対して中心
周波数が直線的に変化し、セラミツクフィルタ素子用材
料として好適なものであり、温度補償も行いやすい利点
を備えている。
ａ．Ｓｒ，．Ｍｇのうち１種の量が０．２０を越えると
、焼成が困難になるとともに電気機械結合係数（Ｋｐ）
が小さくなる。また、置換しないと群遅延時間特性が良
好にならず、また誘電率の低いものしか得られず、さら
にＦＲ−ＴＣの直線性のよいものが得られにくくなる。
次に１／２〈αく２／３に限定したのは、αが１／２に
なると熱サイクルテストに対して好結果が得られず、機
械的品質係数（Ｑｍ）が大きくならない。また、αが２
／３になると粒長長が起こり、緻密な磁器が得られなく
なるからである。ＳｌＯ２を０．０１〜０．２重量％添
加含有させたのは、０．０１重量％未満ではその添加効
果が現われないため、△Ｆｒの向上が見られず、群遅延
時間特性も悪い。また０．２重量％を越えると電気機械
結合係数（Ｋｐ）が低下し、３０％未満となつてしまう
ため実用に供さなくなる。以上のように、この発明は△
Ｆｒ、△Ｆｓの大きいものが得られるため群遅延時間特
性にすぐれており、また、中心周波数の温度係数が小さ
いという特徴を有するとともに、温度変化に対して中心
周波数が直線的に変化し、セラミツクフィルタ素子用材
料として好適なものであり、温度補償も行いやすい利点
を備えている。
第１図は群遅延時間と周波数の関係を示す図、第２図は
インピーダンスと周波数の関係を示す図、第３図はエネ
ルギーとじ込め型のセラミツクフイルタの平面図、第４
図は対称モードのインピーダンス特性を測定するための
回路図、第５図は非対称モードのインピーダンス特性を
測定するための回路図、第６図はこの発明の強誘電性磁
器組成物の基本組成の三元状態図、第７図はこの発明に
よるセラミツクフイルタ、水晶フイルタ、従来組成のセ
ラミツクフイルタについて中心周波数の温度特性を示し
た図である。
インピーダンスと周波数の関係を示す図、第３図はエネ
ルギーとじ込め型のセラミツクフイルタの平面図、第４
図は対称モードのインピーダンス特性を測定するための
回路図、第５図は非対称モードのインピーダンス特性を
測定するための回路図、第６図はこの発明の強誘電性磁
器組成物の基本組成の三元状態図、第７図はこの発明に
よるセラミツクフイルタ、水晶フイルタ、従来組成のセ
ラミツクフイルタについて中心周波数の温度特性を示し
た図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされ、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ次に示す多角形Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに囲まれる範囲にあり、ａ、ｂがそ
れぞれ０．８０≦ａ＜１．００、０＜ｂ≦０．２０、ａ
＋ｂ＝１．００の範囲、αが１／２＜α＜２／３の範囲
を満足し、さらに添加物としてＳｉＯ＿２を０．０１〜
０．２重量％含有していることを特徴とする強誘電性磁
器組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．００、Ｍｅ＝Ｂａ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｍｇから選ばれた１種。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53104123A JPS597666B2 (ja) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | 強誘電性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53104123A JPS597666B2 (ja) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | 強誘電性磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5532739A JPS5532739A (en) | 1980-03-07 |
| JPS597666B2 true JPS597666B2 (ja) | 1984-02-20 |
Family
ID=14372340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53104123A Expired JPS597666B2 (ja) | 1978-08-25 | 1978-08-25 | 強誘電性磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597666B2 (ja) |
-
1978
- 1978-08-25 JP JP53104123A patent/JPS597666B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5532739A (en) | 1980-03-07 |
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