JP3101965B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JP3101965B2 JP3101965B2 JP07039791A JP3979195A JP3101965B2 JP 3101965 B2 JP3101965 B2 JP 3101965B2 JP 07039791 A JP07039791 A JP 07039791A JP 3979195 A JP3979195 A JP 3979195A JP 3101965 B2 JP3101965 B2 JP 3101965B2
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波、ミリ波等
の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁器組
成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミリ波
などの周波数領域において使用される種々の共振器用材
料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料や積
層型セラミックコンデンサ等に用いることができる誘電
体磁器組成物に関する。
の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁器組
成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミリ波
などの周波数領域において使用される種々の共振器用材
料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料や積
層型セラミックコンデンサ等に用いることができる誘電
体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波やミリ波
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。
【０００３】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えばＢａＯ−ＴｉＯ2 材料、ＺｒＯ−ＳｎＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 材料等が知られており、１０ＧＨｚにおいて誘電率
が３５〜４０、Ｑ値が数１０００〜１００００程度、共
振周波数の温度係数τｆが±１０ｐｐｍ／℃以下の特性
を有している。
例えばＢａＯ−ＴｉＯ2 材料、ＺｒＯ−ＳｎＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 材料等が知られており、１０ＧＨｚにおいて誘電率
が３５〜４０、Ｑ値が数１０００〜１００００程度、共
振周波数の温度係数τｆが±１０ｐｐｍ／℃以下の特性
を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】最近では通信分野
等、より高周波数帯を利用する試みがなされており、誘
電体材料に対してはより高いＱ値が要求され、また、使
用周波数が高くなるに従って共振器、基板等の寸法が小
型になるため、アプリケ−ションに際して扱い易い適当
な誘電率が要求されている。
等、より高周波数帯を利用する試みがなされており、誘
電体材料に対してはより高いＱ値が要求され、また、使
用周波数が高くなるに従って共振器、基板等の寸法が小
型になるため、アプリケ−ションに際して扱い易い適当
な誘電率が要求されている。
【０００５】しかしながら、上記した従来の材料では、
Ｑ値が低く、また誘電率が高すぎるため、１０ＧＨｚ以
上の高周波数帯での使用に際して実用的レベルにないの
が現状である。
Ｑ値が低く、また誘電率が高すぎるため、１０ＧＨｚ以
上の高周波数帯での使用に際して実用的レベルにないの
が現状である。
【０００６】また、従来の誘電体磁器組成物は、磁器密
度を向上するために高温で焼成しなければならず、ま
た、高温で焼成しても十分な磁器密度を得ることが困難
であり、強度が弱く、高Ｑ値を得にくいという問題点が
あった。
度を向上するために高温で焼成しなければならず、ま
た、高温で焼成しても十分な磁器密度を得ることが困難
であり、強度が弱く、高Ｑ値を得にくいという問題点が
あった。
【０００７】本発明者等はこのような要求に応えること
ができる材料を研究したところ、低誘電率で高Ｑ値を有
するＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる誘電
体磁器組成物を開発し、先に特願平４−２８４３２２号
に特許出願した。
ができる材料を研究したところ、低誘電率で高Ｑ値を有
するＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる誘電
体磁器組成物を開発し、先に特願平４−２８４３２２号
に特許出願した。
【０００８】しかしながら、近年においては、さらに低
誘電率で高Ｑ値が要求されるとともに、高強度化が要求
されていた。
誘電率で高Ｑ値が要求されるとともに、高強度化が要求
されていた。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明者等はこのよう
な要求に応えることができる材料を研究したところ、Ｂ
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物に対
して、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属元素を少なくとも１
種以上を含有させることにより、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ
3 、ＴａＯ5/2 からなる誘電体磁器組成物よりも磁器密
度（かさ比重）およびＱ値を向上することができること
を見出し、本発明に至った。
な要求に応えることができる材料を研究したところ、Ｂ
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物に対
して、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属元素を少なくとも１
種以上を含有させることにより、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ
3 、ＴａＯ5/2 からなる誘電体磁器組成物よりも磁器密
度（かさ比重）およびＱ値を向上することができること
を見出し、本発明に至った。
【００１０】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、金属
元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、
これらの成分のモル比による組成式をｘＢａＯ・ｙＭｇ
Ｏ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、
ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１０≦ｙ
≦０．４０、０＜ｚ≦０．３０、０＜ｗ≦０．４０、
０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．０
０を満足する主成分１００重量部に対して、ほう酸化
合物をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量
部以下、りん化合物をＰ量で０．００５重量部以上１
重量部以下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１重量部
以下、アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０
１重量部以上１重量部未満、上記〜から選ばれる少
なくとも一種を添加含有するものである。
元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、
これらの成分のモル比による組成式をｘＢａＯ・ｙＭｇ
Ｏ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、
ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１０≦ｙ
≦０．４０、０＜ｚ≦０．３０、０＜ｗ≦０．４０、
０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．０
０を満足する主成分１００重量部に対して、ほう酸化
合物をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量
部以下、りん化合物をＰ量で０．００５重量部以上１
重量部以下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１重量部
以下、アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０
１重量部以上１重量部未満、上記〜から選ばれる少
なくとも一種を添加含有するものである。
【００１１】また、金属元素として少なくともＢａ，Ｍ
ｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組
成式をｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と
表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦ｘ≦
０．５５、０．１０≦ｙ≦０．４０、０＜ｚ≦０．３
０、０＜ｗ≦０．４０、０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０、
ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００を満足する組成物１モル部に
対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４
ａ族元素から選ばれる少なくとも１種を０．２モル部以
下の割合で含有した主成分１００重量部に対して、ほ
う酸化合物をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２
０重量部以下、りん化合物をＰ量で０．００５重量部
以上１重量部以下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１
重量部以下、アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で
０．０１重量部以上１重量部未満、上記〜から選ば
れる少なくとも一種を添加含有するものである。
ｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組
成式をｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と
表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦ｘ≦
０．５５、０．１０≦ｙ≦０．４０、０＜ｚ≦０．３
０、０＜ｗ≦０．４０、０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０、
ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００を満足する組成物１モル部に
対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４
ａ族元素から選ばれる少なくとも１種を０．２モル部以
下の割合で含有した主成分１００重量部に対して、ほ
う酸化合物をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２
０重量部以下、りん化合物をＰ量で０．００５重量部
以上１重量部以下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１
重量部以下、アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で
０．０１重量部以上１重量部未満、上記〜から選ば
れる少なくとも一種を添加含有するものである。
【００１２】本発明では、金属元素として少なくともＢ
ａ，Ｍｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比に
よる組成式をｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ
5/2と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦
ｘ≦０．５５、０．１０≦ｙ≦０．４０、０＜ｚ≦０．
３０、０＜ｗ≦０．４０、０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４
０、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００を満足する主成分とする
ものであるが、ＢａＯのモル比ｘを０．４０≦ｘ≦０．
５５としたのは、ｘが０．４０未満の場合にはＱ値が低
下し焼結が困難となり、０．５５を越える場合にはＱ値
が低下するからである。ｘは０．４５≦ｘ≦０．５５が
特に望ましい。
ａ，Ｍｇ，Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比に
よる組成式をｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ
5/2と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、０．４０≦
ｘ≦０．５５、０．１０≦ｙ≦０．４０、０＜ｚ≦０．
３０、０＜ｗ≦０．４０、０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４
０、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００を満足する主成分とする
ものであるが、ＢａＯのモル比ｘを０．４０≦ｘ≦０．
５５としたのは、ｘが０．４０未満の場合にはＱ値が低
下し焼結が困難となり、０．５５を越える場合にはＱ値
が低下するからである。ｘは０．４５≦ｘ≦０．５５が
特に望ましい。
【００１３】また、ＭｇＯのモル比ｙを０．１０≦ｙ≦
０．４０としたのは、ｙが０．１０未満の場合には焼結
が困難となり、あるいはＱ値の低下を招き、０．４０を
越える場合にはＱ値が低下するからである。ｙは０．１
０≦ｙ≦０．３０が特に望ましい。さらに、ＷＯ3 のモ
ル比ｚを０＜ｚ≦０．３０としたのは、ｚが０．３０を
越える場合にはＱ値が低下するからである。ｚを０．０
１≦ｚ≦０．２６が特に望ましい。また、ＴａＯ5/2 の
モル比ｗを０＜ｗ≦０．４０としたのは、ｗが０．４０
以上の場合にはＱ値が低下するからである。ｗは０＜ｗ
≦０．３３であることが望ましい。
０．４０としたのは、ｙが０．１０未満の場合には焼結
が困難となり、あるいはＱ値の低下を招き、０．４０を
越える場合にはＱ値が低下するからである。ｙは０．１
０≦ｙ≦０．３０が特に望ましい。さらに、ＷＯ3 のモ
ル比ｚを０＜ｚ≦０．３０としたのは、ｚが０．３０を
越える場合にはＱ値が低下するからである。ｚを０．０
１≦ｚ≦０．２６が特に望ましい。また、ＴａＯ5/2 の
モル比ｗを０＜ｗ≦０．４０としたのは、ｗが０．４０
以上の場合にはＱ値が低下するからである。ｗは０＜ｗ
≦０．３３であることが望ましい。
【００１４】さらに、０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０とし
たのは、ｚ＋ｗが０．２未満の場合や０．４を越える場
合には、Ｑ値が低下あるいは焼結不良となるからであ
る。
たのは、ｚ＋ｗが０．２未満の場合や０．４を越える場
合には、Ｑ値が低下あるいは焼結不良となるからであ
る。
【００１５】また、本発明においては、０．１７≦５｜
ｘ−０．５｜＋ｙ＋０．２ｚ＜０．９４を満足すること
が望ましい。この値が０．１７未満の場合や０．９４以
上の場合には、Ｑ値が低下したり、焼結不良となる傾向
にあるからである。
ｘ−０．５｜＋ｙ＋０．２ｚ＜０．９４を満足すること
が望ましい。この値が０．１７未満の場合や０．９４以
上の場合には、Ｑ値が低下したり、焼結不良となる傾向
にあるからである。
【００１６】さらに、本発明の誘電体磁器組成物では、
上記組成物に１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよ
び周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少なくと
も１種を０．２モル部以下の割合で含有するものを主成
分としても良い。主成分にＳｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期
律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少なくとも１種
を０．２モル部以下の割合で含有させることにより、焼
結性を改善したり、誘電特性を制御、特に共振周波数の
温度係数τｆをプラス側に移行させたりすることができ
る。一方、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、
４ａ族元素から選ばれる少なくとも１種を０．２モル部
より多く含有させると、Ｑ値が低下するからである。
上記組成物に１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよ
び周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少なくと
も１種を０．２モル部以下の割合で含有するものを主成
分としても良い。主成分にＳｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期
律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少なくとも１種
を０．２モル部以下の割合で含有させることにより、焼
結性を改善したり、誘電特性を制御、特に共振周波数の
温度係数τｆをプラス側に移行させたりすることができ
る。一方、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、
４ａ族元素から選ばれる少なくとも１種を０．２モル部
より多く含有させると、Ｑ値が低下するからである。
【００１７】そして、本発明の誘電体磁器組成物では、
前記主成分１００重量部に対して、ほう酸化合物をＢ
2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量部以下、
りん化合物をＰ量で０．００５重量部以上１重量部以
下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１重量部以下、
アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部
以上１重量部未満、上記〜から選ばれる少なくとも
一種を添加含有するものである。
前記主成分１００重量部に対して、ほう酸化合物をＢ
2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量部以下、
りん化合物をＰ量で０．００５重量部以上１重量部以
下、ＳｉＯ2 を０．０１重量部以上１重量部以下、
アルカリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部
以上１重量部未満、上記〜から選ばれる少なくとも
一種を添加含有するものである。
【００１８】主成分１００重量部に対して、ほう酸化合
物の含有量をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２
０重量部以下としたのは、０．０１重量部未満の場合は
焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の向
上に効果がなく、０．２０重量部を越える場合はＱ値が
４００より低下するからである。ほう酸化合物の含有量
はＢ2 Ｏ3 換算で０．０２５重量部以上０．２重量部以
下が望ましい。
物の含有量をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２
０重量部以下としたのは、０．０１重量部未満の場合は
焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の向
上に効果がなく、０．２０重量部を越える場合はＱ値が
４００より低下するからである。ほう酸化合物の含有量
はＢ2 Ｏ3 換算で０．０２５重量部以上０．２重量部以
下が望ましい。
【００１９】また、主成分１００重量部に対して、りん
化合物の含有量をＰ量で０．００５重量部以上１．００
０重量部以下としたのは、０．００５重量部未満の場合
は焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の
向上に効果がなく、１．０００重量部を越える場合はＱ
値が４０００より低下するからである。りん化合物の含
有量はＰ量で０．０２５重量部以上０．０５重量部以下
が望ましい。
化合物の含有量をＰ量で０．００５重量部以上１．００
０重量部以下としたのは、０．００５重量部未満の場合
は焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の
向上に効果がなく、１．０００重量部を越える場合はＱ
値が４０００より低下するからである。りん化合物の含
有量はＰ量で０．０２５重量部以上０．０５重量部以下
が望ましい。
【００２０】さらに、主成分１００重量部に対して、Ｓ
ｉＯ2 を０．０１重量部以上１．００重量部以下とした
のは、０．０１重量部未満の場合は焼成温度の低下や磁
器密度（かさ比重）およびＱ値の向上に効果がなく、
１．００重量部を越える場合はＱ値が４０００より低下
するからである。ＳｉＯ2 は０．０１重量部以上０．１
重量部以下であることが望ましい。
ｉＯ2 を０．０１重量部以上１．００重量部以下とした
のは、０．０１重量部未満の場合は焼成温度の低下や磁
器密度（かさ比重）およびＱ値の向上に効果がなく、
１．００重量部を越える場合はＱ値が４０００より低下
するからである。ＳｉＯ2 は０．０１重量部以上０．１
重量部以下であることが望ましい。
【００２１】また、主成分１００重量部に対して、アル
カリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部以上
１重量部未満としたのは、０．０１重量部未満の場合は
焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の向
上に効果がなく、１重量部以上の場合はＱ値が４０００
より低下するからである。アルカリ金属含有化合物は炭
酸塩換算で０．０１重量部以上０．９重量部以下である
ことが望ましい。
カリ金属含有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部以上
１重量部未満としたのは、０．０１重量部未満の場合は
焼成温度の低下や磁器密度（かさ比重）およびＱ値の向
上に効果がなく、１重量部以上の場合はＱ値が４０００
より低下するからである。アルカリ金属含有化合物は炭
酸塩換算で０．０１重量部以上０．９重量部以下である
ことが望ましい。
【００２２】ここでほう酸化合物としてはＢ2 Ｏ3 、コ
レマナイト、ＣａＢ2 Ｏ4 、ＺｎＢ2 Ｏ4 等がある。ま
た、リン化合物としてはＨ3 ＰＯ4 、Ｐ2 Ｏ5 等があ
る。またアルカリ金属としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、
Ｃｓがある。
レマナイト、ＣａＢ2 Ｏ4 、ＺｎＢ2 Ｏ4 等がある。ま
た、リン化合物としてはＨ3 ＰＯ4 、Ｐ2 Ｏ5 等があ
る。またアルカリ金属としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、
Ｃｓがある。
【００２３】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えば、Ｂａ、Ｍｇ、Ｗ、Ｔａの酸化物あるいは焼
成により酸化物を生成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等
の金属塩を原料として用い、これらを前述した主成分の
範囲になるように秤量した後、充分に混合する。その
後、混合物を９００〜１３００℃で仮焼処理する。得ら
れた仮焼物に、例えば、Ｂ2 Ｏ3 のようなほう酸化合
物、Ｐ2 Ｏ5 のようなリン化合物、ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 のようなアルカリ金属含有化合物のうち少なくとも
一種を所定量となるように秤量し添加して、混合粉砕す
る。そしてこれをプレス成形やドクタ−ブレ−ド法等の
成形方法により所定の形状に成形する。次に成形体を大
気中等の酸化性雰囲気中で１３００〜１６００℃で焼成
することにより誘電体磁器を得ることができる。
は、例えば、Ｂａ、Ｍｇ、Ｗ、Ｔａの酸化物あるいは焼
成により酸化物を生成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等
の金属塩を原料として用い、これらを前述した主成分の
範囲になるように秤量した後、充分に混合する。その
後、混合物を９００〜１３００℃で仮焼処理する。得ら
れた仮焼物に、例えば、Ｂ2 Ｏ3 のようなほう酸化合
物、Ｐ2 Ｏ5 のようなリン化合物、ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 のようなアルカリ金属含有化合物のうち少なくとも
一種を所定量となるように秤量し添加して、混合粉砕す
る。そしてこれをプレス成形やドクタ−ブレ−ド法等の
成形方法により所定の形状に成形する。次に成形体を大
気中等の酸化性雰囲気中で１３００〜１６００℃で焼成
することにより誘電体磁器を得ることができる。
【００２４】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、Ｂａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有する主成分に対して、あるいはこれにＳ
ｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４ａ族元素か
ら選ばれる少なくとも１種を含有する主成分に対して、
ほう酸化合物、りん化合物、ＳｉＯ2 、アルカリ金属含
有化合物を所定量含有することにより、ＢａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物よりも高い磁器
強度およびＱ値を有し、かつ４０００以上のＱ値を有
し、しかも共振周波数の温度係数τｆを一定領域で自由
に制御することができるとともに、高い磁器密度（かさ
比重）により高強度を実現することができる。
Ｗ，Ｔａを含有する主成分に対して、あるいはこれにＳ
ｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４ａ族元素か
ら選ばれる少なくとも１種を含有する主成分に対して、
ほう酸化合物、りん化合物、ＳｉＯ2 、アルカリ金属含
有化合物を所定量含有することにより、ＢａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物よりも高い磁器
強度およびＱ値を有し、かつ４０００以上のＱ値を有
し、しかも共振周波数の温度係数τｆを一定領域で自由
に制御することができるとともに、高い磁器密度（かさ
比重）により高強度を実現することができる。
【００２５】
実施例１ 原料として純度９９％以上のＢａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、
ＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5の粉末を用いて、組成が表１に示す
割合となるように秤量し、純水を媒体とし、ボ−ルミル
にて２０時間湿式混合した。次にこの混合物を乾燥（脱
水）し、１２００℃で２時間仮焼した。この仮焼物を粉
砕し、所定形状に成形し、１４００〜１５５０℃で６時
間焼成し、後述する方法によりかさ比重、比誘電率、Ｑ
値および共振周波数の温度係数τｆを求めた。この結果
を表２に示す。また、前記仮焼物にＢ2 Ｏ3 、Ｈ3 ＰＯ
4 、ＳｉＯ2 、アルカリ金属含有化合物をそれぞれ表３
〜表６に示した割合となるように秤量し、イソプロピル
アルコ−ルを媒体とし、ボ−ルミルにて２０時間湿式混
合した後、バインダ−としてパラフィンワックスを１〜
１０重量％加えてから乾燥し、メッシュを通して整粒し
た。
ＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5の粉末を用いて、組成が表１に示す
割合となるように秤量し、純水を媒体とし、ボ−ルミル
にて２０時間湿式混合した。次にこの混合物を乾燥（脱
水）し、１２００℃で２時間仮焼した。この仮焼物を粉
砕し、所定形状に成形し、１４００〜１５５０℃で６時
間焼成し、後述する方法によりかさ比重、比誘電率、Ｑ
値および共振周波数の温度係数τｆを求めた。この結果
を表２に示す。また、前記仮焼物にＢ2 Ｏ3 、Ｈ3 ＰＯ
4 、ＳｉＯ2 、アルカリ金属含有化合物をそれぞれ表３
〜表６に示した割合となるように秤量し、イソプロピル
アルコ−ルを媒体とし、ボ−ルミルにて２０時間湿式混
合した後、バインダ−としてパラフィンワックスを１〜
１０重量％加えてから乾燥し、メッシュを通して整粒し
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】次に該整粒物を約１トン／ｃｍ2 の圧力で
直径１０ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状に成形した。さらに
この成形体を大気中で１４００〜１５５０℃２時間焼成
して誘電体磁器を得た。かくして得られた磁器はＪＩＳ
規格Ｃ２１４１−１９７８（電気絶縁用セラミック材料
試験方法）に基づいてにかさ比重を求めた。また、磁器
の両面を平面研磨し、誘電特性評価用の試料（直径８ｍ
ｍ、高さ６ｍｍの円柱状）を作製した。誘電特性の評価
は、前記試料を用いて誘電体円柱共振器法にて周波数約
１０ＧＨｚにおける比誘電率とＱ値を測定した。また、
−４０〜８５℃の温度範囲における共振周波数を測定
し、２５℃での共振周波数を基準にして共振周波数の温
度係数τｆを算出した。
直径１０ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状に成形した。さらに
この成形体を大気中で１４００〜１５５０℃２時間焼成
して誘電体磁器を得た。かくして得られた磁器はＪＩＳ
規格Ｃ２１４１−１９７８（電気絶縁用セラミック材料
試験方法）に基づいてにかさ比重を求めた。また、磁器
の両面を平面研磨し、誘電特性評価用の試料（直径８ｍ
ｍ、高さ６ｍｍの円柱状）を作製した。誘電特性の評価
は、前記試料を用いて誘電体円柱共振器法にて周波数約
１０ＧＨｚにおける比誘電率とＱ値を測定した。また、
−４０〜８５℃の温度範囲における共振周波数を測定
し、２５℃での共振周波数を基準にして共振周波数の温
度係数τｆを算出した。
【００３３】表１に主成分の組成、表２に主成分のかさ
比重、比誘電率、Ｑ値および共振周波数の温度係数τｆ
を示し、表３〜６にＢ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属それぞ
れ所定の化合物に換算した含有量と、かさ比重、比誘電
率、Ｑ値、共振周波数の温度係数τｆの結果を示した。
比重、比誘電率、Ｑ値および共振周波数の温度係数τｆ
を示し、表３〜６にＢ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属それぞ
れ所定の化合物に換算した含有量と、かさ比重、比誘電
率、Ｑ値、共振周波数の温度係数τｆの結果を示した。
【００３４】これらの表１〜６により、本発明の誘電体
磁器組成物では、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属を含有す
ることによって、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2
からなる組成物よりもかさ比重およびＱ値が向上し、比
誘電率が１５以上、Ｑ値が４０００以上、共振周波数の
温度係数τｆが±３０ｐｐｍ／℃以内の優れた特性を有
することがわかる。
磁器組成物では、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属を含有す
ることによって、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2
からなる組成物よりもかさ比重およびＱ値が向上し、比
誘電率が１５以上、Ｑ値が４０００以上、共振周波数の
温度係数τｆが±３０ｐｐｍ／℃以内の優れた特性を有
することがわかる。
【００３５】実施例２ 原料として純度９９％以上のＢａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、
ＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 およびＹ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｃｅ
Ｏ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｐｒ6 Ｏ11、Ｓｍ2 Ｏ3 、Ｈｆ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、ＭｎＣＯ3 、ＳｎＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｃ
ａＣＯ3 を用いて、表７に示す割合に秤量し、以下実施
例１と同様な方法で磁器を作製し、同様な測定を行なっ
た。表７に組成を、表８にかさ比重、比誘電率、Ｑ値、
共振周波数の温度係数τｆの測定結果を示した。
ＷＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 およびＹ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｃｅ
Ｏ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｐｒ6 Ｏ11、Ｓｍ2 Ｏ3 、Ｈｆ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、ＭｎＣＯ3 、ＳｎＯ2 、ＴｉＯ2 、Ｃ
ａＣＯ3 を用いて、表７に示す割合に秤量し、以下実施
例１と同様な方法で磁器を作製し、同様な測定を行なっ
た。表７に組成を、表８にかさ比重、比誘電率、Ｑ値、
共振周波数の温度係数τｆの測定結果を示した。
【００３６】
【表７】
【００３７】
【表８】
【００３８】表７および表８によれば、主成分に、Ｓ
ｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４ａ族元素か
ら選ばれる少なくとも１種を所定量含む場合にも、Ｂ、
Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属を含有することによって、Ｂａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/ 2 からなる組成物よりも
かさ比重およびＱ値が向上し、比誘電率が１５以上、Ｑ
値が４０００以上、共振周波数の温度係数τｆが±３０
ｐｐｍ／℃以内の優れた特性を有することがわかる。ま
た、主成分に、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ
族、４ａ族元素を含有すると、共振周波数の温度係数τ
ｆがプラス側に移行し、誘電特性を制御できることが判
る。
ｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ族、４ａ族元素か
ら選ばれる少なくとも１種を所定量含む場合にも、Ｂ、
Ｐ、Ｓｉ、アルカリ金属を含有することによって、Ｂａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/ 2 からなる組成物よりも
かさ比重およびＱ値が向上し、比誘電率が１５以上、Ｑ
値が４０００以上、共振周波数の温度係数τｆが±３０
ｐｐｍ／℃以内の優れた特性を有することがわかる。ま
た、主成分に、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ
族、４ａ族元素を含有すると、共振周波数の温度係数τ
ｆがプラス側に移行し、誘電特性を制御できることが判
る。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｂ
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ３、Ｔａ2 Ｏ5 から成る主成分、あ
るいはこれにＳｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ
族、第４ａ族元素を含んだ主成分に対して、Ｂ、Ｐ、Ｓ
ｉ、アルカリ金属元素を所定量含有することにより、Ｂ
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物より
かさ比重が向上し、高強度とすることができるととも
に、１０ＧＨｚでのＱ値が高く、かつ、１０ＧＨｚでＱ
値が少なくとも４０００以上の高い特性を有し、共振周
波数の温度係数τｆを±３０ｐｐｍ／℃以内に制御する
ことができる。また、主成分に、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよ
び周期律表第３ａ族、４ａ族元素を含有することによ
り、焼結性を向上するとともに、共振周波数の温度係数
τｆをプラス側に移行し、誘電特性を制御できる。
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ３、Ｔａ2 Ｏ5 から成る主成分、あ
るいはこれにＳｎ、Ｍｎ、Ｃａおよび周期律表第３ａ
族、第４ａ族元素を含んだ主成分に対して、Ｂ、Ｐ、Ｓ
ｉ、アルカリ金属元素を所定量含有することにより、Ｂ
ａＯ、ＭｇＯ、ＷＯ3 、ＴａＯ5/2 からなる組成物より
かさ比重が向上し、高強度とすることができるととも
に、１０ＧＨｚでのＱ値が高く、かつ、１０ＧＨｚでＱ
値が少なくとも４０００以上の高い特性を有し、共振周
波数の温度係数τｆを±３０ｐｐｍ／℃以内に制御する
ことができる。また、主成分に、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａおよ
び周期律表第３ａ族、４ａ族元素を含有することによ
り、焼結性を向上するとともに、共振周波数の温度係数
τｆをプラス側に移行し、誘電特性を制御できる。
【００４０】これによりマイクロ波やミリ波などの周波
数領域において使用される種々の共振器用材料やＭＩＣ
用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料等に最適とする
ことができる。
数領域において使用される種々の共振器用材料やＭＩＣ
用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料等に最適とする
ことができる。
Claims (8)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する主成分１００重量部に対して、ほう酸化合物
をＢ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量部以
下添加含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する主成分１００重量部に対して、りん化合物を
Ｐ量で０．００５重量部以上１重量部以下添加含有する
ことを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する主成分１００重量部に対して、ＳｉＯ2 を
０．０１重量部以上１重量部以下添加含有することを特
徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項４】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する主成分１００重量部に対して、アルカリ金属
含有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部以上１重量部
未満添加含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項５】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する組成物１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａ
および周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少な
くとも１種を０．２モル部以下（０を含まず）の割合で
含有した主成分１００重量部に対して、ほう酸化合物を
Ｂ2 Ｏ3 換算で０．０１重量部以上０．２０重量部以下
添加含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項６】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する組成物１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａ
および周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少な
くとも１種を０．２モル部以下（０を含まず）の割合で
含有した主成分１００重量部に対して、りん化合物をＰ
量で０．００５重量部以上１重量部以下添加含有するこ
とを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項７】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する組成物１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａ
および周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少な
くとも１種を０．２モル部以下（０を含まず）の割合で
含有した主成分１００重量部に対して、ＳｉＯ2 を０．
０１重量部以上１重量部以下添加含有することを特徴と
する誘電体磁器組成物。 - 【請求項８】金属元素として少なくともＢａ，Ｍｇ，
Ｗ，Ｔａを含有し、これらの成分のモル比による組成式
を ｘＢａＯ・ｙＭｇＯ・ｚＷＯ3 ・ｗＴａＯ5/2 と表わした時、前記ｘ、ｙ、ｚ、ｗが、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１０≦ｙ≦０．４０ ０＜ｚ≦０．３０ ０＜ｗ≦０．４０ ０．２０≦ｚ＋ｗ≦０．４０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．００ を満足する組成物１モル部に対して、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃａ
および周期律表第３ａ族、４ａ族元素から選ばれる少な
くとも１種を０．２モル部以下（０を含まず）の割合で
含有した主成分１００重量部に対して、アルカリ金属含
有化合物を炭酸塩換算で０．０１重量部以上１重量部未
満添加含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07039791A JP3101965B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07039791A JP3101965B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08231272A JPH08231272A (ja) | 1996-09-10 |
| JP3101965B2 true JP3101965B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=12562782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07039791A Expired - Fee Related JP3101965B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101965B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102023398B1 (ko) * | 2017-03-31 | 2019-09-23 | 강릉원주대학교산학협력단 | Ｂｍｗ계 고주파 유전체 세라믹 소재 및 그 제조방법 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP07039791A patent/JP3101965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08231272A (ja) | 1996-09-10 |
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