JPS6131068B2 - - Google Patents
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- JPS6131068B2 JPS6131068B2 JP57054658A JP5465882A JPS6131068B2 JP S6131068 B2 JPS6131068 B2 JP S6131068B2 JP 57054658 A JP57054658 A JP 57054658A JP 5465882 A JP5465882 A JP 5465882A JP S6131068 B2 JPS6131068 B2 JP S6131068B2
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- mol
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- dielectric constant
- porcelain
- mgo
- Prior art date
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- Expired
Links
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、TiO2−MgO−CuO−CaO系より
なる磁器組成物に係り、比誘電率εｒが大きく、
高周波帯における誘電損失角tan δが小さく、
誘電率の温度係数が組成により−150〜
200ppm／℃程度まで広範囲に制御できる磁器組
成物に関する。 近年、マイクロ波帯域での共振器などに高誘電
率で低損失な誘電体磁器材料が積極的に用いら
れ、機器の安定化、小型化が計られている。従
来、これらの誘電体材料としては、CaO−MgO
−TiO2系の３元器気組成物やこの３元系に添加
物を加えたものが検討されていた。 ところが、CaO−MgO−TiO2系磁器は誘電率
の温度係数と誘電損失角tan δが共に小さくと
れる組成範囲が狭く、組成比を変えると比誘電率
とその温度係数が同時に変化するため、例えばこ
れらの材料をマイクロ波用共振器等に応用する際
には、共振器の挿入損失を最少にでき、かつ共振
器の温度特性を最少にするために用いられる誘電
体磁器の誘電損失角tan δが最少で比誘電率の
温度係数が±0ppm／℃付近の値が得られるよう
に考慮してCaO−MgO−TiO2系で検討すると、
このような条件を満足する組成での比誘電率εｒ
値は15〜22程度であり、これ以上の大きな比誘電
率を得ることが困難であつた。 しかし、共振器の小型化にはさらに比誘電率の
大きな材料が必要であり、このためCaO−MgO
−TiO2系にLa2O3，Al2O3，Gd2O3等の添加が検
討されてきた。添加物としてLa2O3を用いる場
合、大気中のCO2と反応して炭酸塩となりやす
く、そのために組成変動の原因となり、厳密な組
成制御を必要とするこれら材料の量産化、工業化
に際して障害となつていた。また、Al2O3や
Gd2O3を添加する場合は、焼結温度が1400〜1500
℃付近の高温度が必要となり、コスト高となる等
の欠点があつた。 発明者らは上述した問題を解消し、すぐれた高
誘電率かつ低誘電損失を有する磁器組成物につい
て種々検討した結果、TiO2−MgO−CaO系磁器
に特定量のCuOを含有させることにより、比誘
電率が大きく、高周波帯域での誘電損失角tan
δが小さく、誘電率の温度係数が組成により広範
囲に制御できる磁器組成物が得られることを知見
した。 すなわち、この発明は、TiO2，MgO，CuO及
びCaOよりなる磁器組成物であつて、その成分の
組成範囲を XTiO2・YMgO・ZCuO・UCaO で表わしたときＸ，Ｙ，Ｚ，Ｕが、 24≦Ｘ≦70 mol％ 22≦Ｙ≦70 mol％ ０＜Ｚ≦５ mol％ ０＜Ｕ≦10 mol％ を満足ることを特徴とする磁器組成物である。 この発明による磁器組成物の各組成を限定した
理由は以下の通りである。 TiO2が70mol％を超え、MgOが70mol％を超
え、CaOが10mol％を超えると、誘電率の温度係
数が急激に負へと増大るため、組成変動による特
性の変化が大となり、実用上不適である。 また、TiO2が24mol％未満、MgOが22mol％未
満では、焼結磁器の誘電損失角tan δが劣化す
ると同時に焼結後の収縮によつて磁器素材にクラ
ツクが生じやすく、実用に供するには困難があ
る。 また、CuOが5mol％を超えると、誘電率の温
度係数は急激に負へと増大し、組成変動による特
性の変化が大となり、又誘電損失角tan δが劣
化すると共に焼結後の収縮によつて、磁器素材に
クラツクが発生すやすくなる。 以下に、この発明を実施例に基づいて説明す
る。 原料粉末に純度99.9％以上のTiO2，MgO，
CuO，CaCO3の各粉末を用い、第１表に示す所
定の組成となるよう秤量し、ボール・ミルで純水
とともに湿式混合した。次いで、この混合物を乾
燥した後空気中において900℃の温度で２時間仮
焼した。 この仮焼物を再びボール・ミルで湿式粉砕して
平均粒子径が１〜２μｍとした後、脱水乾燥し
た。この粉末にバインダーとして濃度８％のポリ
ビニルアルコール溶液を約5wt％添加して造粒
し、34メツシユのふるいを通して整粒したものと
を金型と油圧プレスを用いて100Kg／cm2の成型圧
力で40mm×25mm×15mmのブロツクに加圧成型し
た。成型体はその組成に応じて空気中で1150℃〜
1380℃の範囲の温度で２時間保持して焼成した。 得られた磁器組成物を厚み１mmに切断し、その
両面に市販の銀電極ペーストを焼付けて電極を形
成した後、デジタルLCRメータにより1KHz〜
10MHzの周波数で静電容量（Ｃ）と誘電体損失
（Ｄ）を測定し、各々の磁器寸法より比誘電率ε
ｒを求めた。 また、比誘電率の温度係数（τｋ ppm／
℃）は、−40℃〜＋100℃の温度範囲における静電
容量の変化をLC共振回路を用いて共振周波数の
変化（τ ppm／℃）として求め、下記(1)式
よりτｋを求めた。これの試験結果を第１表に示
す。 τ＝1/2τｋ−α …(1)式 ただし τ：共振周波数の温度係数 τｋ：誘電率の温度係数 α ：磁器の熱膨張係数 なお、第１表において、試料番号２，３，６，
８，９，11の試料はこの発明による限定外の組成
からなる磁器であり、試料番号19，20，21，22の
ものは比較例であり、これら以外の試料はこの発
明の実施例である。 第１表に示した試料結果より明らかなように、
この発明による磁器は高周波領域において比誘電
率εｒが大きく、誘電損失が小であることがわか
る。さらに、本発明磁器はその組成によつて比誘
電率の温度係数を広範囲にわたつて変化させるこ
とができ、工業上のその利用範囲並びに価値が極
めて大きい材料であることがわかる。 【表】
なる磁器組成物に係り、比誘電率εｒが大きく、
高周波帯における誘電損失角tan δが小さく、
誘電率の温度係数が組成により−150〜
200ppm／℃程度まで広範囲に制御できる磁器組
成物に関する。 近年、マイクロ波帯域での共振器などに高誘電
率で低損失な誘電体磁器材料が積極的に用いら
れ、機器の安定化、小型化が計られている。従
来、これらの誘電体材料としては、CaO−MgO
−TiO2系の３元器気組成物やこの３元系に添加
物を加えたものが検討されていた。 ところが、CaO−MgO−TiO2系磁器は誘電率
の温度係数と誘電損失角tan δが共に小さくと
れる組成範囲が狭く、組成比を変えると比誘電率
とその温度係数が同時に変化するため、例えばこ
れらの材料をマイクロ波用共振器等に応用する際
には、共振器の挿入損失を最少にでき、かつ共振
器の温度特性を最少にするために用いられる誘電
体磁器の誘電損失角tan δが最少で比誘電率の
温度係数が±0ppm／℃付近の値が得られるよう
に考慮してCaO−MgO−TiO2系で検討すると、
このような条件を満足する組成での比誘電率εｒ
値は15〜22程度であり、これ以上の大きな比誘電
率を得ることが困難であつた。 しかし、共振器の小型化にはさらに比誘電率の
大きな材料が必要であり、このためCaO−MgO
−TiO2系にLa2O3，Al2O3，Gd2O3等の添加が検
討されてきた。添加物としてLa2O3を用いる場
合、大気中のCO2と反応して炭酸塩となりやす
く、そのために組成変動の原因となり、厳密な組
成制御を必要とするこれら材料の量産化、工業化
に際して障害となつていた。また、Al2O3や
Gd2O3を添加する場合は、焼結温度が1400〜1500
℃付近の高温度が必要となり、コスト高となる等
の欠点があつた。 発明者らは上述した問題を解消し、すぐれた高
誘電率かつ低誘電損失を有する磁器組成物につい
て種々検討した結果、TiO2−MgO−CaO系磁器
に特定量のCuOを含有させることにより、比誘
電率が大きく、高周波帯域での誘電損失角tan
δが小さく、誘電率の温度係数が組成により広範
囲に制御できる磁器組成物が得られることを知見
した。 すなわち、この発明は、TiO2，MgO，CuO及
びCaOよりなる磁器組成物であつて、その成分の
組成範囲を XTiO2・YMgO・ZCuO・UCaO で表わしたときＸ，Ｙ，Ｚ，Ｕが、 24≦Ｘ≦70 mol％ 22≦Ｙ≦70 mol％ ０＜Ｚ≦５ mol％ ０＜Ｕ≦10 mol％ を満足ることを特徴とする磁器組成物である。 この発明による磁器組成物の各組成を限定した
理由は以下の通りである。 TiO2が70mol％を超え、MgOが70mol％を超
え、CaOが10mol％を超えると、誘電率の温度係
数が急激に負へと増大るため、組成変動による特
性の変化が大となり、実用上不適である。 また、TiO2が24mol％未満、MgOが22mol％未
満では、焼結磁器の誘電損失角tan δが劣化す
ると同時に焼結後の収縮によつて磁器素材にクラ
ツクが生じやすく、実用に供するには困難があ
る。 また、CuOが5mol％を超えると、誘電率の温
度係数は急激に負へと増大し、組成変動による特
性の変化が大となり、又誘電損失角tan δが劣
化すると共に焼結後の収縮によつて、磁器素材に
クラツクが発生すやすくなる。 以下に、この発明を実施例に基づいて説明す
る。 原料粉末に純度99.9％以上のTiO2，MgO，
CuO，CaCO3の各粉末を用い、第１表に示す所
定の組成となるよう秤量し、ボール・ミルで純水
とともに湿式混合した。次いで、この混合物を乾
燥した後空気中において900℃の温度で２時間仮
焼した。 この仮焼物を再びボール・ミルで湿式粉砕して
平均粒子径が１〜２μｍとした後、脱水乾燥し
た。この粉末にバインダーとして濃度８％のポリ
ビニルアルコール溶液を約5wt％添加して造粒
し、34メツシユのふるいを通して整粒したものと
を金型と油圧プレスを用いて100Kg／cm2の成型圧
力で40mm×25mm×15mmのブロツクに加圧成型し
た。成型体はその組成に応じて空気中で1150℃〜
1380℃の範囲の温度で２時間保持して焼成した。 得られた磁器組成物を厚み１mmに切断し、その
両面に市販の銀電極ペーストを焼付けて電極を形
成した後、デジタルLCRメータにより1KHz〜
10MHzの周波数で静電容量（Ｃ）と誘電体損失
（Ｄ）を測定し、各々の磁器寸法より比誘電率ε
ｒを求めた。 また、比誘電率の温度係数（τｋ ppm／
℃）は、−40℃〜＋100℃の温度範囲における静電
容量の変化をLC共振回路を用いて共振周波数の
変化（τ ppm／℃）として求め、下記(1)式
よりτｋを求めた。これの試験結果を第１表に示
す。 τ＝1/2τｋ−α …(1)式 ただし τ：共振周波数の温度係数 τｋ：誘電率の温度係数 α ：磁器の熱膨張係数 なお、第１表において、試料番号２，３，６，
８，９，11の試料はこの発明による限定外の組成
からなる磁器であり、試料番号19，20，21，22の
ものは比較例であり、これら以外の試料はこの発
明の実施例である。 第１表に示した試料結果より明らかなように、
この発明による磁器は高周波領域において比誘電
率εｒが大きく、誘電損失が小であることがわか
る。さらに、本発明磁器はその組成によつて比誘
電率の温度係数を広範囲にわたつて変化させるこ
とができ、工業上のその利用範囲並びに価値が極
めて大きい材料であることがわかる。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化銅及び
酸化カルシウムより成る磁器組成物でつて、その
成分の組成範囲を XTiO2・YMgO・ZCuO・UCaO で表わしたときＸ，Ｙ，Ｚ，Ｕが、 24≦Ｘ≦70 mol％ 22≦Ｙ≦70 mol％ ０＜Ｚ≦５ mol％ ０＜Ｕ≦10 mol％ を満足ることを特徴とする磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054658A JPS58172264A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054658A JPS58172264A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172264A JPS58172264A (ja) | 1983-10-11 |
| JPS6131068B2 true JPS6131068B2 (ja) | 1986-07-17 |
Family
ID=12976881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57054658A Granted JPS58172264A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172264A (ja) |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP57054658A patent/JPS58172264A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172264A (ja) | 1983-10-11 |
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