(57)【要約】【課題】十分に緻密化され、且つ優れた誘電特性を有するマイクロ波誘電体磁器組成物、及び高いＱｕを有する誘電体共振器を提供する。【解決手段】本誘電体磁器組成物は、組成式ｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３（但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。）で表され（ＬｎはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ等）、且つａ／ｂ及びｃ／ｄがいずれも０．８〜１．２であるＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物と、Ｎａ成分と、Ｚｒ成分とを含有し、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、Ｎａ成分はＮａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５質量部であり、Ｚｒ成分はＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２質量部である。この誘電体磁器組成物は、Ｔａ２Ｏ５換算で０．３〜５質量部のＴａ成分を含有することができ、ＭｎＯ２換算で０．５質量部以下（特に０．０２〜０．５質量部）のＭｎ成分を含有することもできる。【選択図】      図１
2004182534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式ｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３（但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。）で表され、上記ＬｎがＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ及びＹｂのうちの少なくとも１種であり、且つａ／ｂ及びｃ／ｄがいずれも０．８〜１．２であるＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物と、Ｎａ成分と、Ｚｒ成分とを含有するマイクロ波誘電体磁器組成物であって、該Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、該Ｎａ成分はＮａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５質量部であり、該Ｚｒ成分はＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２質量部であることを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項２】
上記Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、更にＴａ２Ｏ５換算で０．３〜５質量部のＴａ成分を含有する請求項１に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項３】
上記Ｌｎの少なくとも一部がＬａである請求項１又は２に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項４】
上記Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、更にＭｎＯ２換算で０．５質量部以下のＭｎ成分を含有する請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項５】
Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物、Ｔｉ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＴｉ化合物、Ｌｎ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＬｎ化合物（Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ及びＹｂのうちの少なくとも１種である。）、Ａｌ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＡｌ化合物、Ｎａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＮａ化合物、並びにＺｒ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＺｒ化合物の各々を、Ｃａ元素、Ｔｉ元素、Ｌｎ元素及びＡｌ元素のモル比がｘ：ｘ：（１−ｘ）：（１−ｘ）［但し、ｘ及び（１−ｘ）はそれぞれの元素が個別に０．５４≦ｘ≦０．８２の範囲の値を採用する。］となり、且つ上記Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物、上記Ｔｉ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＴｉ化合物、上記Ｌｎ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＬｎ化合物、及び上記Ａｌ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＡｌ化合物の合計を１００質量部とした場合に、Ｎａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＮａ化合物が、Ｎａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５質量部となり、Ｚｒ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＺｒ化合物が、ＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２質量部となるように混合して原料混合物を調製し、その後、該原料混合物を焼成して得られたものであることを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項６】
共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷品質係数が３００００以上である請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項７】
共振周波数の温度係数が−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃である請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物からなることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項９】
共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷品質係数が３００００以上である請求項８に記載の誘電体共振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の結晶構造を有するＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物と、Ｎａ成分と、Ｚｒ成分とを含有し、緻密な焼結体からなるマイクロ波誘電体磁器組成物（以下、「誘電体磁器組成物」という。）、及びこの誘電体磁器組成物からなる誘電体共振器に関する。本発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波領域における誘電体共振器、フィルタの他、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路のインピーダンス整合部材等として使用することができる。また、本発明の誘電体共振器は、移動無線、衛星放送、衛星通信及びＣＡＴＶ等に組み込まれた各種のマイクロ波回路素子において利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ＣａＴｉＯ３系組成物からなり、ペロブスカイト型の結晶構造を有する主成分に、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ２等の酸化物を含有させることにより、マイクロ波領域で、実用上、十分な比誘電率（以下、「εｒ」と表す。）及び無負荷品質係数（以下、「Ｑｕ」と表す。）を有し、共振周波数の温度係数（以下、「τｆ」と表す。）の絶対値が小さい誘電体磁器組成物が得られることが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この誘電体磁器組成物では、Ｑｕは３５００〜４２００であり、且つτｆは０〜＋８．０ｐｐｍ／℃であって、優れた誘電特性を有している。また、上記公報に開示された誘電体磁器組成物において、Ａｌの一部を希土類元素に置換することにより、同様に優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物が得られることも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９９３２０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９５５６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１及び特許文献２に記載された誘電体磁器組成物では、特に大型の誘電体共振器等とした場合に、全体が十分に緻密化された製品とすることが容易ではなく、Ｑｕが低下する等の問題もある。
本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであり、実用上、十分なεｒ及びＱｕを有し、τｆの絶対値も小さく、且つ緻密な誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、この優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物からなり、特に大型であっても、高いＱｕを有する誘電体共振器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下のとおりである。
１．組成式ｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３（但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。）で表され、上記ＬｎがＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ及びＹｂのうちの少なくとも１種であり、且つａ／ｂ及びｃ／ｄがいずれも０．８〜１．２であるＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物と、Ｎａ成分と、Ｚｒ成分とを含有する波誘電体磁器組成物であって、該Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、該Ｎａ成分はＮａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５質量部であり、該Ｚｒ成分はＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２質量部であることを特徴とする波誘電体磁器組成物。
２．上記Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、更にＴａ２Ｏ５換算で０．３〜５質量部のＴａ成分を含有する上記１．に記載の波誘電体磁器組成物。
３．上記Ｌｎの少なくとも一部がＬａである上記１．又は２．に記載の誘電体磁器組成物。
４．上記Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部とした場合に、更にＭｎＯ２換算で０．５質量部以下のＭｎ成分を含有する上記１．乃至３．のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
５．Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物、Ｔｉ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＴｉ化合物、Ｌｎ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＬｎ化合物（Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ及びＹｂのうちの少なくとも１種である。）、Ａｌ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＡｌ化合物、Ｎａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＮａ化合物、並びにＺｒ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＺｒ化合物の各々を、Ｃａ元素、Ｔｉ元素、Ｌｎ元素及びＡｌ元素のモル比がｘ：ｘ：（１−ｘ）：（１−ｘ）［但し、ｘ及び（１−ｘ）はそれぞれの元素が個別に０．５４≦ｘ≦０．８２の範囲の値を採用する。］となり、且つ上記Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物、上記Ｔｉ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＴｉ化合物、上記Ｌｎ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＬｎ化合物、及び上記Ａｌ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＡｌ化合物の合計を１００質量部とした場合に、Ｎａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＮａ化合物が、Ｎａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５質量部となり、Ｚｒ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＺｒ化合物が、ＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２質量部となるように混合して原料混合物を調製し、その後、該原料混合物を焼成して得られたものであることを特徴とする誘電体磁器組成物。
６．共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷品質係数が３００００以上である上記１．乃至５．のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
７．共振周波数の温度係数が−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃である上記１．乃至６．のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
８．上記１．乃至７．のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物からなることを特徴とする誘電体共振器。
９．共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷品質係数が３００００以上である上記８．に記載の誘電体共振器。
尚、上記５．の「Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物」という記載は、換言すれば、「Ｃａ酸化物及び加熱によって酸化物となるＣａ化合物からなるグルーブから選択される少なくとも一方」という意味である。以下、本明細書中における「及び／又は」の記載は同じ意味である。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の誘電体磁器組成物は、実用上、十分な誘電特性を有し、且つ緻密である。
また、Ｔａ２Ｏ５換算で０．３〜５質量部のＴａ成分を含有する場合は、誘電体磁器組成物のＱｕをより向上させることができる。
更に、Ｌｎの少なくとも一部がＬａである場合は、誘電体磁器組成物のεｒ、Ｑｕ及びτｆを向上させることができる。
また、ＭｎＯ２換算で０．５質量部以下のＭｎ成分を含有する場合は、誘電体磁器組成物のＱｕをより向上させることができる。
本発明の誘電体共振器は、特に大型であっても、高いＱｕを有し、その内部まで十分に緻密化されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の誘電体磁器組成物は、組成式ｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３で表されるＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を含有する。この組成式において、上記「ｘ」は０．５４≦ｘ≦０．８２である。このｘが０．５４未満では、εｒが低下し、τｆの絶対値が負の側において大きくなる。
一方、ｘが０．８２を越える場合は、特に誘電体共振器のＱｕが低下し、τｆの絶対値が正の側において大きくなる。ｘは０．６５≦ｘ≦０．７０であることが好ましい。ｘがこの範囲であれば、εｒが３９以上、特に４４以上であり、且つＱｕが３６００以上、特に４０００以上であって、より優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物とすることができる。更に、この誘電体磁器組成物を用いた場合は、Ｑｕが３００００以上、特に３３０００以上の誘電体共振器とすることができる。
尚、ＣａａＴｉｂＯ３とＬｎｃＡｌｄＯ３の量比を表すｘと（１−ｘ）はモル比である。
【０００８】
また、上記組成式において、ＣａとＴｉとのモル比を表す上記「ａ／ｂ」及びＬｎとＡｌとのモル比を表す上記「ｃ／ｄ」は、０．８〜１．２である。このａ／ｂ及びｃ／ｄが０．８未満、又は１．２を越えると、焼結不良となり、特に誘電体共振器のＱｕが低下する。ａ／ｂ及びｃ／ｄは０．８５〜１．２、特に０．９０〜１．２、更にはａ／ｂ及びｃ／ｄが１．０、即ち、上記組成式がｘＣａＴｉＯ３−（１−ｘ）ＬｎＡｌＯ３〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕となる主成分であることが好ましい。ａ／ｂ及びｃ／ｄが０．８５〜１．２であれば、より優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物及び誘電体共振器等とすることができる。
【０００９】
更に、上記組成式において、上記「Ｌｎ」は、前記の元素のうちのいずれであってもよいが、その少なくとも一部がＬａであることが好ましく、Ｌｎの全てがＬａであってもよい。このＬａを含有させることにより、εｒが４３以上と大きく、τｆが−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃、特に−５〜＋５ｐｐｍ／℃である誘電体磁器組成物とすることができる。また、Ｌｎの少なくとも一部がＬａである場合は、誘電体共振器のＱｕを３００００以上とすることができ、ＬａにＴａ成分を併含させることによって、よりＱｕの高い誘電体共振器等とすることもできる。
【００１０】
Ｌｎの一部がＬａである場合、Ｎｄ及び／又はＳｍを併含させることができる。ＬｎがＬａとＮｄ又はＳｍであるとき、これらのモル比は、Ｌａ／Ｎｄ又はＳｍ＝０．３／０．７〜０．７／０．３であり、特にＬａ／Ｎｄ又はＳｍ＝０．４／０．６〜０．６／０．４（Ｌａ＋Ｎｄ又はＳｍ＝１とする。）であることが好ましい。更に、ＬｎがＬａとＮｄ及びＳｍであるときは、これらのモル比は、０．４≦Ｌａ＜１、０＜Ｎｄ＋Ｓｍ≦０．６であり、且つ０＜Ｎｄ≦０．２、０＜Ｓｍ≦０．５（Ｌａ＋Ｎｄ＋Ｓｍ＝１とする。）であることが好ましい。Ｌａのモル比が範囲外であると、εｒが低下し易い。一方、Ｎｄ及び／又はＳｍが範囲外であると、εｒが低下し、τｆが負の側で大きくなる傾向にある。
【００１１】
この誘電体磁器組成物は、上記「Ｎａ成分」を含有する。このＮａ成分は、通常、Ｎａ２Ｏとして含有され、Ｎａを含む複合酸化物等として含有されていてもよい。Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００質量部（以下、単に「部」という。）とした場合に、Ｎａ成分の含有量はＮａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５部である。この含有量が０．０２部未満では、誘電体磁器組成物のＱｕが十分に向上せず、特に誘電体共振器のＱｕが低下する。一方、０．５部を越える場合は、却ってＱｕが低下する。Ｎａ成分の含有量は０．０５〜０．１５部であることが好ましい。この範囲の含有量であれば、より安定して高いＱｕを有する誘電体磁器組成物とすることができる。Ｎａ成分は焼結助剤として有効に作用し、特に大型の共振器等を作製する場合に、成形体の内外部が均一に焼成される。そのため、均質な焼結体が得られ、特に高いＱｕを有する誘電体共振器とすることができる。
【００１２】
更に、この誘電体磁器組成物は、上記「Ｚｒ成分」を含有する。このＺｒ成分は、通常、ＺｒＯ２として含有され、Ｚｒを含む複合酸化物等として含有されていてもよい。これにより安定に焼成することができ、緻密度の高い焼結体が得られる温度域を広くすることができる。また、特に寸法の大きい共振器等であっても焼結むらがなく、Ｑｕの高い製品とすることができる。Ｚｒ成分の含有量は、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００部とした場合に、ＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２部である。この含有量が０．０２部未満では、焼結性が低下し、安定に焼成することができる温度域が狭くなる。また、特に寸法の大きい共振器等ではＱｕも低下する。一方、含有量が０．２部を越える場合は、誘電体磁器組成物のＱｕが低下する。Ｚｒ成分の含有量は０．０２〜０．１５部であることが好ましい。この範囲の含有量であれば、より安定に焼成することができ、特に誘電体共振器のＱｕを向上させることができる。
【００１３】
尚、この誘電体磁器組成物には、必須成分であるＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物、Ｎａ成分、Ｚｒ成分、並びに必要に応じて含有されるＴａ成分及びＭｎ成分以外に、その誘電特性及び焼結性が低下しない範囲で他の成分が含有されていてもよい。この他の成分は、必須成分を１００部とした場合に、０．５部以下、特に０．０２部以下であることが好ましい。
【００１４】
この誘電体磁器組成物には、上記「Ｔａ成分」を含有させることが好ましい。
このＴａ成分は、通常、Ｔａ２Ｏ５として含有させることができ、Ｔａを含む複合酸化物等として含有されていてもよい。Ｔａ成分の含有量は、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００部とした場合に、Ｔａ２Ｏ５換算で０．３〜５部とすることができる。この含有量が０．３部未満では、誘電体磁器組成物及び誘電体共振器等のＱｕが十分に向上しない。一方、含有量が５部を越える場合は、誘電体磁器組成物などのＱｕがより低下することがある。Ｔａ成分の含有量は０．５〜２部であることが好ましい。この範囲の含有量であれば、Ｑｕがより十分に向上する。
【００１５】
この誘電体磁器組成物には、上記「Ｍｎ成分」を含有させることもできる。このＭｎ成分は、通常、ＭｎＯ２として含有させることができ、Ｍｎを含む複合酸化物として含有されていてもよい。Ｍｎ成分の含有量は、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物を１００部とした場合に、ＭｎＯ２換算で０．５部以下、特に０．０２〜０．５部とすることができる。この含有量が０．０２部未満では、誘電体磁器組成物及び誘電体共振器等のＱｕが十分に向上しない傾向にある。一方、含有量が０．５部を越える場合は、却ってＱｕが低下することがある。
【００１６】
このようにｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３により表わされる化合物と、特定量のＴａ成分、更にはＭｎ成分を含有させることにより、優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物及び誘電体共振器等とすることができる。
しかし、この誘電体磁器組成物を用いて大型の誘電体共振器等を作製した場合は、その内部を外部と同様に十分に焼結させることができず、Ｑｕ等の誘電特性が低下することがある。そこで、更にＮａ成分及びＺｒ成分を含有させると、内部、外部ともに十分に緻密化され、且つ均質な焼結体とすることができる。それによって誘電体磁器組成物のＱｕを向上させることができ、特に大型であっても高いＱｕを有する誘電体共振器等とすることができる。
【００１７】
この誘電体磁器組成物では、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物、Ｎａ成分及びＺｒ成分、又はこれに更にＴａ成分を含有させることにより、εｒを３９以上、好ましくは４０以上とすることができる。また、更にＭｎ成分を含有する場合は、εｒを４３以上、組成によっては４５以上とすることができる。
一方、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物、Ｎａ成分及びＺｒ成分、又はこれにＴａ成分を含有させ、更にＭｎ成分を同時に含有させることにより、Ｑｕを３６００以上、組成によっては４０００以上とすることができる。更に、τｆを−３５〜＋３５ｐｐｍ／℃、組成によっては−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃、更には−５〜＋５ｐｐｍ／℃とすることができる。このように、実用上、十分に優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物とすることができる。
【００１８】
また、本発明の誘電体磁器組成物では、共振周波数８００ＭＨｚにおけるＱｕを３００００以上、特に３２０００以上とより高くすることができる。これによって、マイクロ波領域としては比較的低い周波数域においても使用することができる。更に、τｆは−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃、特に−５〜＋５ｐｐｍ／℃、更には０〜＋３ｐｐｍ／℃とすることができる。このように、０ｐｐｍ／℃に近い極めて狭い範囲のτｆを有する誘電体磁器組成物とすることもできる。
【００１９】
本発明の誘電体磁器組成物は、以下のようにして製造することができる。
ｘＣａａＴｉｂＯ３−（１−ｘ）ＬｎｃＡｌｄＯ３で表される化合物、Ｎａ成分及びＺｒ成分は、Ｃａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ、Ｎａ及びＺｒの各々の元素の酸化物及び／又はそれぞれの元素の炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩等の加熱によって酸化物となる化合物の粉末、更には各々の元素を含む有機金属化合物等の液状物を混合して原料混合物を調製し、この原料混合物を焼成することにより生成させることができる。また、必要に応じて含有されるＴａ成分及びＭｎ成分も、Ｔａ又はＭｎの酸化物及び／又は炭酸塩、炭酸水素塩、水酸化物、塩化物、硝酸塩、硫酸塩等の加熱によって酸化物となる化合物の粉末、更には各々の元素を含む有機金属化合物等の液状物を上記原料混合物に混合し、これを焼成することによって生成させ、含有させることができる。尚、それぞれの元素の化合物は特に限定されないが炭酸塩及び水酸化物が好ましい。
【００２０】
より具体的には、Ｃａ元素、Ｔｉ元素、Ｌｎ元素及びＡｌ元素のモル比がｘ：ｘ：（１−ｘ）：（１−ｘ）［但し、ｘ及び（１−ｘ）はそれぞれの元素が個別に０．５４≦ｘ≦０．８２の範囲の値を採用する。］となり、且つＮａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＮａ化合物、並びにＺｒ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＺｒ化合物の各々が、Ｃａ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＣａ化合物、Ｔｉ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＴｉ化合物、Ｌｎ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＬｎ化合物、及びＡｌ酸化物及び／又は加熱によって酸化物となるＡｌ化合物の合計を１００部とした場合に、それぞれＮａ２Ｏ換算で０．０２〜０．５部、ＺｒＯ２換算で０．０２〜０．２部となるように、それぞれの粉末、更には各々の元素を含む有機金属化合物等の液状物を混合して原料混合物を調製し、必要に応じて含有されるＴａ成分及びＭｎ成分も、Ｔａ又はＭｎの酸化物及び／又は加熱によって酸化物となる化合物の粉末、更には各々の元素を含む有機金属化合物等の液状物の所定量を、それぞれ原料混合物に混合し、次いで、この原料混合物を焼成することによって誘電体磁器組成物を製造することができる。
【００２１】
前記のようにＺｒ成分が含有されることにより安定に焼成することができる温度域を広くすることができる。焼成温度は特に限定されないが、１４３０〜１５８０℃、特に１４５０〜１５５０℃とすることができる。Ｚｒ成分が含有されている場合、焼成温度にかかわらず十分に緻密化され、均質な焼結体とすることができ、且つ高いＱｕを有する誘電体磁器組成物等とすることができる。一方、Ｚｒ成分が含有されていない場合、焼成温度が高いときは十分なＱｕを有する誘電体磁器組成物等とすることができる。しかし、焼成温度が低いときはＱｕが低下し、特に大型の誘電体共振器ではＱｕが大きく低下する。
【００２２】
本発明の誘電体共振器は、上記の誘電体磁器組成物からなることを特徴とする。この誘電体共振器の形状は特に限定されないが、通常、円筒形である。大きさも特に限定されず、寸法にかかわらず、十分に緻密化され、より高いＱｕを有する。また、円筒形である場合に、外径が５０〜１００ｍｍ、高さが２５〜５０ｍｍと大型であっても、内部まで十分に緻密化され、且つ高いＱｕを有する誘電体共振器とすることができる。更に、この誘電体共振器では、共振周波数８００ＭＨｚにおけるＱｕを、３００００以上、特に３２０００以上とすることができ、マイクロ波領域としては比較的低い周波数域において使用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜４及び比較例１〜２
（１）誘電特性を評価するための試験片及び誘電体共振器の作製
ＣａＣＯ３粉末（純度；９９．９％）、ＴｉＯ２粉末（純度；９９．９５％）、Ａｌ２Ｏ３粉末（純度；９９．９５％）、表１に記載のＬｎの酸化物粉末（各々の純度；９９．９％）、Ｎａ２ＣＯ３粉末（純度；９９．５％）、ＺｒＯ２粉末（純度；９９．９％）、Ｔａ２Ｏ５粉末（純度；９９．９５％）及びＭｎＯ２粉末（純度；９９．９％）を原料粉末とし、ｘ、Ｌｎのモル比、ａ／ｂ及びｃ／ｄ、並びにＮａ２Ｏ、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５及びＭｎＯ２の含有量（単位；部、但し、上記ＣａＣＯ３粉末、上記ＴｉＯ２粉末、上記Ａｌ２Ｏ３粉末及び上記Ｌｎの酸化物粉末の合計を１００部とした場合の、上記Ｎａ２ＣＯ３粉末、上記ＺｒＯ２粉末、上記Ｔａ２Ｏ５粉末及び上記ＭｎＯ２粉末の各々の質量である。）が表１のようになる配合で、ミキサにより２０〜３０分間乾式混合した後、振動ミルにより一次粉砕した。玉石としてはアルミナボールを使用し、粉砕時間は４時間とした。
【００２４】
得られた混合粉末を、大気雰囲気下、１１００〜１３００℃で２時間仮焼し、この仮焼粉末に適量の有機バインダと水とを加え、トロンメル粉砕機を用いて１０〜１５時間２次粉砕した。次いで、凍結乾燥により乾燥させ、造粒し、造粒後、ふるいによって４０〜２００メッシュの粒度の粉末を得、プレス機によって、直径１９ｍｍ、高さ１１ｍｍの試験片用の成形体を作製した。また、同様にして、外径７５ｍｍ、内径３７ｍｍ、高さ４５ｍｍの誘電体共振器用の成形体を作製した。成形圧力は１トン／ｃｍ２とした。
【００２５】
その後、これらの成形体を５００℃で４時間脱脂し、大気雰囲気下、１４００〜１７００℃で２〜６時間保持し、焼成した。次いで、得られた焼結体の外側面及び両端面を研磨加工し、直径１６ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状の試験片、及び図１に示す円筒形の誘電体共振器を作製した。尚、この誘電体共振器の寸法は、共振周波数が８００ＭＨｚになるように図１に記載の範囲内で調整した。
【００２６】
【表１】
2004182534.tif 000003
【００２７】
（２）比重の測定
（１）で作製した各々の試験片についてアルキメデス法により比重を測定した。
（３）誘電特性の評価
（１）で作製した各々の試験片について平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ０１１ＭＯＤＥ）等により、εｒ、Ｑｕ及びτｆを測定した。尚、τｆは２５〜８０℃の温度領域で測定し、τｆ＝（ｆ８０−ｆ２５）／（ｆ２５×ΔＴ）、ΔＴ＝８０−２５＝５５℃によって算出した。また、測定時の共振周波数は３〜５ＧＨｚである。尚、Ｑｕは、測定時の共振周波数（ｆ）とＱｕの測定値との積（Ｑｕ×ｆ）で表した。
比重並びにεｒ、Ｑｕ×ｆ及びτｆの結果を表２に記載する。また、τｆの温度変化に対する直線性を表す２次係数を表２に併記する。
【００２８】
更に、（１）で作製した誘電体共振器を、図１に示すように、金属製ケースの内面底部に接合されたアルミナ製支持台に固定し、ＴＥ０１δＭＯＤＥによってＱｕを測定した。この測定結果を表２に併記する。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２の結果によれば、ＬｎとしてＬａを含むＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物、Ｎａ成分、Ｚｒ成分、Ｔａ成分並びにＭｎ成分を含有してはいるものの、Ｚｒ成分の含有量が上限値より多い比較例１では、比重が大きく、十分に焼結されているものの、特に誘電体共振器とした場合のＱｕが小さく劣っている。また、Ｚｒ成分を含有していない比較例２では、比重がやや小さく、誘電体共振器とした場合のＱｕがより小さく、劣っていることが分かる。更に、比較例１、２ともにτｆの絶対値は小さいものの、Ｚｒ成分を含有していない比較例２では２次係数が大きく、τｆの温度変化に対する直線性に劣ることが分かる。
【００３１】
一方、ＬｎとしてＬａを含むＣａ、Ｔｉ、Ｌｎ、Ａｌ及びＯからなる化合物、所定量のＮａ成分、Ｚｒ成分、Ｔａ成分及びＭｎ成分を含有する実施例１〜４では、比重が４．６８〜４．７７で、いずれも十分に焼結されている。また、εｒは４４．７〜４６．０、Ｑ×ｆは１５２００〜１６４００ＧＨｚ、τｆは１．０〜１．６ｐｐｍ／℃であり、特にτｆの絶対値は非常に小さく、優れた誘電特性を有していることが分かる。更に、２次係数も小さく、τｆの温度変化に対する直線性が高く、これらの誘電体磁器組成物を使用すれば実用温度域において高品質の共振器を得ることができる。また、実施例２では、焼成温度が１４７０〜１５１０℃の間で変化しているが、焼成温度の影響をほとんど受けることなく、十分に焼結されており、且つ安定して優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物が得られている。更に、誘電体共振器とした場合のＱｕも３４７００〜３６８００ＧＨｚと大きく、優れた品質の共振器が得られていることが分かる。
【００３２】
尚、本発明においては、前記の具体的な実施例に記載のものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、Ｃａ成分、Ｎａ成分となる原料として前記のＣａＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３以外にも、Ｃａ、Ｎａの硝酸塩、硫酸塩等を用いることができる。同様に他の元素についても、加熱により酸化物となる種々の化合物を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属ケース内に配置された誘電体共振器の形状及び寸法を示す模式図である。
【符号の説明】
１；誘電体共振器、２；アルミナ製支持台、３；金属製ケース。
【図１】
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