(57)【要約】 【課題】  比誘電率と品質係数Ｑｆ積を増大させて高Ｑｆ積である誘電体磁器組成物およびその製造方法を得る。【解決手段】  ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とし、その主成分組成比をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）とする誘電体磁器組成物であって、組成比が３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部がＴｉＯ2であり、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１≦ｕ≦０．５、０．１≦ｖ≦０．５、０．１≦ｗ≦０．５である誘電体磁器組成物とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とし、その主成分組成比をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）とする誘電体磁器組成物であって、組成比が３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部がＴｉＯ2であり、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１≦ｕ≦０．５、０．１≦ｖ≦０．５、０．１≦ｗ≦０．５であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
請求項１に記載された誘電体磁器組成物において、その焼結後の体積が、中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ以上、高さ２０ｍｍ以上であり、焼結温度１３００℃から１４５０℃の範囲で、焼結雰囲気の酸素濃度が３０％以上で焼結され、冷却時に１１５０℃以上の温度で等速冷却に換算して１００℃／時間以下に対応する冷却速度で徐冷あるいは多段冷却あるいは定温保持されて作製され、比誘電率が３６〜４４、Ｑ・ｆ積が２０ＴＨｚ以上の特性を有し、かつ２５〜７５℃における共振周波数の温度係数τｆの絶対値が３５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項３】
ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とする誘電体磁器組成物の製造方法であって、その主成分組成比をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）と表すとき、組成比を３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部をＴｉＯ2とし、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１≦ｕ≦０．５、０．１≦ｖ≦０．５、０．１≦ｗ≦０．５とし、前記誘電体磁器組成物の原料を、酸素濃度３０％以上の焼結雰囲気中で１３００℃から１４５０℃の温度範囲で焼結することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の誘電体磁器組成物の製造方法において、焼結雰囲気の酸素濃度を３０％以上として焼結し、これに引き続いて冷却を行う際に、１１５０℃以上の温度において、等速冷却に換算して１００℃／時間以下に対応する冷却速度で徐冷あるいは多段冷却あるいは定温保持を行うこと特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯電話や無線ＬＡＮで使用される誘電体フィルタ等に用いるのに好適な誘電体磁器組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮなどの高周波伝送技術の進展に伴い、マイクロ波、ミリ波領域におけるフィルタ素子や発振素子に対する高性能化、小型化要求が高まっている。フィルタ素子や発振素子には、誘電体共振器の形態をとるものが多い。よって、誘電体材料の特性向上が高周波素子の性能向上のため、きわめて重要である。誘電体材料に対する技術要求として、下記に示す３つが挙げられる。
【０００３】
１番目に、高い比誘電率を有する誘電体材料が求められている。これは、誘電体共振器の大きさが、誘電体材料が有する比誘電率の平方根の逆数に比例するためである。
【０００４】
２番目に、高周波領域で低損失の誘電体材料が求められている。誘電体の損失は、誘電損失ｔａｎδであらわされ、この逆数に共振周波数ｆを乗じた品質係数Ｑｆ積が高いほど、高周波素子の低損失化にとって望ましい。
【０００５】
３番目に、誘電体共振器の共振周波数の温度係数がゼロに近く、かつ、任意に制御可能な誘電体材料の開発が求められている。これは環境温度変動に対する素子の周波数特性変化が小さいことが一般に求められるからである。
【０００６】
ここで、現在、比誘電率が約３８の誘電体磁器組成物が使用されている。この誘電体磁器組成物において、現在はＱｆ積が３７ＴＨｚ位のものが実用化されているが、満足できるものではない。高性能化のためには、Ｑｆ積を２０％以上改善した誘電体材料が必要となる。さらに、共振周波数の温度係数τｆがゼロ付近であることが必要である。それに対して、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とし、添加物としてＬａ2Ｏ3とＺｎＯ（特許文献１）、ＺｎＯとＣｏ2Ｏ3（特許文献２）、ＭｎＯ2（特許文献３）などを添加した誘電体磁器組成物が知られている。
【０００７】
Ｌａ2Ｏ3とＺｎＯを加えた場合、Ｑｆ積が４４ＴＨｚ以下であり、ＺｎＯとＣｏ2Ｏ3を加えた場合は、Ｑｆ積が３５ＴＨｚ〜５５ＴＨｚであるが、Ｃｏ2Ｏ3が焼結炉内を汚染するため、専用焼結炉が必要になるという製造上の問題がある。また、ＭｎＯ2を加えた場合は、Ｑｆ積が１８ＴＨｚ以下と小さくなることが知られている。これらの公知の誘電体磁器組成物は、前記３つの特性を満足しないという問題点、または安価に製造できないという問題点を有しており、高性能化・小型化が求められる最近の誘電体フィルタヘの適用は困難であった。また、従来の製造方法で誘電体磁器組成物の大きさを、直径２０ｍｍ以上、高さ２０ｍｍ以上とすると、Ｑｆ積が２０以下となってしまう問題点があった。
【０００８】
また、携帯電話基地局など、無線基地局の誘電体共振器フィルタに用いる焼結体は、中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍ以上の大きな体積を有する。このような大型焼結体では、微量元素の蒸発度合いや酸素欠陥の発生頻度などに関して、焼結体表面と内部の焼結状態に差異が生じやすい。これはＱｆ積劣化の原因となる。このため、たとえ高いＱｆ積を有する誘電体磁器組成物を用いて生産を行った場合でも、焼結体が大型になるにつれ、Ｑｆ積の劣化が進行するという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５２−１７６９９
【特許文献２】特開昭５２−１７６９８
【特許文献３】特開平６−２１５６２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
誘電体材料の一般的性質として、比誘電率が大きくなるとＱｆ積が小さくなってしまうことが知られている。しかし、高周波素子の高性能化のためには、Ｑｆ積が高く、かつ、比誘電率が大きく、かつ、誘電体共振器として用いた場合の共振周波数の温度係数の絶対値が小さい誘電体磁器組成物が必要である。ここで、従来のＣｏ2Ｏ３を添加した誘電体磁器組成物は、焼結炉内を汚染するという問題点があった。また、誘電体磁器組成物の大型焼結体（中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ以上、高さ２０ｍｍ以上）を製造する際には、Ｑｆ積の劣化が生じやすいので、これを防止し得る、低コストで実現可能な製造方法が必要である。
【００１１】
本発明の目的は、焼結炉内を汚染することなく、誘電体磁器組成物での大型焼結体にて、比誘電率と品質係数Ｑｆ積を増大させ、高Ｑｆ積である誘電体磁器組成物及び磁器組成物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ＺｒＯ2−ＳｎＯ2−ＴｉＯ2系セラミック誘電体において、マイクロ波用誘電体として好適な高い比誘電率とＱｆ積をもたらす主成分配合比と添加物の種類並びに添加量を選択して得た誘電体磁器組成物と、この原料粉末を、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、大気などと酸素の混合雰囲気中で焼結温度１３００℃から１４５０℃の範囲で酸素濃度を３０％以上として焼結し、また、冷却過程において特定の温度範囲で徐冷を行って形成されたマイクロ波用の誘電体磁器組成物である。
【００１３】
詳述すれば、主成分において、ＺｒＯ2含有量が４２ｍｏｌ％以上または３１ｍｏｌ％以下の場合、Ｑｆ積が小さ過ぎるので望ましくない。ＳｎＯ2含有量が９ｍｏｌ％以上の場合、共振周波数の温度係数τｆの絶対値が大き過ぎるので望ましくない。また、ＳｎＯ2含有量が１８ｍｏｌ％以下の場合、Ｑｆ積が小さ過ぎるので望ましくない。ＴｉＯ2が５５ｍｏｌ％以上または４７ｍｏｌ％以下の場合、共振周波数の温度係数τｆの絶対値が大き過ぎるので望ましくない。
【００１４】
添加物において、Ｌａ2Ｏ3には焼結促進効果があり、主成分総重量に対して０．１ｗｔ％以上添加することにより、１４００℃以下での焼結が可能となる。ＮｉＯには焼結促進効果があり、主成分総重量に対して０．１ｗｔ％以上添加することにより、１４００℃以下での焼結が可能となり、また、添加しない場合と比較してＱｆ積の向上が顕著である。Ｔａ2Ｏ5にはＱｆ積を上昇させる効果があり、主成分総重量に対して０．１ｗｔ％以上添加することにより、Ｑｆ積が２０％以上向上する。一方、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5各々における添加重が０．５ｗｔ％を超えると、Ｑｆ積の低下が生ずる。以上により、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5各々の添加量は、０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下に限定される。この範囲内においてＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ3を同時に添加調整することにより、比誘電率が３８から４２程度となり、共振周波数の温度係数τｆがゼロ付近となり、誘電体フィルタに好適な、特に格段に高いＱｆ積が得られる誘電体磁器組成物が得られることを見出した。
【００１５】
すなわち、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とする誘電体磁器組成物において、その主成分組成比をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）と表すとき、３１ｍｏｌ％≦ｘ≦４２ｍｏｌ％、９ｍｏｌ％≦ｙ≦１８ｍｏｌ％、残部がＴｉＯ2であり、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１ｗｔ％≦ｕ≦０．５ｗｔ％、０．１ｗｔ％≦ｖ≦０．５Ｗｔ％、０．１ｗｔ％≦ｗ≦０．５Ｗｔ％である場合に、目的とする誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００１６】
また、この誘電体磁器組成物を焼結するにあたって、酸素ガスの単独、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、大気などと酸素の混合雰囲気中で酸素濃度を３０％以上として１３００℃から１４５０℃の温度範囲で焼結を行うことにより、焼結雰囲気の酸素濃度が２１％（大気中）の場合と比較して、より大きな比誘電率が得られることを見出した。
【００１７】
さらに、本発明における誘電体磁器組成物の大型焼結体（中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ以上、高さ２０ｍｍ以上）を焼結するにあたって、焼結が終了して冷却を行う際に、１１５０℃以上の温度範囲において、等速冷却に換算して１００℃／時間以下に対応する冷却速度で徐冷を行うことにより、安定して高いＱｆ積を得ることができることを見出した。ここでいう徐冷とは、定温保持、あるいは多段冷却、あるいは非等速冷却であってもよい。特に、冷却時に、１２２５℃以上１３００℃以下の温度時間で徐冷温度を緩慢すると、効果が大きいことを見出した。
【００１８】
以上の製造方法を用いることによって、一般には困難な比誘電率とＱｆ積の同時向上を達成できる。また同時に、従来技術では困難であった、円柱型に換算して直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍ以上の大型焼結体の製造に際して、Ｑｆ積の劣化を防止することができる。焼結体の体積が小さい場合には、誘電体磁器組成物が本来持つＱｆ積を劣化させることなく製造することは容易であり、製造コストが最も小さい大気中焼結が望ましい製造方法である。一方、中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍ以上の大型焼結体の製造に際しては、本発明による製造方法により、特殊な焼結炉を必要とせず、低コストでＱｆ積の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とする誘電体磁器組成物ｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）において、その組成比が３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部がＴｉＯ2であり、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１≦ｕ≦０．５、０．１≦ｖ≦０．５、０．１≦ｗ≦０．５である原料粉末を、酸素ガスの単独あるいは混合雰囲気中で酸素濃度を３０％以上として１３００℃から１４５０℃の温度範囲で焼結し、さらに望ましくは焼結終了後に特定の温度区間で徐冷（多段冷却を含む）を行うことにより、比誘電率と品質係数Ｑｆ積を増大させることができる。
【００２０】
本発明によれば、焼結炉内を汚染することなく、誘電体磁器組成物での大型焼結体にて、比誘電率と品質係数Ｑｆ積を増大させ、高Ｑｆ積である誘電体磁器組成物およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明による誘電体磁器組成物を得るには、例えば、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とする誘電体磁器組成物ｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％）において、その組成比が３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部がＴｉＯ2であり、かつ、主成分総重量に対するＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加量をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％と表すとき、０．１≦ｕ≦０．５、０．１≦ｖ≦０．５、０．１≦ｗ≦０．５の組成範囲の原料粉末を配合、湿式混合し、脱水処理の後、１０００〜１３００℃で２〜１０時間の仮焼を行う。粉砕造粒し、その後、所要形状に成形して脱バインダー処理する。これを酸素ガスの単独あるいは混合雰囲気中で酸素濃度を３０％以上として１３００℃から１４５０℃の温度範囲で焼結し、また、焼結が終了して冷却を行う際に、１１５０℃以上の温度範囲において定温保持、もしくは徐冷を行う。ここでいう徐冷とは、１１５０℃以上の温度領域における多段冷却、もしくは定温保持を含むものである。焼結中に、酸素濃度を３０％以上のより高い濃度にするほど、焼結体の比誘電率は上昇する。一方、徐冷は主にＱｆ積の向上に寄与する。
【００２２】
本発明においては、焼結時の酸素濃度を３０％以上とすることと、焼結後に１１５０℃以上の温度範囲において定温保持、もしくは徐冷を行うことを組み合わせることが望ましい。これは、焼結中に酸素濃度を３０％以上とした場合であって、かつ、焼結後１１５０℃以上の温度領域での徐冷を行わなかった場合、大気中焼結と比較してＱｆ積が向上しない場合があるためである。この傾向は、特に無線通信基地局用の誘電体フィルタなどに搭載される、焼結後の体積が中空でない円柱型に換算して直径２０ｍｍ以上、高さ２０ｍｍ以上の大型焼結体を得るに際して顕著となる。このような場合、本発明が目的とする比誘電率とＱｆ積の同時向上のためには、１１５０℃以上の温度領域での徐冷が不可欠となる。特に、冷却時に、１２２５℃以上１３００℃以下の温度区間で徐冷速度を緩慢とする条件にて効果が大きいことを見出したので、１２２５℃から１３００℃以外の温度領域を速やかに通過するようにすれば、効率的にＱｆ積の向上を図ることが可能となる。これによって冷却時間の延長による製造コストの増加を最小限にできる。
【実施例１】
【００２３】
主成分原料粉末をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ、ｙ、ｚはｍｏｌ％、３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部はＴｉＯ2）の比で表１に示す通りに配合し、さらに主成分総重量に対してＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5をそれぞれｕ，ｖ，ｗ，ｗｔ％（０≦ｕ≦０．５、０≦ｖ≦０．５、０≦ｗ≦０．５）添加物として表１に示す通り配合し、湿式混合後、脱水処理を行い、大気中で１１００℃、４時間の仮焼を行ったのち粉砕造粒した。その後、この粉末を１０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で直径１４ｍｍ、高さ５．６ｍｍの円盤状になるように加圧成形し、脱バインダー処理の上、大気雰囲気中１３７５℃で焼結を行った。焼結後の冷却時には、１３７５℃から１２００℃まで１００℃／時間で等速冷却とし、以下３００℃／時間で等速冷却を行った。得られた焼結体の両面を研磨して空洞共振器法を用いて、共振周波数５ＧＨｚにおける比誘電率、Ｑｆ積、２５℃〜７５℃における共振周波数の温度係数τｆを求め、表１に示す。
【００２４】
【表１】
2005187272.tif 000002
【００２５】
さらに、この焼結体の焼結密度をアルキメデス法により測定した。本発明の範囲内の各試料は、いずれも焼結密度が高く、理論密度に対する到達密度が９６％以上の値を示しており、所望の電気特性が安定して得られるだけでなく、緻密な焼結体が得られていることが分かった。一方、表１の組成Ｎｏ．１１，Ｎｏ．１２のように、ＮｉＯ，Ｌａ2Ｏ3の添加量が本発明の範囲外となる場合、１３５０℃の焼結温度で行っても、焼結密度は理論値の９０％以下となり、緻密化しない。
【実施例２】
【００２６】
主成分原料粉末をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ，ｙ，ｚはｍｏｌ％、３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部はＴｉＯ2）の比で表２に示す通りに配合し、さらに主成分総重量に対して、それぞれ０.２、０.２、０.３ｗｔ％のＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5添加物を配合、湿式混合後、脱水処理を行い、大気中で１１００℃、４時間の仮焼を行ったのち粉砕造粒した。
【００２７】
その後、この粉末を１０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で直径２３ｍｍ、高さ２３ｍｍの円盤状になるように加圧成形し、脱バインダー処理の上、１３７５℃で焼結を行った。焼結後の冷却時には、１３７５℃から１２００℃まで１００℃／時間で等速冷却とし、以下３００℃／時間で等速冷却を行った。焼結、冷却時の雰囲気酸素濃度は２１％、３０％、６０％、１００％のいずれかである。得られた直径約２０ｍｍ、高さ約２０ｍｍの円柱状焼結体の高さ方向の中央部から、直径２０ｍｍ、高さ８ｍｍの測定試料を切りだし、空洞共振器法を用いて、共振周波数２．８ＧＨｚにおける比誘電率、Ｑｆ積を求めた。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2005187272.tif 000003
【００２９】
表２によれば、焼結雰囲気の酸素濃度を３０％以上とした場合、焼結雰囲気の酸素濃度が２１％（大気中）の場合と比較して、全ての試料において比誘電率及びＱｆ積が向上していることがわかる。
【実施例３】
【００３０】
主成分原料粉末をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ，ｙ，ｚはｍｏｌ％、３１≦ｘ≦４２、９≦ｙ≦１８、残部はＴｉＯ2）の比で表３に示す通りに配合し、さらに主成分総重量に対して、それぞれ０.２、０.２、０.３ｗｔ％のＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5添加物を配合、湿式混合後、大気中で１１００℃、４時間の仮焼を行ったのち粉砕造粒した。
【００３１】
その後、この粉末を１０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で直径２３ｍｍ、高さ２３ｍｍの円盤状になるように加圧成形し、脱バインダー処理の上、焼結雰囲気の酸素濃度を１００％として１３７５℃で焼結を行った。焼結後の冷却時には、１３７５℃から１３００℃、１３００℃から１２２５℃、１２２５℃から１１５０℃、１１５０℃から１０７５℃、１０７５℃から１０００度の、いずれかの温度範囲では２５℃／時間で等速冷却を行い、他の温度範囲は３００℃／時間で等速冷却を行った。
【００３２】
得られた直径約２０ｍｍ、高さ約２０ｍｍの円柱状焼結体の高さ方向の中央部から、直径２０ｍｍ、高さ８ｍｍの測定試料を切りだし、空洞共振器法を用いて、共振周波数２．８ＧＨｚにおける比誘電率とＱｆ積を求め、表３に示す。これらの試料の比誘電率は、徐冷の温度範囲には依存せず、３６．８〜４３．９の範囲内に分布した。
【００３３】
【表３】
2005187272.tif 000004
【００３４】
表３によれば、徐冷を行う温度範囲が１１５０℃以上である場合には、Ｑｆ積は２２〜４９ＴＨｚの間に分布し、徐冷を行う温度範囲が１１５０℃以下である場合には、Ｑｆ積は６〜２６ＴＨｚに分布しており、徐冷を行う温度範囲を１１５０℃以上とすることによりＱｆ積が顕著に向上している。更に、好ましくは、徐冷の温度範囲が１３００℃から１２２５℃の範囲で、Ｑｆ積が３７から４９の範囲となり、最も高い値を示す。
【実施例４】
【００３５】
主成分原料粉末をｘＺｒＯ2・ｙＳｎＯ2・ｚＴｉＯ2（ｘ，ｙ，ｚはｍｏｌ％、ｘ＝３３．５、ｙ＝１６、ｚ＝５０．５）の重量比で配合し、さらに主成分総重量に対して、それぞれ０．２、０．２、０．３ｗｔ％のＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5の添加物を配合、混合後、大気中で１１００℃、４時間の仮焼を行った後、粉砕造粒した。その後、この粉末を１０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で直径２３ｍｍ、高さ２３ｍｍの円盤状になるように加圧成形し、脱バインダー処理を行った。
【００３６】
焼結雰囲気の酸素濃度は表４に示すとおりとし、１３７５℃で焼結を行った。焼結後の冷却時には、１３００℃から１１５０℃の温度範囲で３００℃／時間、２０℃／時間、１００℃／時間、５０℃／時間、２５℃／時間で等速冷却を行い、他の温度範囲は３００℃／時間で等速冷却を行った。得られた直径約２０ｍｍ、高さ約２０ｍｍの円柱状焼結体の高さ方向の中央部から、直径２０ｍｍ、高さ８ｍｍの測定試料を切り出し、空洞共振器法を用いて、共振周波数２．８ＧＨｚにおける比誘電率、Ｑｆ積を求め、その結果を表４に示す。
【００３７】
【表４】
2005187272.tif 000005
【００３８】
表４によれば、全ての試料において、焼結雰囲気の酸素濃度が高いほど比誘電率が増大していることがわかる。この増大幅は、冷却速度には依存しなかった。また、冷却速度が１００℃／時間以下の場合には、Ｑｆ積は３２〜４３ＴＨｚの範囲に分布し、冷却速度が１００℃／時間よりも大きな場合には、Ｑｆ積は２１〜３０の範囲に分布しており、冷却速度を１００℃／時間以下とすることにより、Ｑｆ積が顕著に向上している。すなわち、焼結・冷却時の酸素濃度を３０％以上とし、かつ、冷却速度を１００℃／時間以下とすることにより、大気中焼結の場合と比較して、比誘電率とＱｆ積の両者を同時に向上することができる。