(57)【要約】【課題】  高周波領域において優れた誘電特性を有するメルウィナイト磁器組成物及びその製造方法を提供することである。【解決手段】  メルウィナイトを含有する磁器組成物の製造方法であって、カルシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してラーンナイト及びワラストナイトを含有する化合物又はランキナイトを得る第１の工程と、前記第１の工程で得られた化合物とマグネシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法。この方法によれば、メルウィナイトを結晶相として含有し、共存するアケマナイト結晶のＸ線回折における主回折強度がメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下である磁器組成物が得られる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルウィナイトを結晶相として含有し、共存するアケマナイト結晶のＸ線回折における主回折強度がメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下であることを特徴とする磁器組成物。
【請求項２】
メルウィナイトを含有する磁器組成物の製造方法であって、
カルシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してラーンナイト及びワラストナイトを含有する化合物又はランキナイトを得る第１の工程と、
前記第１の工程で得られた化合物とマグネシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程で得られた化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを焼成することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程における加熱温度は９００℃以上であることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第１の工程におけるカルシウム化合物として炭酸カルシウムを用い、珪素化合物としてシリカを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項２から請求項５のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程におけるマグネシウム化合物としてマグネシアを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項７】
メルウィナイトを含有する磁器組成物の製造方法であって、
マグネシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してフォルステライト及びクオーツを含有する化合物を得る第１の工程と、
前記第１の工程で得られた化合物とカルシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程で得られた化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを焼成することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程における加熱温度は９００℃以上であることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第１の工程におけるマグネシウム化合物としてマグネシアを用い、珪素化合物としてシリカを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程におけるカルシウム化合物として炭酸カルシウムを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁器組成物及びその製造方法に関し、更に詳しくは、高周波数における誘電正接（ｔａｎδ）が小さく、高周波領域において優れた誘電特性を有する磁器組成物及びその製造方法に関する。本発明の磁器組成物は、回路基板、共振器の支持台、金具の鑞付け用磁器等の電子デバイス部品に好適に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信情報量の増大に伴い、マイクロ波、準ミリ波、ミリ波領域を利用した各種の通信システムが急速に発展しつつあり、それに伴って多くの誘電体材料が開発され、共振器、回路基板、絶縁体等に利用されている。高周波領域で使用される誘電体磁器に要求される特性として、誘電率が低く、高周波領域での誘電正接（以下、単に「ｔａｎδ」という）が小さいことが挙げられ、特に近年は、高周波回路の集積化に伴い、なお一層、ｔａｎδが小さいことが求められている。
【０００３】
高周波通信に適用できる誘電率６．０以下の誘電体材料として、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、ワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）などが知られているが、これら２つの材料には以下のような問題点がある。
すなわち、コージライトは焼結温度範囲が２０℃以下と狭いことが製造上の大きな障害となっており、最適焼結温度を少しでも下回ると気孔の多いものとなり、少しでも上回ると多量の液相が生成して軟化変形を引き起こしてしまう。また、コージライトは熱膨張率が小さいため、導体材料やその他の回路部材とのマッチングの点で課題を残している。
一方、ワラストナイトは緻密な結晶体を得るのが難しく、吸水性を克服できていない。また、曲げ強度が４０ＭＰａ程度と低いために実用化が困難である。
【０００４】
そこで、従来、上記の問題点を解決できる新たな誘電体材料として、メルウィナイト（３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）が提案されている。このメルウィナイト磁器は、誘電率が約５．７であり、焼結温度範囲は約４０℃以上であって製造が容易であり、かつ、曲げ強度が１５０ＭＰａ以上と高いことが確認されている（メルウィナイトを含有する電子部品材料として、特許文献１〜６を参照）。
しかしながら、このメルウィナイト磁器は、一例として炭酸カルシウムとマグネシアとシリカの３成分からなる混合粉末を加熱し合成したものを、粉砕、成形、焼結して製造するのであるが、こうして得たメルウィナイト磁器は、誘電損失の大きいアケマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）が混入しており、高周波領域において小さいｔａｎδが得られないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１３９７１１
【特許文献２】特開平４−１３９７９４
【特許文献３】特開平４−３５２３８１
【特許文献４】特開平５−７４６５２
【特許文献５】特開平５−５５０７９
【特許文献６】特開平５−９００７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波領域において優れた誘電特性を有するメルウィナイト磁器組成物及びそ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、以下の（１）〜（１１）に記載した発明が構成される。
（１）メルウィナイトを結晶相として含有し、共存するアケマナイト結晶のＸ線回折における主回折強度がメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下であることを特徴とする磁器組成物。
（２）メルウィナイトを含有する磁器組成物の製造方法であって、
カルシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してラーンナイト及びワラストナイトを含有する化合物又はランキナイトを得る第１の工程と、
前記第１の工程で得られた化合物とマグネシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（３）上記（２）に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程で得られた化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを焼成することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（４）上記（２）または（３）に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程における加熱温度は９００℃以上であることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（５）上記（２）から（４）のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第１の工程におけるカルシウム化合物として炭酸カルシウムを用い、珪素化合物としてシリカを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（６）上記（２）から（５）のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程におけるマグネシウム化合物としてマグネシアを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（７）メルウィナイトを含有する磁器組成物の製造方法であって、
マグネシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してフォルステライト及びクオーツを含有する化合物を得る第１の工程と、
前記第１の工程で得られた化合物とカルシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（８）上記（７）に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程で得られた化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを焼成することを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（９）上記（７）または（８）に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程における加熱温度は９００℃以上であることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（１０）上記（７）から（９）のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第１の工程におけるマグネシウム化合物としてマグネシアを用い、珪素化合物としてシリカを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
（１１）上記（７）から（１０）のうちいずれか１項に記載の磁器組成物の製造方法であって、
第２の工程におけるカルシウム化合物として炭酸カルシウムを用いることを特徴とする磁器組成物の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高周波領域において優れた誘電特性を有するメルウィナイト磁器組成物及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】
【０００９】
本発明の磁器組成物の製造方法は、以下の２つの方法に大別される。
１つ目の方法は、カルシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してラーンナイト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）及びワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）を含有する化合物又はランキナイト（３ＣａＯ・２ＳｉＯ２）を得る第１の工程と、前記第１の工程で得られた化合物とマグネシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイト（３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）を含有する化合物を得る第２の工程と、を有する磁器組成物の製造方法である（以下、「第１の方法」と呼ぶ）。
２つ目の方法は、マグネシウム化合物と珪素化合物との混合物を所定の温度で加熱してフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）及びクオーツ（ＳｉＯ２）を含有する化合物を得る第１の工程と、前記第１の工程で得られた化合物とカルシウム化合物との混合物を所定の温度で加熱してメルウィナイトを含有する化合物を得る第２の工程と、を有することを特徴とする磁器組成物の製造方法である（以下、「第２の方法」と呼ぶ）。
【００１０】
〔第１の方法について〕
第１の方法では、まず、カルシウム化合物とケイ素化合物との混合物を所定の温度で加熱する（第１の工程）。これにより、ラーンナイト及びワラストナイトの結晶相を含有する化合物又はランキナイトを得ることができる。この第１の工程における加熱温度は、１０００℃〜１１００℃程度であることが好ましい。
カルシウム化合物としては、カルシウム（Ｃａ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）等を採用することができる。この中では、炭酸カルシウムが特に好ましく採用できる。
ケイ素化合物としては、ケイ素（Ｓｉ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ケイ酸（Ｈ２ＳｉＯ３・ｎＨ２Ｏ）、シリカゲル等を採用することができる。この中では、無定形の二酸化ケイ素であるシリカが特に好ましく採用できる。
【００１１】
次に、上記の工程で得られたラーンナイト及びワラストナイトを含有する化合物又はランキナイトに対し、マグネシウム化合物を混合して所定の温度に加熱する（第２の工程）。これにより、メルウィナイト結晶相を含有する化合物を得ることができる。この第２の工程における加熱温度は、メルウィナイト結晶相を生成させるために９００℃以上であることが好ましい。
マグネシウム化合物としては、マグネシウム（Ｍｇ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、マグネシア（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ(ＯＨ)２）等を採用することができる。この中では、マグネシアが特に好ましく採用できる。
【００１２】
上記第２の工程により、メルウィナイトの結晶相を含有する化合物を得ることができる。この化合物中には、ｔａｎδを低減する上において不利な材料となるアケマナイトが生成混入するが、この化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを好ましくは１２００℃〜１５００℃程度の温度下で焼成することにより、アケマナイトが極微量しか共存していない、あるいは、アケマナイトがまったく共存していないメルウィナイト磁器組成物を得ることができる。特に、第１の工程及び第２の工程において、カルシウム化合物として炭酸カルシウム、ケイ素化合物としてシリカ、マグネシウム化合物としてマグネシアをそれぞれ用いれば、共存するアケマナイト結晶の主回折強度がメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下である磁器組成物を得ることができる。
なお、焼成前の第２の工程により得られた化合物は、必要に応じて、解砕、成形すればよい。例えば、粉末状の不定形の磁器組成物を製造する場合には、解砕及び成形のうちいずれか一方あるいは双方の工程を省略することが可能である。
【００１３】
〔第２の方法について〕
第２の方法では、まず、マグネシウム化合物とケイ素化合物との混合物を所定の温度で加熱する（第１の工程）。これにより、フォルステライト及びクオーツの結晶相を含有する化合物を得ることができる。この第１の工程における加熱温度は、１０００℃〜１１００℃程度であることが好ましい。
マグネシウム化合物としては、マグネシウム（Ｍｇ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、マグネシア（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ(ＯＨ)２）等を採用することができる。この中では、マグネシアが特に好ましく採用できる。
ケイ素化合物としては、ケイ素（Ｓｉ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ケイ酸（Ｈ２ＳｉＯ３・ｎＨ２Ｏ）、シリカゲル等を採用することができる。この中では、無定形の二酸化ケイ素であるシリカが特に好ましく採用できる。
【００１４】
次に、上記の工程で得られたフォルステライト及びクオーツを含有する化合物に対し、カルシウム化合物を混合して所定の温度に加熱する（第２の工程）。これにより、メルウィナイト結晶相を含有する化合物を得ることができる。この第２の工程における加熱温度は、メルウィナイト結晶相を生成させるために９００℃以上であることが好ましい。
カルシウム化合物としては、カルシウム（Ｃａ）を含有する化合物であればよく、その種類は特に限定しない。例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)２）等を採用することができる。この中では、炭酸カルシウムが特に好ましく採用できる。
【００１５】
上記第２の工程により、メルウィナイトの結晶相を含有する化合物を得ることができる。この化合物中には、ｔａｎδを低減する上において不利な材料となるアケマナイトが生成混入するが、この化合物を必要に応じて解砕、成形し、これを好ましくは１２００℃〜１５００℃程度の温度下で焼成することにより、アケマナイトが極微量しか共存していない、あるいは、アケマナイトがまったく共存していないメルウィナイト磁器組成物を得ることができる。特に、第１の工程及び第２の工程において、カルシウム化合物として炭酸カルシウム、ケイ素化合物としてシリカ、マグネシウム化合物としてマグネシアをそれぞれ用いれば、共存するアケマナイト結晶の主回折強度がメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下である磁器組成物を得ることができる。
なお、焼成前の第２の工程により得られた化合物は、必要に応じて、解砕、成形すればよい。例えば、粉末状の不定形の磁器組成物を製造する場合には、解砕及び成形のうちいずれか一方あるいは双方の工程を省略することが可能である。
【００１６】
第１の方法及び第２の方法により得られたメルウィナイトを主結晶相とする磁器組成物は、優れた誘電特性を有しており、誘電率が６．０以下とすることができる。誘電率が６．０以下であると、例えば、準ミリ波、ミリ波などの高周波領域における誘電体材料に好適に用いることができる。
また、得られた磁器組成物につき、Ｘ線回折分析を行うと、回折角（２θ）＝３１．１°〜３１．３°の範囲に生じるアケマナイト結晶の主回折強度（ピーク強度）が、回折角（２θ）＝３３．３°〜３３．５°の範囲に生じるメルウィナイト結晶の主回折強度の６％以下とすることができる。これにより、誘電体材料として用いたときのｔａｎδを極めて小さくすることができる。
【００１７】
上述した第１の方法及び第２の方法において、主要な構成成分以外に、必要に応じて各種添加物を混合することもできる。例えば、メルウィナイトを含有する化合物を所定形状に成形する場合には、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの有機系バインダー等を添加することもできる。
また、上記した第１の方法及び第２の方法において、均一な混合物を得るために、ボールミル粉砕等の従来公知の各種方法を用いることもできる。また、ボールミル粉砕等を経た混合物のスラリーを、凍結乾燥、自然乾燥、マイクロ波乾燥、噴霧乾燥等により粉末化する方法を用いることもできる。
【００１８】
上述した第１の方法及び第２の方法によれば、粉末の湿式混合プロセスにより、焼成前の混合物を得ることができる。したがって、他の方法、例えば、ＣＶＤ（化学蒸着法）などのコストや手間がかかるプロセスを経る必要がないというメリットがある。
【実施例１】
【００１９】
実施例１では、上述した第１の方法の実施例（その１）について説明する。
〔第１の工程〕
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３：試薬特級）８５．１７ｇ、シリカ（ＳｉＯ２：純度９９．８％，粒径１．５μｍ）２６．０８ｇをジルコニア磁器球石（１０ｍｍφ）１０００ｇと脱イオン水１５０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで２８時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１０００℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、主体結晶としてラーンナイト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）とワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）が確認されるとともに、少量の未反応シリカ（クオーツ）及び未確認結晶の存在が確認された。
【００２０】
〔第２の工程〕
上記第１の工程により得られた焼成粉末６０．００ｇと、マグネシア（ＭｇＯ：純度９９．９％，粒径０．１μｍ）８．３８ｇとを、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１７０ｍｌとともに、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３１時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。このときの焼成条件、および、焼成品のＸ線回折による分析結果は、以下の表１の通りである。
【００２１】
【表１】
2005170725.tif 000002
【００２２】
表１に示すように、焼成品の主体結晶はメルウィナイトであり、微量のアケマナイトの混入と、未確認結晶の存在とが確認された。
【００２３】
表１中のNO.3の条件により得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１２０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３０時間回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は１３６０℃〜１４００℃であった。
【００２４】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した。このときのＸ線回折の条件を表２に示す。この条件は、以下の実施例２〜６についても同様である。
密度測定及びＸ線回折を実施した後、焼成体に研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。誘電特性の測定結果及び算出結果を表３に示す。
【００２５】
【表２】
2005170725.tif 000003
【００２６】
【表３】
2005170725.tif 000004
【００２７】
表３に示すように、実施例１で得られた焼成体は、アケマナイトの含有量が極めて微量（メルウィナイトに対してＸ線回折強度が6．0％以下）である磁器組成物であることが確認された。また、誘電率が６．０以下と低く、かつ、高周波領域におけるｔａｎδが小さい磁器組成物であることが確認された。Ｑ・ｆ値などの他の特性値についても良好な結果が得られた。
【実施例２】
【００２８】
実施例２では、上述した第１の方法の実施例（その２）について説明する。
〔第１の工程〕
水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２：純度９９．９％）６４．９１ｇ、シリカ（ＳｉＯ２：純度９９．９９％，ゲル状）３５．０９ｇをジルコニア磁器球石（１０ｍｍφ）１０００ｇと脱イオン水１５０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで２８時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１０５０℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、主体結晶としてラーンナイト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）とワラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）が確認されるとともに、少量の未反応シリカ（クオーツ）及び未確認結晶の存在が確認された。
【００２９】
〔第２の工程〕
上記第１の工程により得られた焼成粉末６０．００ｇと、マグネシア（ＭｇＯ：純度９９．９％，粒径０．３μｍ）８．３８ｇとを、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１７０ｍｌとともに、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３１時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。このときの焼成条件は、焼成温度１２３０℃、焼成時間２時間である。得られた焼成品についてＸ線回折による分析を行うと、焼成品の主体結晶はメルウィナイトであった。
【００３０】
次に、得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１２０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３０時間回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は１３５０℃〜１４００℃であった。
【００３１】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した後、研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。  これらの測定結果及び算出結果を表４に示す。
【００３２】
【表４】
2005170725.tif 000005
【００３３】
表４に示すように、実施例２で得られた焼成体は、アケマナイトがまったく含有されていない磁器組成物であることが確認された。また、誘電率が６．０以下と低く、かつ、高周波領域におけるｔａｎδが小さい磁器組成物であることが確認された。Ｑ・ｆ値などの他の特性値についても良好な結果が得られた。
【実施例３】
【００３４】
実施例３では、上述した第２の方法の実施例（その１）について説明する。
〔第１の工程〕
マグネシア（ＭｇＯ：純度９９．９％，粒径０．１μｍ）２５．１１ｇ、シリカ（ＳｉＯ２：純度９９％，粒径１．３μｍ）７４．８９ｇをジルコニア磁器球石（１０ｍｍφ）１０００ｇと脱イオン水１５０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで２８時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１ １００℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、主体結晶としてフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）とクオーツ（ＳｉＯ２）が確認された。
【００３５】
〔第２の工程〕
上記第１の工程により得られた焼成粉末６０．００ｇと、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３：試薬特級）１１２．２５ｇとを、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１７０ｍｌとともに、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３１時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。このときの焼成条件は、焼成温度１１５０℃、焼成時間３時間である。得られた焼成品についてＸ線回折による分析を行うと、焼成品の主体結晶はメルウィナイトであり、微量の未確認結晶の存在が確認された。
【００３６】
得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１２０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３０時間回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は、１３７０℃〜１４２０℃であった。
【００３７】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した後、研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。  これらの測定結果及び算出結果を表５に示す。
【００３８】
【表５】
2005170725.tif 000006
【００３９】
表５に示すように、実施例３で得られた焼成体は、アケマナイトの含有量が極めて微量（メルウィナイトに対してＸ線回折強度が6．0％以下）である磁器組成物であることが確認された。また、誘電率が６．０以下と低く、かつ、高周波領域におけるｔａｎδが小さい磁器組成物であることが確認された。Ｑ・ｆ値などの他の特性値についても良好な結果が得られた。
【実施例４】
【００４０】
実施例４では、上述した第２の方法の実施例（その２）について説明する。
〔第１の工程〕
水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２：純度９９．９％，比表面積３６．６ｍ２／ｇ）３２．６７ｇ、非晶質シリカ（ＳｉＯ２：純度９９．９％，粒径０．５μｍ）６７．３３ｇをジルコニア磁器球石（１０ｍｍφ）１０００ｇと脱イオン水１５０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで２８時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１ ０５０℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、主体結晶としてフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）とクオーツ（ＳｉＯ２）が確認された。
【００４１】
〔第２の工程〕
上記第１の工程により得られた焼成粉末６０．００ｇと、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３：純度９９．９９％，粒径０．５μｍ）１１２．２６ｇとを、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１７０ｍｌとともに、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３１時間回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。このときの焼成条件は、焼成温度１１５０℃、焼成時間３時間である。得られた焼成品についてＸ線回折による分析を行うと、焼成品の主体結晶はメルウィナイトであった。
【００４２】
得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石（φ１０ｍｍ）１０００ｇと脱イオン水１２０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を６０ｒｐｍで３０時間回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は、１３５０℃〜１３９０℃であった。
【００４３】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した後、研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。  これらの測定結果及び算出結果を表６に示す。
【００４４】
【表６】
2005170725.tif 000007
【００４５】
表６に示すように、実施例４で得られた焼成体は、アケマナイトがまったく含有されていない磁器組成物であることが確認された。また、誘電率が６．０以下と低く、かつ、高周波領域におけるｔａｎδが小さい磁器組成物であることが確認された。Ｑ・ｆ値などの他の特性値についても良好な結果が得られた。
【実施例５】
【００４６】
実施例５では、比較例（その１）について説明する。
比較例（その１）は、本発明の方法を用いない実施例であり、カルシウム化合物、ケイ素化合物、マグネシウム化合物を同時に混合して焼成する例である。
【００４７】
炭酸カルシウム６５．１７ｇ（ＣａＣＯ３：純度９９．９９％，粒径０．５μm以下）、結晶質シリカ２６．０８ｇ（ＳｉＯ２：純度９９．９％，粒径０．８μｍ）、マグネシア８．７５ｇ（ＭｇＯ：純度９９．９％，粒径０．０５μｍ）を、ジルコニア磁器球石と脱イオン水１７０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１ １００℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、主体結晶がメルウィナイトであり、共存するアケマナイトのＸ線回折強度がメルウィナイトのＸ線回折強度の２．２％であることが確認された。
【００４８】
得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石と脱イオン水と共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は、１３２９℃〜１３５６℃であった。
【００４９】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した後、研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。  これらの測定結果及び算出結果を表７に示す。
【００５０】
【表７】
2005170725.tif 000008
【００５１】
表７に示すように、実施例５で得られた焼成体は、３つの成分を合成した後の段階ではアケマナイトの存在が極微量（２．２％）であったのにもかかわらず、焼成した後の磁器組成物となった段階では、アケマナイトが多量（３９％〜５９％）に生成していることが確認された。また、実施例１〜４と比較すると、ｔａｎδが大きく、Ｑ・ｆ値が低いことも確認された。このことから、実施例５で得られた磁器組成物は、高周波領域における誘電性材料としてあまり適当ではないことが判明した。
【実施例６】
【００５２】
実施例６では、比較例（その２）について説明する。
比較例（その２）は、本発明の方法を用いない実施例であり、カルシウム化合物とマグネシウム化合物とを混合して焼成した後に、その焼成物にケイ素化合物を混合して焼成する例である。つまり、各化合物を混合する順番が本発明と異なっている。
【００５３】
炭酸カルシウム８８．１６ｇ（ＣａＣＯ３：試薬特級）、マグネシア１１．８４ｇ（ＭｇＯ：純度９９．９％，粒径０．１μｍ）を、ジルコニア磁器球石と脱イオン水１７０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
次に、得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。焼成温度は１ ０００℃、焼成時間は３時間である。
この焼成粉末の結晶組成をＸ線回折により分析したところ、酸化マグネシウム（ペリクレース）及び酸化カルシウムの存在が確認された。
【００５４】
次に、得られた焼成粉末６０．００ｇと、結晶質シリカ３４．５８ｇ（ＳｉＯ２：純度９９％，粒径１．３μｍ）とを、ジルコニア磁器球石と脱イオン水１３０ｍｌと共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を回転して内容物を解砕・混合する。この混合物のスラリーを真空凍結乾燥して混合物の乾燥粉末を得る。
得られた乾燥粉末を高純度アルミナ磁器こう鉢に入れて、電気炉にて焼成する。このときの焼成条件は、焼成温度１２００℃、焼成時間２時間である。得られた焼成品についてＸ線回折による分析を行うと、焼成品の主体結晶はメルウィナイトであり、アケマナイトの存在が確認された。
【００５５】
得られた焼成品の粉末を、ジルコニア磁器球石と脱イオン水と共に、内容積５００ｍｌのポリエチレン瓶に入れる。このポリエチレン瓶を回転して内容物を解砕し、ＰＶＡを１重量％溶解させて得られたスラリーを真空凍結乾燥して乾燥粉末を得る。
こうして得られた乾燥粉末を、直径１５ｍｍ×長さ１６ｍｍ〜１７ｍｍの金型内に充填し、金型プレス成形（圧力３０ＭＰａ）による圧縮・成形したあと、さらに、静水圧プレス（圧力２５０ＭＰａ）をかけることにより、円柱状の焼成用試料を作製した。この焼成用試料を、函型電気炉にて焼成し、焼成体の密度が飽和に達する温度範囲を求め、これを適正焼成温度とした。焼成時間は２時間、焼成温度は、１３７５℃〜１４２５℃であった。
【００５６】
焼成した試料について、密度測定及びＸ線回折を実施した後、研削加工を施し、サイズφ８ｍｍ×長さ４ｍｍの誘電特性測定用の試料を作製した。この作製した試料について、誘電率、ｔａｎδ等の各種の誘電特性を測定し、さらに、測定した結果に基づいて、Ｑ・ｆ値（＝（１／ｔａｎδ）・ｆ、ｆは周波数）を算出した。  これらの測定結果及び算出結果を表８に示す。
【００５７】
【表８】
2005170725.tif 000009
【００５８】
表８に示すように、実施例６で得られた焼成体は、アケマナイトが多量に存在していることが確認された（メルウィナイトに対してＸ線回折強度が８．４％〜１３％）。また、実施例１〜４と比較すると、ｔａｎδが大きく、Ｑ・ｆ値が低いことも確認された。このことから、実施例６で得られた磁器組成物は、高周波領域における誘電性材料としてあまり適当ではないことが判明した。