專利名稱：電介質(zhì)瓷器組合物及利用所述組合物的電介質(zhì)諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有良好的毫米波頻帶特性的電介質(zhì)瓷器組合物及電介質(zhì)諧振器，還涉及可控制其特性(介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf)的電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法。
背景技術(shù)：
已知有各種電介質(zhì)材料可作為高頻率電介質(zhì)材料，其中一種Qf值較高的材料已知有鈦酸鎂類電介質(zhì)材料。據(jù)文獻(xiàn)(例如參照非專利文獻(xiàn)1等)報道，作為鈦酸鎂類電介質(zhì)材料的MgTiO3的相對介電系數(shù)是εr＝17，Qf＝110000GHz，諧振頻率的可靠溫度系數(shù)是τf＝-45ppm/K。
另外，也提出過鈦酸鎂類電介質(zhì)材料的改進(jìn)，例如專利文獻(xiàn)1中記載了，通過將相對每1摩爾二氧化鈦含有大于等于1摩爾且小于等于1.3摩爾的氧化鎂和二氧化鈦的原料進(jìn)行燒結(jié)，得到電介質(zhì)材料。該專利文獻(xiàn)1中所述的電介質(zhì)材料的特性為，當(dāng)MgO∶TiO2＝1.2∶1時，相對介電系數(shù)εr＝17.3，無負(fù)荷Qu＝12000(以Qf表示時為120000GHz)。
專利文獻(xiàn)2中記載了，為得到與導(dǎo)電材料一起煅燒也能具有沒有翻轉(zhuǎn)或彎曲的高Q值的電介質(zhì)瓷器，所述電介質(zhì)瓷器含有由MgTiO3、CaTiO3、Mg2SiO4和BaTi4O9中至少一種組成的第1結(jié)晶相和由Mg2TiO4、Mg2B2O5和Li2TiSiO5中至少一種組成的第2結(jié)晶相以及Si、B和Li的氧化物。
非專利文獻(xiàn)1日本陶瓷協(xié)會編陶瓷工學(xué)手冊、第1版、技報堂出版、1993年5月30日、第1885頁專利文獻(xiàn)1

特公昭61-14605號公報專利文獻(xiàn)2特開2002-193662號公報但是，近年來在信息通信領(lǐng)域中的技術(shù)發(fā)展很快，用于電介質(zhì)諧振器等的電介質(zhì)材料不僅需要所述Qf值的特性，而且需要通過用途以及使用頻帶等來實(shí)現(xiàn)多樣化的傾向。
例如，作為用于準(zhǔn)毫米波以及毫米波的電介質(zhì)材料的特性，特別是作為諧振器材料利用時，從容易設(shè)計的觀點(diǎn)考慮，有必要開發(fā)出具有較低相對介電系數(shù)εr的電介質(zhì)材料。當(dāng)介電系數(shù)為ε時，共振現(xiàn)象的大小與ε-1/2成正比，所以利用高相對介電系數(shù)εr的材料時，伴隨頻率增大必須把諧振器的尺寸減小到極小。因此，為了容易設(shè)計諧振器，考慮整體尺寸和加工性等，希望開發(fā)出具有適當(dāng)相對介電系數(shù)εr的電介質(zhì)材料。
另外，用于諧振器時，電介質(zhì)材料的溫度系數(shù)τf優(yōu)選越小越好，但并不限定在此，還要考慮例如安裝在其周圍的其他部件的溫度系數(shù)，溫度系數(shù)優(yōu)選可在某些范圍內(nèi)任意設(shè)定。
從這些觀點(diǎn)考慮時，現(xiàn)有技術(shù)例如專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中所述的技術(shù)中，主要目的放在Qf值和Q值的改善，幾乎沒有考慮相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf。
市售的材料中，相對介電系數(shù)εr小且溫度系數(shù)τf小的材料具有相對介電系數(shù)εr＝約12.6且溫度系數(shù)τf＝約-10ppm/K，但這些材料并不是充分滿意的材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決這些以往技術(shù)中的問題而提出的，其目的是提供相對介電系數(shù)εr調(diào)整為較小且容易設(shè)計例如準(zhǔn)毫米波以及毫米波諧振器的電介質(zhì)瓷器組合物及電介質(zhì)諧振器。另外，本發(fā)明的另一個目的是提供溫度系數(shù)τf盡可能小且可根據(jù)周圍情況進(jìn)行調(diào)整的電介質(zhì)瓷器組合物及電介質(zhì)諧振器。本發(fā)明的再另一個目的是提供相對介電系數(shù)εr調(diào)整為較小且溫度系數(shù)τf調(diào)整為零附近的電介質(zhì)瓷器組合物及電介質(zhì)諧振器。另外，本發(fā)明的其他目的是提供可任意調(diào)整電介質(zhì)瓷器組合物的相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf的特性控制方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明者們進(jìn)行了長期深入的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在MgTiO3中加入Mg2SiO4，在幾乎不改變溫度系數(shù)τf的情況下，根據(jù)Mg2SiO4的含量可自由設(shè)定相對介電系數(shù)εr，而且可設(shè)定在準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶最合適的相對介電系數(shù)εr。而且，也發(fā)現(xiàn)通過在MgTiO3中加入CaTiO3，在幾乎不改變相對介電系數(shù)εr的情況下，根據(jù)CaTiO3的含量將溫度系數(shù)τf在零附近可任意設(shè)定。
本發(fā)明是根據(jù)這些研究結(jié)論而完成的。也就是，本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物的特征是，含有MgTiO3和Mg2SiO4，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，a+b＝1，0＜b＜1；或含有MgTiO3和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，a+c＝1，0＜c≤0.15；或含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b，CaTiO3的摩爾比為c時，a+b+c＝1，0＜b＜1，0＜c≤0.15。
本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物，其相對介電系數(shù)εr為6.8～18范圍，溫度系數(shù)τf為-55～+55ppm/K范圍，例如，可得到相對介電系數(shù)εr為10左右且溫度系數(shù)τf為零附近的電介質(zhì)瓷器組合物。
本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物可用作電介質(zhì)諧振器例如準(zhǔn)毫米波以及毫米波諧振器的電介質(zhì)材料。因此，本發(fā)明的電介質(zhì)諧振器的特征是，采用所述各電介質(zhì)瓷器組合物作為電介質(zhì)材料。
如上所述，通過在MgTiO3中加入Mg2SiO4，根據(jù)Mg2SiO4含量可自由設(shè)定相對介電系數(shù)εr，而通過在MgTiO3中加入CaTiO3，根據(jù)CaTiO3含量將溫度系數(shù)τf在零附近可任意設(shè)定，所以利用調(diào)整這些成分可控制所得到的電介質(zhì)瓷器組合物的特性。
本發(fā)明還提供可控制這些特性的制造方法。即，本發(fā)明的制造方法的特征是，在制造電介質(zhì)瓷器組合物時，把Mg2SiO4和CaTiO3的含量調(diào)整在指定范圍，以調(diào)整相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf。


圖1為表示本發(fā)明電介質(zhì)瓷器組合物的制造工藝的一個示例的流程圖。
圖2為0.6MgTiO3-0.4Mg2SiO4的X射線衍射圖譜。
圖3為表示MgTiO3+Mg2SiO4類中Mg2SiO4含量與相對介電系數(shù)εr關(guān)系的特性圖。
圖4為表示MgTiO3+Mg2SiO4類中Mg2SiO4含量與溫度系數(shù)τf關(guān)系的特性圖。
圖5為表示MgTiO3+Mg2SiO4類中煅燒溫度與相對密度關(guān)系的特性圖。
圖6為0.91MgTiO3-0.09CaTiO3的X射線衍射圖譜。
圖7為表示MgTiO3+CaTiO3類中CaTiO3含量與相對介電系數(shù)εr關(guān)系的特性圖。
圖8為表示MgTiO3+CaTiO3類中CaTiO3含量與溫度系數(shù)τf關(guān)系的特性圖。
圖9為表示MgTiO3+CaTiO3類中煅燒溫度與相對密度關(guān)系的特性圖。
圖10為0.2275MgTiO3-0.6825Mg2SiO4-0.09CaTiO3的X射線衍射圖譜。
圖11為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把CaTiO3固定在0.05摩爾且變化Mg2SiO4的取代量時相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果的特性圖。
圖12為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把CaTiO3固定在0.05摩爾且變化Mg2SiO4的取代量時溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果的特性圖。
圖13為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把CaTiO3固定在0.05摩爾且變化Mg2SiO4的取代量時相對密度的測定結(jié)果的特性圖。
圖14為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把MgTiO3∶Mg2SiO4固定在1∶3且變化CaTiO3的取代量時相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果的特性圖。
圖15為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把MgTiO3∶Mg2SiO4固定在1∶3且變化CaTiO3的取代量時溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果的特性圖。
圖16為表示在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中把MgTiO3∶Mg2SiO4固定在1∶3且變化CaTiO3的取代量時相對密度的測定結(jié)果的特性圖。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)說明適用于本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物和電介質(zhì)諧振器、以及電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法。
本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物是以鈦酸鎂(MgTiO3)為基質(zhì)，在其中加入Mg2SiO4或CaTiO3、或者兩者而得到的。
MgTiO3具有良好的Qf值等特性，但是相對介電系數(shù)εr為約18.2，略高，而溫度系數(shù)τf為-57ppm/K，也略大。因此，在本發(fā)明中，為了改善相對介電系數(shù)εr，加入Mg2SiO4，而為了改善溫度系數(shù)τf，加入CaTiO3。
在MgTiO3中加入Mg2SiO4時，相對介電系數(shù)εr與Mg2SiO4含量幾乎成反比地降低。此時，溫度系數(shù)τf幾乎沒有變化。另一方面，在MgTiO3中加入CaTiO3時，溫度系數(shù)τf隨著CaTiO3含量的增加幾乎成正比地從負(fù)數(shù)依次增大到正數(shù)。此時，相對介電系數(shù)εr幾乎沒有增大。因此，通過添加Mg2SiO4和添加CaTiO3，可分別獨(dú)立控制相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf。
從這些觀點(diǎn)出發(fā)，在MgTiO3中加入Mg2SiO4或CaTiO3。此時，含有Mg2SiO4時的Mg2SiO4含量，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，優(yōu)選a+b＝1，0＜b＜1。通過把MgTiO3的含量任意調(diào)整在上述范圍內(nèi)，在比MgTiO3自身的相對介電系數(shù)εr小的范圍，可自由控制相對介電系數(shù)εr(例如在6.8～18范圍)。但是，考慮適用于準(zhǔn)毫米波以及毫米波用途的相對介電系數(shù)εr的值時，例如考慮小于等于12的值時，更優(yōu)選0.5≤b＜1。
另一方面，含有CaTiO3時的CaTiO3含量，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，優(yōu)選a+c＝1，0＜c≤0.15。通過把CaTiO3的含量任意調(diào)整在上述范圍內(nèi)，在-55～+55ppm/K的范圍可任意控制溫度系數(shù)τf的值。但是，考慮把溫度系數(shù)τf控制為更加接近零的值(±30ppm/K左右)時，更優(yōu)選0.03≤c≤0.08。
另外，含有兩者(Mg2SiO4和CaTiO3)時的Mg2SiO4含量和CaTiO3含量，調(diào)整在上述各自適當(dāng)范圍就可，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b，CaTiO3的摩爾比為c時，優(yōu)選a+b+c＝1，0＜b＜1，0＜c≤0.15。為了把相對介電系數(shù)εr控制在適合于準(zhǔn)毫米波以及毫米波用途的值例如小于等于12，且為了把溫度系數(shù)τf控制在更接近零的值，仍需要把上述各成分調(diào)整在更優(yōu)選范圍，當(dāng)加入兩者時，最適合的范圍與上述范圍有些差別，也就是更優(yōu)選0.5≤b＜1且0.05≤c≤0.09。
在本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物中，各成分分別以MgTiO3、Mg2SiO4、CaTiO3的形式存在，通過X射線衍射可更加清楚將混合這些成分的結(jié)晶相作為母材的情況，所以對組合物的組成用這些成分的比例(摩爾)來表示。
根據(jù)以上觀點(diǎn)，通過調(diào)整各成分的比例，可得到例如相對介電系數(shù)εr＝10.86、溫度系數(shù)τf＝-2.7ppm/K、Qf＝74000GHz的電介質(zhì)瓷器組合物。
下面說明本發(fā)明電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法。圖1為表示適用于本發(fā)明的制造工藝的流程圖。
首先，在本發(fā)明的制造方法中，原料使用例如MgO、TiO2、CaCO3和SiO2。各原料成分根據(jù)所需特性而配制，但是此時加入的成分組成幾乎能原原本本地反映在電介質(zhì)瓷器組合物的組成中，所以加入的各成分組成按照與電介質(zhì)瓷器組合物的組成的幾乎1對1的關(guān)系，混合各原料成分。
在制造電介質(zhì)瓷器組合物時，通過混合工藝1將作為原料的MgO、TiO2、CaCO3和SiO2混合?；旌蠒r可利用例如球磨機(jī)等設(shè)備?；旌虾螅?jīng)過干燥工藝2和成形工藝3，然后通過預(yù)煅燒工藝4進(jìn)行預(yù)煅燒。預(yù)煅燒是為了使原料進(jìn)行一些反應(yīng)而實(shí)施的，一般來說比正式煅燒溫度略低。
預(yù)煅燒后，通過粉碎工藝5進(jìn)行粉碎，通過干燥工藝6進(jìn)行干燥。干燥后，通過顆粒制作工藝7制作顆粒。制作顆粒時加入粘合劑，所述粘合劑可使用任意材料，例如可使用聚乙烯醇等。
最后，通過成形工藝8實(shí)施所需形狀的成形，通過煅燒工藝9進(jìn)行正式煅燒。所述正式煅燒時的煅燒溫度可調(diào)整在例如1250～1500℃，根據(jù)原料的混合比例，最適宜的溫度可有些變化。例如制造含有MgTiO3和Mg2SiO4的電介質(zhì)瓷器組合物時，煅燒溫度優(yōu)選大于等于1300℃。當(dāng)煅燒溫度不足1300℃時，Qf值降低且相對密度減少。制造含有MgTiO3和CaTiO3的電介質(zhì)瓷器組合物時，煅燒溫度優(yōu)選大于等于1250℃。當(dāng)煅燒溫度不足1250℃時，Qf值和相對密度仍減少。制造含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3的電介質(zhì)瓷器組合物時，煅燒溫度優(yōu)選大于等于1300℃。通過煅燒溫度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，可保持高Qf值和高相對密度。
在上述制造工藝中，作為原料利用MgO、TiO2、CaCO3和SiO2，但不限定在這些，例如也可以事先制造MgTiO3、Mg2SiO4、CaTiO3，將這些材料按指定比率混合而成。
所述電介質(zhì)瓷器組合物可用于例如準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶，例如可用于30～300GHz的頻帶。這些頻帶中可包括例如汽車?yán)走_(dá)等(使用77GHz或38.5GHz的2倍增)。
因此，本發(fā)明的電介質(zhì)瓷器組合物可用作在準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶使用的諧振器用材料、MIC用電介質(zhì)基板材料、電介質(zhì)波導(dǎo)線路、電介質(zhì)天線、各種毫米波電路的阻抗耦合、以及其他各種電子部件等，特別適用于電介質(zhì)諧振器用材料。
實(shí)施例下面結(jié)合具體實(shí)驗結(jié)果說明本發(fā)明。
電介質(zhì)瓷器組合物樣品的制作按照以下順序制作各樣品。
首先，把作為原料的MgO、TiO2、CaCO3、SiO2按指定混合比率稱取所需量，把這些原料利用球磨機(jī)混合16小時?；旌虾?，在120℃干燥24小時，成形為直徑60mm的圓盤狀。成形時的成形壓力為200kgf/cm2。
成形后，在1100℃預(yù)煅燒2小時。接著，利用球磨機(jī)進(jìn)行16小時的粉碎，在120℃干燥24小時。干燥后，加入1重量％的聚乙烯醇以制作顆粒，成形為直徑12mm的顆粒。此時的成形壓力為200kgf/cm2。
最后在1250～1500℃進(jìn)行正式煅燒，得到電介質(zhì)瓷器組合物樣品。
MgTiO3+Mg2SiO4根據(jù)上述電介質(zhì)瓷器組合物樣品的制作方法，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，進(jìn)行原料混合，使b為0～1(但是，a+b＝1)，在1250～1500℃進(jìn)行正式煅燒，制作各種樣品。
圖2表示針對0.6 MgTiO3-0.4 Mg2SiO4(a＝0.6，b＝0.4)樣品的通過X射線衍射裝置(XDR)的測定結(jié)果。所述X射線衍射圖譜中可觀察到MgTiO3的相關(guān)峰和Mg2SiO4的相關(guān)峰，可確認(rèn)所制作的樣品為MgTiO3和Mg2SiO4的混合晶相。
下面對已制作的各樣品根據(jù)日本工業(yè)規(guī)格[微波用細(xì)陶瓷的介電特性的試驗方法](JIS R 1627)測定相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf。相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果如圖3和表1所示。溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果如圖4和表2所示。
表1

表2

從圖3和表1可以明顯看出，隨著Mg2SiO4含量的增多，相對介電系數(shù)εr依次降低。另一方面，如圖4和表2所示，即使改變Mg2SiO4的含量，溫度系數(shù)τf幾乎沒有變化。因此，可以看出通過調(diào)整Mg2SiO4的含量，不會影響其他特性(溫度系數(shù)τf)，可控制相對介電系數(shù)εr。另外，特別是通過把Mg2SiO4的摩爾比b調(diào)整為大于等于0.5，可實(shí)現(xiàn)相對介電系數(shù)εr小于等于12。
而且，對已制作的各樣品也進(jìn)行相對密度的測定。其結(jié)果如圖5和表3所示。從圖5和表3可以明顯看出，在1300℃時相對密度有所下降，但1300℃以上溫度時幾乎沒有變化。另外，在小于等于1200℃的煅燒溫度時，不能得到所需的相對密度。因此，可以看出當(dāng)通過Mg2SiO4控制相對介電系數(shù)εr時，煅燒溫度優(yōu)選設(shè)定在大于等于1300℃。
表3

MgTiO3+CaTiO3根據(jù)上述電介質(zhì)瓷器組合物樣品的制作方法，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，進(jìn)行原料混合，使c為0～0.09(但是，a+c＝1)，在1300℃進(jìn)行正式煅燒，制作各種樣品。
圖6表示針對0.91 MgTiO3-0.09 CaTiO3(a＝0.91，c＝0.09)樣品的通過X射線衍射裝置(XDR)的測定結(jié)果。所述X射線衍射圖譜中可觀察到MgTiO3的相關(guān)峰和CaTiO3的相關(guān)峰，可確認(rèn)所制作的樣品為MgTiO3和CaTiO3的混合晶相。
下面對已制作的各樣品根據(jù)日本工業(yè)規(guī)格[微波用細(xì)陶瓷的介電特性的試驗方法](JIS R 1627)測定相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf。相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果如圖7和表4所示。溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果如圖8和表5所示。
表4

表5

從圖8和表5可以明顯看出，與CaTiO3的含量成正比，溫度系數(shù)τf依次變化。當(dāng)CaTiO3的摩爾比c為0.06左右時，溫度系數(shù)τf幾乎等于零，當(dāng)CaTiO3的比例更少時，溫度系數(shù)τf為負(fù)數(shù)，而當(dāng)CaTiO3的比例更大時，溫度系數(shù)τf為正數(shù)。另一方面，如圖7和表4所示，即使改變CaTiO3的含量，相對介電系數(shù)εr幾乎沒有變化。因此，可以看出通過調(diào)整CaTiO3的含量，可獨(dú)立控制溫度系數(shù)τf。特別是通過把CaTiO3的摩爾比c調(diào)整為0.03～0.08，可將溫度系數(shù)τf控制在±30ppm/K范圍內(nèi)。
而且，對已制作的各樣品也進(jìn)行相對密度的測定。其結(jié)果如圖9和表6所示。從圖9和表6可以明確看出，在大于等于1250℃時相對密度沒有問題。因此，可以看出當(dāng)通過CaTiO3控制溫度系數(shù)τf時，煅燒溫度優(yōu)選設(shè)定在大于等于1250℃。
表6

MgTiO3+Mg2SiO4+CaTiO3根據(jù)上述電介質(zhì)瓷器組合物樣品的制作方法，制作含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3的樣品。
圖10表示針對0.2275 MgTiO3-0.6825 Mg2SiO4-0.09 CaTiO3(a＝0.2275，b＝0.6825，c＝0.09)樣品的通過X射線衍射裝置(XDR)的測定結(jié)果。所述X射線衍射圖譜中可觀察到MgTiO3的相關(guān)峰和Mg2SiO4的相關(guān)峰以及CaTiO3的相關(guān)峰，可確認(rèn)所制作的樣品為MgTiO3和Mg2SiO4以及CaTiO3的混合晶相。
首先，在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中，把CaTiO3固定為0.05摩爾(c＝0.05)，變化Mg2SiO4的取代量，制作各種樣品。此時相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果如圖11和表7所示，溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果如圖12和表8所示，相對密度的測定結(jié)果如圖13和表9所示。
表7

表8

表9

另外，在MgTiO3-Mg2SiO4-CaTiO3類中，把MgTiO3∶Mg2SiO4固定為1∶3，變化CaTiO3的取代量，制作各種樣品。此時相對介電系數(shù)εr的測定結(jié)果如圖14和表10所示，溫度系數(shù)τf的測定結(jié)果如圖15和表11所示，相對密度的測定結(jié)果如圖16和表12所示。
表10

表11

表12

從這些圖和表可明顯看出，即使三元類混合物，通過調(diào)整Mg2SiO4的含量，可控制相對介電系數(shù)εr，而通過調(diào)整CaTiO3的含量，可控制溫度系數(shù)τf。例如，以相對介電系數(shù)εr＝10、溫度系數(shù)τf＝0為目標(biāo)，在具有0.2275MgTiO3-0.6825 Mg2SiO4-0.09 CaTiO3組成的組合物中，可得到相對介電系數(shù)εr＝10.86、溫度系數(shù)τf＝-2.7ppm/K。
另外，也對已制作的各樣品進(jìn)行相對密度的研究，從圖13和表9以及圖16和表12中可看出，在煅燒溫度大于等于1300℃時可得到良好的結(jié)果。
如上說明可確認(rèn)，本發(fā)明可提供能夠控制相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf的、具有適合于準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶的相對介電系數(shù)εr且溫度系數(shù)τf控制在零附近的電介質(zhì)瓷器組合物。
根據(jù)本發(fā)明，通過把所述電介質(zhì)瓷器組合物用作電介質(zhì)材料，可提供在準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶中可使用的電介質(zhì)諧振器。所述電介質(zhì)諧振器的電介質(zhì)瓷器組合物具有適當(dāng)?shù)南鄬殡娤禂?shù)εr，所以可放寬尺寸公差，在制作時容易設(shè)計。另外，也根據(jù)周圍部件的溫度系數(shù)可控制溫度系數(shù)τf。
權(quán)利要求
1.一種電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，含有MgTiO3和Mg2SiO4，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，a+b＝1，0＜b＜1。
2.如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，0.5≤b＜1。
3.如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，煅燒溫度為大于等于1300℃。
4.一種電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，含有MgTiO3和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，a+c＝1，0＜c≤0.15。
5.如權(quán)利要求4所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，0.03≤c≤0.08。
6.如權(quán)利要求4所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，煅燒溫度為大于等于1250℃。
7.一種電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b，CaTiO3的摩爾比為c時，a+b+c＝1，0＜b＜1，0＜c≤0.15。
8.如權(quán)利要求7所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，0.5≤b＜1且0.05≤c≤0.09。
9.如權(quán)利要求7所述的電介質(zhì)瓷器組合物，其特征在于，煅燒溫度為大于等于1300℃。
10.一種電介質(zhì)諧振器，其特征在于，其利用電介質(zhì)瓷器組合物作為電介質(zhì)材料，所述組合物含有MgTiO3和Mg2SiO4，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，a+b＝1，0＜b＜1。
11.一種電介質(zhì)諧振器，其特征在于，其利用電介質(zhì)瓷器組合物作為電介質(zhì)材料，所述組合物含有MgTiO3和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，a+c＝1，0＜c≤0.15。
12.一種電介質(zhì)諧振器，其特征在于，其利用電介質(zhì)瓷器組合物作為電介質(zhì)材料，所述組合物含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3，當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b，CaTiO3的摩爾比為c時，a+b+c＝1，0＜b＜1，0＜c≤0.15。
13.一種電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法，其特征在于，包括制造含有MgTiO3和Mg2SiO4的電介質(zhì)瓷器組合物，其中當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b時，把Mg2SiO4的含量調(diào)整在如下范圍，以調(diào)整介電系數(shù)εra+b＝1，0＜b＜1。
14.一種電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法，其特征在于，包括制造含有MgTiO3和CaTiO3的電介質(zhì)瓷器組合物，其中當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，CaTiO3的摩爾比為c時，把CaTiO3的含量調(diào)整在如下范圍，以調(diào)整溫度系數(shù)τfa+c＝1，0＜c≤0.15。
15.一種電介質(zhì)瓷器組合物的制造方法，其特征在于，包括制造含有MgTiO3、Mg2SiO4和CaTiO3的電介質(zhì)瓷器組合物，其中當(dāng)MgTiO3的摩爾比為a，Mg2SiO4的摩爾比為b，CaTiO3的摩爾比為c時，把Mg2SiO4和CaTiO3的含量調(diào)整在如下范圍，以調(diào)整介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τfa+b+c＝1，0＜b＜1，0＜c≤0.15。
全文摘要
本發(fā)明提供可控制相對介電系數(shù)εr和溫度系數(shù)τf的、具有例如適合于準(zhǔn)毫米波以及毫米波頻帶的相對介電系數(shù)εr以及接近零的溫度系數(shù)τf的電介質(zhì)瓷器組合物。通過在MgTiO
文檔編號H01B3/10GK1530964SQ20041000868
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者宮內(nèi)泰治, 嵐友宏 申請人:Tdk株式會社