介質燒結體及其制造方法以及介質諧振器技術

本發(fā)明專利技術涉及介質燒結體及其制造方法以及介質諧振器。本發(fā)明專利技術的介質燒結體包含作為主要成分的Ba、Nb以及Zn和Co中的至少一種，以及作為次要成分的K和Ta。在X射線衍射測量中的（111）面峰值的峰值強度p2與（310）面峰值的峰值強度p1的比率A為0.9至1.5。（111）面峰值的半帶寬C的范圍是0.12至0.22°。（111）面峰值的d值D的范圍是2.363至2.371。該介質燒結體具有鈣鈦礦結構。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種應用于例如介質諧振器、介質濾波器、介質天線以及介質基底的介質燒結體。本專利技術還涉及制造上述介質燒結體的方法以及還涉及介質諧振器。
技術介紹
已經(jīng)對各種組分的介質燒結體進行研究以使其應用于諸如微波和毫波(milliwave)的高頻范圍。在這些介質燒結體中，基于BaZnCoNb (以下稱為“BZCN”，參見專利文獻I和2)的介質燒結體具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，這是因為它們具有相對大的Q值(無負載情況下的品質因數(shù))、適度地大的相對介電常數(shù)以及小諧振頻率溫度系數(shù)。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I JP-A-2003-201177專利文獻2 JP-A-2004-315330
技術實現(xiàn)思路
本專利技術解決的問題 然而，現(xiàn)有技術的BZCN基介質燒結體的Q值隨燒結體不同而呈現(xiàn)很大變化，且這樣的介質燒結體在工業(yè)生產(chǎn)中缺乏穩(wěn)定性。基于上述情況提出本專利技術，且本專利技術的目的是提供一種具有大Q值和小Q值變化的介質燒結體及其制造方法以及一種介質諧振器。解決問題的手段本專利技術的介質燒結體包含作為主要成分的Ba、Nb以及Zn和Co中的至少一種，以及作為次要成分的K和Ta，在X射線衍射測量中的(111)面峰值的峰值強度p2與(310)面峰值的峰值強度Pl的比值A為0.9至1.5，所述(111)面峰值的半帶寬C的范圍是0.12至0.22°，所述(111)面峰值的d值D的范圍是2.363至2.371，且介質燒結體具有鈣鈦礦結構。在本專利技術的介質燒結體中，峰值強度比值A是0.9至1.5，因此Q值大且Q值變化小。此外，在本專利技術的介質燒結體中，在X射線衍射測量中的所述(111)面峰值的半帶寬C的范圍是0.12至0.22° ;因此發(fā)生結晶并且Q值提高。當半帶寬超過0.22°時，換言之，當半帶寬寬時，不發(fā)生結晶且Q值降低。另一方面，當半帶寬小于0.12°時，換言之，當半帶寬太窄時，結晶過度且晶粒邊界面開始產(chǎn)生影響，并Q值降低。此外，在本專利技術的介質燒結體中，在X射線衍射測量中的所述(111)面峰值的d值D的范圍是2.363至2.371 ;因此晶格中的原子有序排列，并且Q值提高。當d值D小于2.363時，某些原子會脫離晶格，換言之，排列會變得不穩(wěn)定，結果是產(chǎn)生晶格應變，并且Q值降低。另一方面，當d值D大于2.371時，排列變得不均勻，且不發(fā)生結晶，結果是發(fā)生松動，并且Q值降低。d值D的單位是A。此外，因為本專利技術的介質燒結體包含K和Ta，因此Q值大于不包含K和Ta的介質燒結體的Q值。此外，即使在K和Ta的含量少時，本專利技術的介質燒結體的Q值也遠大于不包含上述元素的介質燒結體的Q值。此外，本專利技術的介質燒結體包含Zn和Co中的至少一種。Zn和Co含量的比例變化使得能在寬范圍內選擇Q值和Tf的絕對值。特別地，通過增加Zn含量可大幅提高Q值。具體而言，當Zn和Co含量的比例變化時，Q值呈現(xiàn)出峰值，且以不同于相對介電常數(shù)和τ f的絕對值的屬性的方式不可預見地變化。此外，Zn含量的增加可同時提高Q值和εΓ，并降低Tf的絕對值。此外，因為本專利技術的介質燒結體具有鈣鈦礦結構，因此可獲得高Q值。X射線衍射顯示BaZnNb基組分、B aCoNb基組分或KTa基組分沒有形成單獨峰值，這歸因于構成元素；取而代之的是出現(xiàn)單一固溶體峰值分布。該峰值分布類似于BaZnNb基組分的峰值分布，且可確定本專利技術的介質燒結體具有BaZnNb基組分的鈣鈦礦結構。本專利技術的介質燒結體優(yōu)選包含Ba5Nb4O15結晶相。可通過X射線衍射測量確認是否存在Ba5Nb4O15結晶相。可在2 Θ =29.5°附近確認Ba5Nb4O15結晶相。Ba5Nb4O15結晶相是在I丐欽礦晶格順序排列時觀察到的一種亞結晶相。Ba5Nb4O15結晶相的存在可用作確定I丐欽礦結構是否順序排列的判斷依據(jù)。本專利技術的介質燒結體優(yōu)選還包含氧化鋯。含有氧化鋯可提高燒結穩(wěn)定性并進一步提高Q值。相對于由上述組分公式表示的組分的100重量份，氧化鋯含量優(yōu)選小于0.3重量份(氧化錯組分小于0.3wt%)。優(yōu)選地，氧化鋯存在于介質燒結體的晶粒邊界面處。特別優(yōu)選地，在介質燒結體的晶粒邊界面處普遍存在氧化鋯的濃度大于其他區(qū)域中的濃度。在介質燒結體的晶粒邊界面處存在氧化鋯使得能夠利用較小的熱量移動物質，并能容易地沉淀Ba5Nb4O15結晶相(可更容易地獲得超晶格結構)。因此能獲得高Q值。優(yōu)選地，本專利技術的介質燒結體包含作為主要組分的K、Ba、Nb和Ta以及Zn和Co中的至少一種，且上述構成元素的組分比基本滿足組分公式:(100-a) [Bau{ (ZnvCo1^v)wNbJ05l]-a[KyTazOs2] (0.5彡 a彡 25，0.98 彡u彡1.03，O彡 v彡 1，0.274彡 w彡0.374，0.646 ^ 0.696，0.5 彡 y 彡 2.5，0.8 彡 z 彡1.2)。在這種情況下，因為本專利技術的介質燒結體包含K和Ta，因此Q值大于不包含這些元素的介質燒結體的Q值。此外，即使在K和Ta含量少時，Q值也遠大于不包含這些元素的介質燒結體的Q值。此外，特別在a=2.5附近觀察峰值(最大值)時，Q值呈現(xiàn)出不可預測、意想不到的屬性。此外，因為本專利技術的介質燒結體包含K和Ta，因此諧振頻率溫度系數(shù)(以下也簡稱為“ τ f”)的絕對值小。此外，即使在K和Ta含量小時，τ f的絕對值也可被設置為遠小于不包含這些元素的介質燒結體的Tf的絕對值。此外，特別在a=5附近觀察峰值(最大值)時，Tf呈現(xiàn)出不可預測、意想不到的屬性。此外，含有K和Ta可降低制造介質燒結體的燒結溫度。在上述組分公式中，代表K和Ta含量的比例的變量a是0.5彡a彡25。當變量a等于或大于0.5時，可充分獲得上述效果。另一方面，當變量a等于或小于25時，可較容易地在燒結過程期間保持模制的形狀，且可容易地獲得介質燒結體。不特別限制值a，只要其處于上述范圍內即可。但是，考慮到要獲得上述效果，則值a優(yōu)選為I彡a彡20，更優(yōu)選I彡a彡10，且進一步優(yōu)選2彡a彡8。在上述組分公式中，y是0.5彡y彡2.5 (優(yōu)選地，1.0彡y彡2.0)。因為變量y等于或大于0.5，因此介質燒結體可在其制造過程期間被充分燒結。此外，由于變量I處于該范圍內，因此Q值和諧振頻率的乘積(以下稱為“f XQ值”)可被設置為足夠大的值。此夕卜，z是0.8彡z彡1.2。z為0.9彡z彡1.1的范圍是優(yōu)選地，因為fX Q值在該范圍內特別大。此外，本專利技術的介質燒結體包含Zn和Co中的至少一種。Zn和Co含量的比例變化使得能在寬范圍內選擇Q值和Tf的絕對值。特別地，通過提高Zn含量可大幅提高Q值。具體地，在Zn和Co含量比例變化時，Q值呈現(xiàn)出峰值，且以不同于相對介電常數(shù)和Tf的絕對值的屬性的方式不可預見地變化。此外，Zn含量的提高可同時提高Q值和并降低Tf的絕對值。代表Zn含量比例的變量V的變化范圍為O彡V彡I。不特別限制值V，且其優(yōu)選為0.3 < V < 1，以便提高所有的介電特性。進一步優(yōu)選地，V是0.4 < V < 0.8，以便保持大Q值。特別優(yōu)選地，V是0.4 < V < 0.75，以便獲得具有大Q值和小τ f絕對值的良好均衡的所需介電特性。代表Co含量比例的變量Ι-v類似地在O < Ι-v本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.02 JP 2010-1968531.一種介質燒結體，包括: 作為主要成分的Ba、Nb以及Zn和Co中的至少一種；以及 作為次要成分的K和Ta; 具有0.9至1.5的在X射線衍射測量中的(111)面峰值的峰值強度p2與(310)面峰值的峰值強度Pl的比率A， 具有范圍從0.12至0.22°的所述(111)面峰值的半帶寬C， 具有范圍從2.363至2.371的所述(111)面峰值的d值D，以及 具有鈣鈦礦結構。2.根據(jù)權利要求1所述的介質燒結體，其中所述介質燒結體包括Ba5Nb4O15結晶相。3.根據(jù)權利要求1或2所述的介質燒結體，其中所述介質燒結體還包括氧化鋯。4.根據(jù)權利要求3的所述介質燒結體，其中包括的所述氧化鋯小于0.3wt%...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：藤田聰，粕谷祐貴，
申請(專利權)人：日本特殊陶業(yè)株式會社，
類型：
國別省市：