マイクロ波誘電体の誘電率の圧力変化を含む諸特性に及ぼす組成の部分置換の影響

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650739
• Research Institution: Kanagawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 井川 博行 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30016612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹本 稔 神奈川工科大学, 工学部, 助手 (70288215)
• Keywords: マイクロ波 / マイクロ波誘電体 / ペロブスカイト / 比誘電率 / 誘電損失 / イオン置換

Research Abstract

これまで研究してきた主な組成系は(A_<1-X>A'_X)Zr0_3、(A_<1-X>A'_X)(Mg_<1/3>Ta_<2/3>)0_3、(A_<1-X>A'_X)(Zn_<1/3>Ta_<2/3>)0_3(A,A'=Ba,Sr,Ca)であった。昨年度より新たに(Ba_<1-X>A'_X)(B_<1/2>B'_<1/2>)0_3(A'=Ca,Sr B=Y,Nd : B'=Nd,Ta)で表わされる調合組成系を研究し、大略下記の結果を得た。
1.調合組成(Ba_<1-X>Sr_X)(Y_<1/2>Ta_<1/2>)0_3系で単一化合物が生成するのはxが0.6までで、0.8では単相とならなかった。また、xが0.2の単相生成物は既に立方晶では無く、Ba(Y_<1/2>Ta_<1/2>)0_3相へのSrの固溶限界xが0.2未満と小さいことが判明した。
2.調合組成(Ba_<1-X>Ca_X)(Y_<1/2>Nb_<1/2>)0_3系はxが0.2までは単相であり、0.4では少量の第2相が生成し、xと共に第2相が増加した。相対密度96%程度以上の焼結体で求めた、x値-比誘電率-fQ値[TH_Z]の一部をこの順で示す。0.0-34.1-50.3、0.133-39.8-1.89、0.2-44.1-0.94、0.4-39.9-1.06
3.調合組成(Ba_<1-X>Ca_X)(Y_<1/2>Ta_<1/2>)0_3系はxが0.15までは単相であり、0.2では微量の第2相が生成し、xと共に第2相が増加した。緻密な焼結体で求めた、x値-比誘電率-fQ値[TH_Z]の一部をこの順で示す。0.0-30.1-20.1、0.15-36.9-1.0、0.2-36.8-1.0、0.4-33.7-1.1
4.NdあるいはGdを含む(Ba_<1-X>Ca_X)(Nd_<1/2>Ta_<1/2>)0_3や(Ba_<1-X>Ca_X)(Gd_<1/2>Nb_<1/2>)0_3系など調合組成と生成物の関係は上記と全く異なり、例えばxが0.6に及ぶ格子面間隔の連続変化が見られた。相関し、比誘電率が組成に対し連続変化して、上記とは様相を異にした。Nd^<3+>、Gd^<3+>、Ca^<2+>のイオン半径が比較的近いため表記のAサイト置換に納まらず、これらイオンがAとB両サイトを複合して占めると推察した。
5.(Ba_<1-X>Ca_X)(BB')0_3系で置換固溶限界の組成で誘電率が極大となる現象は、従来と同様に上記2.および3.でも見られ、一般性が広まった。しかし、2.と3.の誘電率極大の増加率(34%と28%)が、従来のそれ(40%-49%)より小さいことが注目される。

Research Products

• [Publications] H、Ikawa: "Paraelectric and elastic properties of ceramics with nominal composition (A_<1-X>A'_X)(BB')0_3(A,A'=Ba,Sr,Ca)"Proceedings of the ISAF 1998 (IEEE catalog No.98CH36245). 529-532 (1999)
• [Publications] H、Ikawa: "Micorwave Dielectric Properties of Ceramics with Nominal Composition (A_<1-X>A'_X)(BB')0_3(A,A'=Ba,Sr,Ca)"Extended Abstract of The 9th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics, 1999. 375-378 (1999)