專利名稱：軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和用其制造的素板及燒結(jié)陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和使用其制造的素板，以及軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。更具體地，本發(fā)明涉及包含軟磁性六邊形鐵氧體顆粒、碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒；使用軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒制備的素板；以及使用軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒制備的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，該燒結(jié)陶瓷是通過把軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒成形為致密物，然后燒結(jié)該致密物而得，這種燒結(jié)陶瓷具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)，以及其頻率特征為在400MHz下磁導(dǎo)率的虛部不超過1，在接近幾個GHz時虛部變大，同時磁導(dǎo)率的實部保持大體恒定，從低頻率到幾百MHz頻率的頻率范圍內(nèi)不出現(xiàn)實部降低現(xiàn)象。
另外，軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷顯示了從低頻率到幾十MHz頻率范圍內(nèi)恒定的磁導(dǎo)率的實部，因此，由于具有高的感應(yīng)系數(shù)而作為感應(yīng)器元件被廣泛應(yīng)用。
隨著近來移動通信系統(tǒng)例如便攜式電話和PHS，以及室內(nèi)使用的高速度數(shù)字化設(shè)備如無線LAN、個人計算機(jī)和游戲設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步，已經(jīng)迅速嘗試了將具有幾百MHz頻率范圍的信號運用到這些設(shè)備上。然而，在這些設(shè)備上運用具有這種頻率范圍的信號產(chǎn)生了一個顯著的問題，即產(chǎn)生的接近幾個GHz的噪音會與信號在這種頻率范圍內(nèi)發(fā)生諧振。因此，提供阻抗元件和能夠減輕和吸收噪音且具有接近幾個GHz的更高頻率范圍而沒有對信號產(chǎn)生反作用的電磁波或者具有幾百MHz頻率范圍的電磁波就成了強(qiáng)烈要求。為了滿足這些要求，不僅需要減少在幾百MHz頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部，而且需要增加在接近幾個GHz的頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部。
而且，為了使用幾百MHz頻率的信號，要求提供從低頻率到幾百MHz頻率范圍內(nèi)具有恒定的高感應(yīng)系數(shù)的感應(yīng)器元件。為了滿足這項要求，也要求這個感應(yīng)器元件的磁導(dǎo)率的實部在從低頻率到幾百MHz頻率范圍內(nèi)保持大致恒定而不下降。
然而，已知這種軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有一種所謂的Snoek’s限制，所以不可能減少其在幾百MHz頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部。因此，當(dāng)傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷在使用具有幾百MHz頻率范圍的信號的電子設(shè)備中作為阻抗元件或電磁波吸收器使用時就產(chǎn)生了一個問題，即由于磁性的損失，需要用于電子設(shè)備的具有幾百MHz頻率的信號會被不利地減弱或吸收。
而且，根據(jù)Snoek’s限制，傳統(tǒng)的燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率的實部在超過幾百MHz頻率范圍內(nèi)被減少。結(jié)果產(chǎn)生了一個問題，就是傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷的感應(yīng)器元件不適用于那些使用具有幾百MHz頻率范圍的電子設(shè)備。
另一方面，已有建議使用具有Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，這些鐵氧體在幾百MHz頻率范圍內(nèi)顯示小的磁導(dǎo)率的虛部；在超過Snoek’s限制的接近幾個GHz的頻率范圍內(nèi)顯示大的磁導(dǎo)率的虛部。具體地說，當(dāng)這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷作為阻抗元件或者電磁波吸收器使用時，就有可能使用具有幾百MHz頻率范圍的信號，也有希望減弱和吸收接近幾個GHz的在這些信號頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生諧振的噪音。
而且，已有建議使用能夠在幾百MHz頻率范圍內(nèi)保持磁導(dǎo)率的實部大體恒定而不下降的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。即，當(dāng)這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷用作感應(yīng)器元件時，就有可能使用具有幾百MHz頻率范圍的信號。
然而，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有一種缺點，即它的燒結(jié)密度最多低到大約4.9×103Kg/m3，因此，涂布這種燒結(jié)陶瓷實際上是不可行的。關(guān)于這個事實，日本專利公開公報(KOKAI)2001-39718描述到“六邊形鐵氧體盡管在一個較高的頻率范圍內(nèi)具有優(yōu)良的磁導(dǎo)率，但它具有低的燒結(jié)密度，結(jié)果導(dǎo)致所得的燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足，因此，很難使用六邊形鐵氧體作為電子設(shè)備表面配置元件”。
既然目前使用的這種軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度，強(qiáng)烈要求軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷也具有基本上與軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷相同的的高燒結(jié)密度。而且，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的燒結(jié)密度和磁導(dǎo)率兩者之間具有特有的密切關(guān)系。因此，當(dāng)這種燒結(jié)密度變低，很難使這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷顯示優(yōu)良的磁導(dǎo)率。
另外，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有一個缺點，即它的體積電阻系數(shù)最多只有1×105Ωm，導(dǎo)致了不合格的絕緣性能。關(guān)于這個事實，日本專利公開公報(KOKAI)2001-39718描述到“六邊形鐵氧體……。另外，既然這種六邊形鐵氧體和尖晶石鐵氧體相比具有低的電阻系數(shù)，在線圈生產(chǎn)中也許要求充分的絕緣措施，導(dǎo)致了煩瑣的生產(chǎn)過程”既然目前使用的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷(鎳-鋅基燒結(jié)陶瓷)具有1×105Ωm或者更高的體積電阻系數(shù)，也強(qiáng)烈地要求這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有與軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷基本上相同的體積電阻系數(shù)。
而且，不僅要求這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有增大的燒結(jié)密度和體積電阻系數(shù)，也要求其在400MHz顯示小的磁導(dǎo)率的虛部而在接近幾個GHz的頻率下顯示大的磁導(dǎo)率的虛部，目的是為了獲得阻抗元件和電磁波吸收器，該電磁波吸收器能夠減弱并吸收噪音和在接近幾個GHz處沒有反作用于信號的電磁波以及具有幾百Hz頻率范圍的電磁波，如上所述。
除了增大燒結(jié)密度和體積電阻系數(shù)，為了獲得適用于達(dá)幾百Hz的頻率范圍的感應(yīng)器元件，要求這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在從低頻率到幾百MHz頻率范圍內(nèi)保持磁導(dǎo)率實部恒定而不下降。
通常地，有幾種不同的提高軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的燒結(jié)密度和體積電阻系數(shù)的方法。日本專利公開公報(KOKAI)10-92624(1998)描述了含SiO2和PbO的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它具有從4.6×103到4.9×103Kg/m3燒結(jié)密度和不小于104Ωm的體積電阻系數(shù)。
日本專利公開公報(KOKAI)9-110432(1997)描述了包含SiO2和CaO的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它具有從4.6×103到5.3×103Kg/m3燒結(jié)密度和從1×105到1×106Ωm的體積電阻系數(shù)。
以上的日本專利公開公報(KOKAI)2001-39718也描述了包含Mn3O4、Bi2O3和CuO的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
日本專利公開公報(KOKAI)2001-15913描述了制造層壓芯片元件的方法將用作磁層的薄片或者糊狀物完整地層壓到用作內(nèi)部電極的銀或銀合金糊狀物上，該磁層由具有Z型鐵氧體主相的軟磁性六邊形鐵氧體構(gòu)成，該Z型鐵氧體主相包含選自以下材料中至少一種硼硅(酸鹽)玻璃、硼硅酸鋅玻璃、CuO和Bi2O3，然后在不超過銀或銀合金熔點的溫度下，也就是不超過960℃的溫度下燒結(jié)所得的層壓體。
目前，強(qiáng)烈要求提供一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它不僅具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)，而且其頻率特征為在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部足夠小，在接近幾個GHz時變大，同時，從低頻率到幾百MHz頻率范圍內(nèi)保持磁導(dǎo)率實部的大體恒定，不下降。然而，滿足這種特性的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷還沒有獲得。
也就是說，以上的日本專利公開公報(KOKAI)10-92124(1998)目的是為了獲得同時具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。但是，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在這些性質(zhì)方面仍然不讓人滿意。另外，因為含有有毒的PbO，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷必須謹(jǐn)慎處理。
以上的日本專利公開公報(KOKAI)9-110432(1997)也是為了獲得同時具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。但是，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在這些性質(zhì)方面仍然不讓人滿意，尤其是體積電阻系數(shù)。
而且，日本專利公開公報(KOKAI)2001-39718描述的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在燒結(jié)密度和體積電阻系數(shù)以及磁導(dǎo)率的頻率特征方面都得到了提高。但是，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷不能在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)顯示足夠小的磁導(dǎo)率的虛部。
另外，日本專利公開公報(KOKAI)2002-15913描述的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷能夠在燒結(jié)溫度低至不超過960℃的溫度中制備，但是它不能顯示以下對比例11中描述的足夠的體積電阻系數(shù)。
為了解決以上問題，通過本發(fā)明人的熱切研究，發(fā)現(xiàn)通過燒結(jié)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，其中，該復(fù)合顆粒包含100重量份的含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒和0.1到5重量份的二氧化硅顆粒，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷不僅能夠顯示高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)，而且其頻率特征為在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部足夠小，在接近幾個GHz時變大。本發(fā)明就是在這個發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上獲得的。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它不僅具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)，而且其頻率特征為在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率的虛部足夠小，在接近幾個GHz時變大。
本發(fā)明另一個目的是提供一種素板，它包含軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，用作生產(chǎn)層壓芯片元件的原材料。
為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明的第一方面提供一種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，它包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔铮?.1到5重量份的二氧化硅顆粒。
本發(fā)明的第二方面提供一種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，它包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔铮?.1到5重量份的二氧化硅顆粒；1到20重量份的氧化鉍顆粒；和0.3到7重量份的氧化銅顆粒。
本發(fā)明的第三方面提供了一種包含粘合劑和軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的素板，該軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔?；和0.1到5重量份的二氧化硅顆粒。
本發(fā)明的第四方面提供了一種包含粘合劑和軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒構(gòu)成的素板，該軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔铮?.1到5重量份的二氧化硅顆粒；1到20重量份氧化鉍顆粒；和0.3到7重量份氧化銅顆粒。
本發(fā)明的第五方面提供了一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3，體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm，在400MHz下的磁導(dǎo)率的虛部不超過1，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷是通過把軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒成形為致密物，然后燒結(jié)該致密物獲得。這種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔?；和0.1到5重量份的二氧化硅顆粒。
本發(fā)明的第六方面提供了一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3，體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm，在400MHz下的磁導(dǎo)率的虛部不超過1，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷是通過把軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒成形為致密物，然后燒結(jié)該致密物獲得。該軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔铮?.1到5重量份的二氧化硅顆粒；1到20重量份的氧化鉍顆粒；和0.3到7重量份的氧化銅顆粒。
本發(fā)明的第七方面提供了一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3，體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm，在400MHz下的磁導(dǎo)率的虛部不超過1，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷是通過層壓含粘合劑和軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的素板，然后燒結(jié)該層壓片獲得。這種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆粒或者它們的混合物；和0.1到5重量份的二氧化硅顆粒。
本發(fā)明的第八方面提供了一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，它的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3，體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm，400MHz下的磁導(dǎo)率的虛部不超過1，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷是通過層壓一種包含粘合劑和軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的素板，然后燒結(jié)該層壓片獲得。這種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3到10重量份的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔?；0.1到5重量份的二氧化硅顆粒；1到20重量份氧化鉍顆粒；和0.3到7重量份氧化銅顆粒。
圖2是顯示對比例7中得到的傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率頻率特征的曲線圖。
圖3是顯示實施例2中得到的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率頻率特征的曲線圖。
首先，描述本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒。
本發(fā)明中的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒是(1)包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的復(fù)合顆粒，通常0.3到10重量份，優(yōu)選1到10重量份的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒，和通常0.1到5重量份，優(yōu)選0.5到5重量份的二氧化硅顆粒(第一方面)；或者(2)，包含100重量份的含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的復(fù)合顆粒，通常0.3到10重量份，優(yōu)選0.3到7重量份的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒，通常0.1到5重量份的二氧化硅顆粒，通常1到20重量份的氧化鉍顆粒，和通常0.3到7重量份的氧化銅顆粒(第二方面)。
含Z型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，具有含AO的組合物，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，含量通常為15到25mol％，優(yōu)選16到22mol％(按氧化物計算)；Me1O，其中Me1代表Co和選自Ni、Zn、Cu、Mg和Mn中的至少一種元素，含量通常為5到15mol％，優(yōu)選8到14mol％(按氧化物計算)，前提條件是Co的含量通常至少占Me1的總量的30mol％；以及Fe2O3，含量通常為65到75mol％，優(yōu)選67到73mol％(按氧化物計算)。當(dāng)這種組合物超出以上特定范圍時，獲得的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒傾向于除了含有Z型鐵氧體為主相，還含有大量的Y型鐵氧體和W型鐵氧體作為次要相，因此不具有Z型鐵氧體燒結(jié)陶瓷所具有的優(yōu)良頻率特征。
含Y型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，具有含AO的組合物，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，含量通常在10到30mol％，優(yōu)選13到27mol％(按氧化物計算)；Me2O，其中Me2代表選自Ni、Zn、Cu、Mg和Mn中的至少一種元素，含量通常在10到30mol％，優(yōu)選13到27mol％(按氧化物計算)；以及Fe2O3，含量通常在55到65mol％，優(yōu)選57到63mol％(按氧化物計算)。當(dāng)組合物超出以上特定范圍時，獲得的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒傾向于除了含有Y型鐵氧體為主相，還含有大量的Z型鐵氧體和W型鐵氧體作為次要相，因此不具有Y型鐵氧體燒結(jié)陶瓷所具有的優(yōu)良頻率特征。
含W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，具有含AO的組合物，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，含量通常在5到14mol％，優(yōu)選7到13mol％(按氧化物計算)；Me1O，其中Me1代表Co和選自Ni、Zn、Cu、Mg和Mn中的至少一種元素，含量通常在10到30mol％，優(yōu)選13到27mol％(按氧化物計算)，前提條件是Co的含量通常至少占Me1的總量的30mol％；以及Fe2O3，含量通常在65到80mol％，優(yōu)選66到77mol％(按氧化物計算)。當(dāng)組合物超出以上特定范圍時，所得的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒傾向于除了含有W型鐵氧體為主相，還含有大量的Z型鐵氧體和Y型鐵氧體作為次要相，因此不具有W型鐵氧體燒結(jié)陶瓷所具有的優(yōu)良頻率特征。
這種軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的主相結(jié)構(gòu)可以通過X射線衍射法確定。更具體地，那些從Z型鐵氧體相的(1016)平面顯示最強(qiáng)的反射線強(qiáng)度的顆粒被確定是含Z型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；那些從Y型鐵氧體相的(1013)平面顯示最強(qiáng)的反射線強(qiáng)度的顆粒被確定是含Y型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；那些從W型鐵氧體相的(116)平面顯示最強(qiáng)的反射線強(qiáng)度的顆粒被確定是含W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒。
這種含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒所含有的各次要相的量是通過假設(shè)主相的最強(qiáng)反射線強(qiáng)度為1計算的相對強(qiáng)度表示的。各次要相的總相對強(qiáng)度優(yōu)選不超過0.7，更優(yōu)選不超過0.65。當(dāng)這些次要相的總相對強(qiáng)度超過以上特定范圍時，就很難獲得每個主相的磁導(dǎo)率的頻率特征。這些次要相的總相對強(qiáng)度的下限是0。
這種含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒是這樣制備的將氧化物、碳酸鹽、乙二酸鹽、氫氧化物等各種成分作為原材料按照以上特定的混合比例混合在一起；用常規(guī)方法，在1,100℃到1,300℃的溫度下，大氣環(huán)境中煅燒該混合物1到20小時；然后把獲得的煅燒產(chǎn)品磨成粉狀。同時，制備含Z型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的最佳煅燒溫度是大約1,250℃，制備含Y型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的最佳煅燒溫度是大約1,200℃，制備含W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的最佳煅燒溫度是大約1,250℃。
本發(fā)明中作為原材料使用的碳酸鋇顆粒或碳酸鍶顆粒優(yōu)選具有0.5到50μm的平均粒徑，更優(yōu)選0.5到40μm；BET比表面積優(yōu)選為0.1到40m2/g，更優(yōu)選0.1到30m2/g。
在第一方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的制備中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒通常為0.3到10重量份，優(yōu)選1到10重量份，優(yōu)選1到7重量份。當(dāng)混合的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒的量超出以上特定范圍時，很難獲得本發(fā)明的目的中的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，而且這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
在第二方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的制備中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒通常為0.3到10重量份，優(yōu)選0.3到7重量份，更優(yōu)選0.5到5重量份。當(dāng)混合的碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒的量超出以上特定范圍時，很難獲得本發(fā)明的目的中的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，而且這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
本發(fā)明中作為原材料使用的二氧化硅顆粒具有0.5到50μm的優(yōu)選的平均粒徑，更優(yōu)選1到40μm。
在第一方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的制備中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的二氧化硅顆粒通常是0.1到5重量份，優(yōu)選0.5到5重量份，更優(yōu)選0.7到4重量份。
在第二方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的制備中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的二氧化硅顆粒通常是0.1到重量5份，優(yōu)選0.1到4重量份。
當(dāng)混合的二氧化硅顆粒少于0.1重量份時，很難獲得本發(fā)明目的的體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。而且，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在400MHz處的磁導(dǎo)率的虛部超過1，導(dǎo)致在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的磁損失的增加。結(jié)果，很難在這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷上應(yīng)用具有這種頻率范圍的信號。當(dāng)混合的二氧化硅顆粒超過5重量份時，盡管在400MHz處的磁導(dǎo)率的虛部小于1，但是很難獲得本發(fā)明的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，所以這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
混合的氧化鉍顆粒優(yōu)選具有0.5到30μm的平均粒徑，更優(yōu)選0.5到20μm；BET比表面積優(yōu)選為0.1到30m2/g，更優(yōu)選為0.1到20m2/g。
以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的氧化鉍顆粒通常不超過20重量份，優(yōu)選1到20重量份，更優(yōu)選2到17重量份。
當(dāng)混合的氧化鉍顆粒少于1重量份時，很難獲得本發(fā)明目的的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，于是所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
當(dāng)混合的氧化鉍顆粒超過20重量份時，磁導(dǎo)率的實部和虛部都變小，所以所得的燒結(jié)陶瓷可能不具備阻抗元件、電磁波吸收器和感應(yīng)器元件所要求的功能。
混合的氧化銅顆粒優(yōu)選具有0.1到30μm的平均粒徑，更優(yōu)選0.1到20μm；BET比表面積優(yōu)選為0.1到30m2/g，更優(yōu)選為0.1到20m2/g。
以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，混合的氧化銅顆粒通常不超過7重量份，優(yōu)選為0.3到7重量份，更優(yōu)選為0.5到5重量份。
當(dāng)混合的氧化銅顆粒少于0.3重量份時，就很難獲得本發(fā)明目的的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，所以所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
當(dāng)混合的氧化銅顆粒超過7重量份時，磁導(dǎo)率的實部和虛部都變小，所以獲得的燒結(jié)陶瓷也許不具備阻抗元件、電磁波吸收器和感應(yīng)器元件所要求的功能。而且，很難獲得本發(fā)明目的的體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
根據(jù)氧化鉍顆粒和氧化銅顆粒的混合比例，以1重量份氧化銅顆粒為基準(zhǔn)，氧化鉍顆粒通常是1.5到20重量份，優(yōu)選為2.0到18重量份。
當(dāng)以1重量份氧化銅顆粒為基準(zhǔn)，氧化鉍顆粒的量少于1.5重量份時，很難獲得本發(fā)明目的的體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
當(dāng)以1重量份氧化銅顆粒為基準(zhǔn)，氧化鉍顆粒的量超過20重量份時，很難獲得本發(fā)明目的的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，這樣獲得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度不足。
本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒優(yōu)選具有0.1到30μm的平均粒徑，更優(yōu)選0.1到20μm；BET比表面積優(yōu)選為0.1到40m2/g，更優(yōu)選為0.5到40m2/g。根據(jù)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的磁性，它的飽和磁化強(qiáng)度優(yōu)選為20到60Am2/Kg，更優(yōu)選為25到55Am2/Kg；它的矯頑力優(yōu)選為0.50到50KA/m，更優(yōu)選為1.0到30KA/m。
當(dāng)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的平均粒徑和BET比表面積超出以上特定范圍時，很難在下述的素板生產(chǎn)過程中將軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒均勻地分散到涂層材料中，因此，使用這種復(fù)合顆粒獲得的燒結(jié)陶瓷傾向于不均勻。
另外，當(dāng)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力超出以上特定范圍，很難獲得本發(fā)明目的的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
接下來描述本發(fā)明中的素板。在這里所述的素板是一種用于制造層壓芯片元件的原材料，是通過以下方法制成的板材混合軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒、粘合劑、增塑劑、溶劑等以形成涂料，將涂料成形為具有幾μm到幾百μm厚度的膜，然后干燥所得的膜。這樣獲得的素板被層壓到電極上，把電極夾在素板中間，然后燒結(jié)所得的層壓片，由此獲得層壓芯片元件。
本發(fā)明中的素板包括100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒；優(yōu)選2到20重量份，更優(yōu)選4到5重量份的粘合劑；以及優(yōu)選0.5到15重量份，更優(yōu)選2到10重量份的增塑劑。而且，形成膜的過程中，不充分的干燥可能會使素板帶有殘留溶劑。
粘合劑的例子包括聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯基甲酯、氯丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙基纖維素、松香酸樹脂等。在這些粘合劑中，優(yōu)選聚乙烯醇縮丁醛。
當(dāng)混入的粘合劑的量少于2重量份時，所得的素板傾向于變脆?；烊氲恼澈蟿┑牧康纳舷奘?0重量份，這個量足以獲得具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度的素板。
增塑劑的例子可包括n-鄰苯二甲酸丁芐酯、鄰苯二甲酸二丁酯，鄰苯二甲酸二甲酯、聚乙二醇、苯二甲酸酯、硬酯酸丁酯、己二酸甲酯等。在這些增塑劑中，優(yōu)選n-鄰苯二甲酸丁芐酯。
當(dāng)混入的增塑劑的量少于0.5重量份時，所得的素板傾向于變地太硬和易于破裂。當(dāng)混入的增塑劑的量超過15重量份時，所得的素板傾向于變地太軟。
本發(fā)明的素板的制造中，以100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒為基準(zhǔn)，通?？墒褂?0到150重量份，優(yōu)選30到120重量份的適合溶劑。當(dāng)溶劑的使用量超出以上的特定范圍，就很難獲得均勻的素板，并且所得的燒結(jié)陶瓷傾向于不均勻。
用于制造素板的可以使用的溶劑包括丙酮、乙醇、苯、丁醇、乙醇、甲乙酮、甲苯、丙醇等。在這些溶劑中，優(yōu)選甲乙酮。
接下來描述本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
本發(fā)明中的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有和上述的含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒本質(zhì)一樣的組成。當(dāng)這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的組成超出了以上的范圍，會產(chǎn)生大量的次要相，因此不能顯示主相的內(nèi)在磁導(dǎo)率的頻率特征。
本發(fā)明中的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有通常不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度，優(yōu)選5.0×103到5.3×103Kg/m3，體積電阻系數(shù)不小于1×106Ωm，優(yōu)選1.0×106Ωm到5×109Ωm。
當(dāng)軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的燒結(jié)密度小于5.0×103Kg/m3時，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度變地不足。盡管從優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度的觀點出發(fā)，優(yōu)選燒結(jié)密度應(yīng)盡可能的高，但是考慮到燒結(jié)陶瓷性質(zhì)的平衡，燒結(jié)密度的上限是5.3×103Kg/m3。當(dāng)軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷體積電阻系數(shù)小于1×106Ωm，所得的燒結(jié)陶瓷的絕緣性能將會不合格。盡管為了防止絕緣性能不合格，優(yōu)選體積電阻系數(shù)應(yīng)盡可能的高，但是考慮到燒結(jié)陶瓷性質(zhì)的平衡，體積電阻系數(shù)的上限是5×109Ωm。
本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在400MHz處的磁導(dǎo)率的虛部通常不超過1，優(yōu)選不超過0.7，更優(yōu)選不超過0.5。另外，在從低頻率到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷保持磁導(dǎo)率實部的大致恒定而不下降。
然后，以下具體解釋本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率的頻率特征。在實施例1中獲得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率的頻率特征在

圖1中顯示。在圖1中，細(xì)線表示磁導(dǎo)率的實部的變化(以下僅由μ’表示)，同時粗線說明磁導(dǎo)率的虛部的變化(以下僅由μ”表示)。由圖1可明顯看出，μ’在低頻率一邊保持恒定，在大約300MHz處經(jīng)歷短暫的上升后，從800MHz處開始下降，在大約5GHz處大致達(dá)到1。然而，μ”在低頻率一邊大致為0，從大約300MHz處開始上升，在一個共振頻率(fr＝1.4GHz)處顯示一個最大值后，在高頻率一邊逐漸下降。而且，實施例2中獲得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率的頻率特征在圖3中顯示。在圖3中，細(xì)線說明磁導(dǎo)率的實部(μ’)的變化，同時粗線說明磁導(dǎo)率的虛部(μ”)的變化。由圖3可明顯看出，μ’在低頻率一邊保持恒定，在大約450MHz處經(jīng)歷短暫的上升后，在大約1.7GHz處開始下降，在大約10GHz處大致達(dá)到1。同時，μ”在低頻率一邊大致為0，從大約450MHz處開始上升，在一個共振頻率(fr＝4.2GHz)處顯示一個最大值后，在高頻率一邊逐漸下降。
另一方面，對比例7中獲得的傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷的磁導(dǎo)率的頻率特征在圖2中顯示。如圖2所示，μ’在大約15MHz處經(jīng)歷短暫的上升后，在大約50MHz處開始下降，在幾個GHz處大致達(dá)到1。同時，μ”在大約20MHz處開始上升，在一個共振頻率(fr＝大約100MHz)處顯示最大值后，在高頻率一邊逐漸下降。
可以看出，和傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷相比，本發(fā)明的各軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的μ”峰可以在接近高頻率一邊抵消。另外，μ’保持恒定不下降的頻率范圍延長到高頻率一邊。
這里，注意對應(yīng)于磁性損失的μ”的頻率特征很重要。應(yīng)該注意到，在μ”保持較大值的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的噪音能夠被阻抗元件減弱。更具體地，為了使具有幾百MHz頻率范圍的目的信號穿過這種燒結(jié)陶瓷而無損失，需要在這樣的頻率范圍內(nèi)使μ”最小化。另外，為了減弱接近幾個GHz的信號發(fā)生諧振所產(chǎn)生的噪音，還要求控制磁導(dǎo)率的頻率特征以在接近幾個GHz的頻率，即接近共振頻率到約幾個GHz處增加μ”。
根據(jù)本發(fā)明，如圖1和3所示，μ”在400MHz處能被控制在不超過1，優(yōu)選不超過0.7，更優(yōu)選不超過0.5，共振頻率能被控制在不少于幾個GHz。另外，根據(jù)本發(fā)明，有可能將μ”在共振頻率處控制在優(yōu)選不小于0.3。
另外，注意對應(yīng)于感應(yīng)器元件的μ’的頻率特征很重要。為了在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)使用感應(yīng)器元件，要求μ’在頻率范圍內(nèi)保持恒定不下降。在本發(fā)明中，如圖1和3所示，可將μ’開始下降時的頻率控制在超過幾百MHz。
本發(fā)明中，在400MHz處分別測量磁導(dǎo)率虛部的值，并將共振頻率用作表示磁導(dǎo)率虛部的大小的指標(biāo)。而且，磁導(dǎo)率的實部開始下降時的頻率作為顯示頻率范圍的上限的指標(biāo)，這個頻率范圍中磁導(dǎo)率的實部保持恒定不下降。傳統(tǒng)的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷和軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷在400MHz處μ”超過1，導(dǎo)致在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的大量磁損失。因此，具有幾百MHz頻率范圍的信號不可能穿過用這種燒結(jié)陶瓷制造的阻抗元件。
共振頻率優(yōu)選不小于1GHz。當(dāng)這種共振頻率小于1GHz時，磁導(dǎo)率的虛部，即磁損失，會在幾百MHz頻率范圍內(nèi)增加，導(dǎo)致具有幾百MHz頻率范圍的信號減弱。
在共振頻率處的磁導(dǎo)率的虛部優(yōu)選不小于0.3。當(dāng)共振頻率處磁導(dǎo)率的虛部小于0.3時，很難在接近幾個GHz處充分地減弱噪音。
磁導(dǎo)率的實部開始下降處的頻率不小于500MHz，優(yōu)選不小于700MHz。當(dāng)頻率小于500MHz，很難從低頻率到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)保持磁導(dǎo)率的實部恒定不下降。
本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷可以這樣制備在壓力通常為0.3×104到3×104t/m2的條件下，在一個金屬模具中，使用所謂的顆粒壓模法將本發(fā)明第一方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒模塑，或通過所謂的素板法將含本發(fā)明第一方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的素板層壓；然后在通常為1,100到1,300℃的溫度中燒結(jié)獲得的模塑產(chǎn)品或者層壓片，一般1到20小時，優(yōu)選2到10小時。其它已知的模塑方法也可以用于以上的生產(chǎn)過程，在這些方法中，優(yōu)選上述顆粒壓模法和素板法。當(dāng)燒結(jié)溫度小于1,100℃，很難獲得本發(fā)明的目的的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。即使燒結(jié)溫度超過1,300℃，也有可能獲得所需的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。然而，從工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的觀點出發(fā)，優(yōu)選的燒結(jié)溫度的上限是1,300℃。
另外，本發(fā)明的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷可以這樣制備在壓力通常為0.3×104到3×104t/m2的條件下，在一個金屬模具中，使用所謂的顆粒壓模法將本發(fā)明第二方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒模塑，或通過所謂的素板法將含本發(fā)明第二方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的素板層壓；然后在通常為800到960℃，優(yōu)選830到930℃的溫度下燒結(jié)獲得的模塑產(chǎn)品或者層壓片，一般燒結(jié)1到20小時，優(yōu)選1到10小時。其它已知的模塑方法也可以用于在以上的生產(chǎn)過程，在這些方法中，優(yōu)選上述顆粒壓模法和素板法。當(dāng)燒結(jié)溫度小于800℃時，很難獲得本發(fā)明的目的的燒結(jié)密度不小于5.0×103Kg/m3的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。另外，在生產(chǎn)層壓芯片元件時使用的銀傳導(dǎo)材料的熔點是960℃，很難在超過960℃的溫度下同時燒結(jié)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和銀傳導(dǎo)材料。
本發(fā)明的要點是通過使用軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，該復(fù)合顆粒包含特定混合比例的含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒，以及二氧化硅顆粒，有可能獲得具有通常不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度，通常不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和通常在400MHz處磁導(dǎo)率的虛部不超過1的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
關(guān)于本發(fā)明中的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷能夠顯示高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)的原因，以下的協(xié)同效應(yīng)可以解釋。晶粒之間的燒結(jié)作用能夠被特定數(shù)量預(yù)先混合的碳酸鋇等物質(zhì)促進(jìn)，可選擇性地在顆粒邊緣加入預(yù)先混合的特定數(shù)量的二氧化硅作為絕緣層。
而且，本發(fā)明的另一個要點是通過使用軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，該復(fù)合顆粒包含特定混合比例的含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒，碳酸鋇顆粒和/或碳酸鍶顆粒，二氧化硅顆粒，氧化鉍顆粒和氧化銅顆粒，有可能獲得具有通常不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度，通常不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和通常在400MHz處磁導(dǎo)率的虛部不超過1，同時磁導(dǎo)率的實部在低頻率到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)保持恒定不下降，燒結(jié)溫度不超過960℃的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。
本發(fā)明軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷能夠顯示高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)并能夠在低的燒結(jié)溫度中生產(chǎn)的原因如下晶粒之間的燒結(jié)作用能夠被特定數(shù)量預(yù)先混合的碳酸化合物、氧化鉍和氧化銅促進(jìn)，所以獲得的燒結(jié)陶瓷的燒結(jié)密度被增強(qiáng)。另外，可選擇性地在顆粒邊緣加入預(yù)先混合的特定數(shù)量的二氧化硅作為絕緣層，所以可增強(qiáng)所得的燒結(jié)陶瓷的體積電阻系數(shù)。
本發(fā)明中的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷在400MHz處磁導(dǎo)率的虛部不超過1的原因如下在晶粒邊緣選擇加入的二氧化硅中斷了燒結(jié)陶瓷形成的磁性循環(huán)，導(dǎo)致了中斷處反磁場的形成。反磁場的形成使共振頻率移到高頻率一邊。
因而，當(dāng)使用本發(fā)明的第一方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒時，有可能以一種工業(yè)上和經(jīng)濟(jì)上均有益的方法生產(chǎn)一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，這種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有高的燒結(jié)密度和高的體積電阻系數(shù)，而且其頻率特征為在幾百MHz的頻率范圍內(nèi)磁導(dǎo)率的虛部足夠小，頻率接近幾個GHz時變大，同時，磁導(dǎo)率的實部從低頻率到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)保持大致恒定不下降。
而且，當(dāng)使用本發(fā)明第二方面的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒時，有可能在低至不超過960℃的溫度中燒結(jié)該軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒。
因此，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷適宜用作制造能夠在接近幾個GHz處減弱噪音的阻抗元件、吸收電磁波的電磁波吸收器、或使用具有幾百MHz頻率范圍的信號的感應(yīng)器元件的原材料。
不同的性質(zhì)可以通過以下方法得到評價。
(1)軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的平均粒徑用X50表示，其使用激光衍射型粒徑分布測量儀(Sympatec GmbH制造)測定。
(2)顆粒的BET比表面積通過使用“Mono Sorb MS-II”(YuasaIonics Co.，Ltd制造)，采用BET法測量。
(3)飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力分別由振動樣品磁子測量儀“VSM-3S”(Toei Kogyo Co.，Ltd制造)在10Koe磁場強(qiáng)度下測定的值表示。
(4)生成相通過使用X射線衍射測量儀“RAD-A II”(RigakuIonics Co.，Ltd制造)鑒定。
(5)燒結(jié)密度通過一個具有2mm高，25mm直徑的圓柱狀樣品的外部尺寸獲得其體積和其重量計算得到。
(6)體積電阻系數(shù)通過“高阻抗測量儀4329A”(AgirentTechnology Co.，Ltd制造)的測量值和以上樣品的外部尺寸計算得到。
(7)磁導(dǎo)率的頻率特征通過把一個外徑7mm，內(nèi)徑3mm的環(huán)狀燒結(jié)陶瓷插進(jìn)一個樣品存儲器(Kanto Denshi Oyo Kaihatsu Co.，Ltd制造)以及使用“網(wǎng)絡(luò)分析器HP8753C或HP8720D”(Agirent TechnologyCo.，Ltd制造)測定樣品的S參數(shù)得到的值計算得到。
另外，已證實共振頻率是2.2GHz，在共振頻率處的磁導(dǎo)率的虛部是3.2，磁導(dǎo)率的實部開始下降時的頻率是958MHz。
另外，已證實，共振頻率是4.2GHz，在共振頻率處的磁導(dǎo)率的虛部是1.3，磁導(dǎo)率的實部開始下降時的頻率是1.5GHz。實施例3到6，9到12和14到17以及對比例1到7進(jìn)行在實施例1中所述的相同步驟，只是軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的組成和量，混合的碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蚨趸桀w粒的平均粒徑、量和BET比表面積，用于制造軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的層壓素板的壓力，以及軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒的燒結(jié)時間都有不同的變化。結(jié)果在表1到6中顯示。
同時，在對比例7中獲得的燒結(jié)陶瓷是已知的傳統(tǒng)的軟磁性立方尖晶石鐵氧體燒結(jié)陶瓷中具有代表性的一種。
所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的主要生產(chǎn)條件和不同性質(zhì)在表1到6中給出。實施例20-23、25-26、29-31和33-36以及對比例8-10和14-16進(jìn)行實施例2中所述的相同步驟獲得軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，除了軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的組成，碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆粒、二氧化硅顆粒、氧化鉍顆粒和氧化銅顆粒的平均粒徑、量和BET比表面積，用軟磁性六邊形鐵氧體顆粒制造層壓素板時的壓力，燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間都發(fā)生不同的變化。
所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的主要生產(chǎn)條件和不同性質(zhì)在表7到14中給出。
同時，在對比例16中，進(jìn)行實施例2中所述的相同步驟獲得燒結(jié)陶瓷，只是混合的氧化鉍顆粒的量變?yōu)?.5重量份。證明其具有4.1×103Kg/m3的燒結(jié)密度和1×106Ωm的體積電阻系數(shù)，以及頻率范圍達(dá)20GHz(測量限制)的磁導(dǎo)率的實部(μ’)保持大約為1同時磁導(dǎo)率的虛部(μ”)保持大約為0。對比例17稱量α-Fe2O3、CoCO3和BaCO3，使得假設(shè)Z型鐵氧體相的(1016)平面的峰值強(qiáng)度為1時經(jīng)過煅燒得到的產(chǎn)品的Y型鐵氧體相的(1013)平面的峰值強(qiáng)度為0.45，在一個不銹鋼的球磨機(jī)中混合16小時，將所得混合物過濾和干燥。將所得的粗混合顆粒在溫度為1,250℃的大氣中煅燒2小時，由此獲得含Z型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體。已證實，假設(shè)Z型鐵氧體相的(1016)平面的峰值強(qiáng)度為1，Y型鐵氧體相的(1013)平面的峰值強(qiáng)度為0.46，W型鐵氧體相的(116)平面的峰值強(qiáng)度為0。然后，將5.56重量份的Bi2O3、5.56重量份的CuO加入到所得的軟磁性六邊形鐵氧體中，所得混合物在使用ZrO2球的塑料罐中粉碎90小時，由此獲得軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒。已證明所得的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒具有0.8μm的平均粒徑、13.8m2/g的BET比表面積、37.8Am2/Kg的飽和磁化強(qiáng)度和12.1KA/m的矯頑力。然后，進(jìn)行實施例2中所述相同方法制備層壓素板，區(qū)別在于使用以上的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和在910℃的大氣中燒結(jié)2小時，由此獲得一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。已證實，所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有5.2×103Kg/m3的燒結(jié)密度，2×105Ωm的體積電阻系數(shù)，在400MHz處的磁導(dǎo)率實部為3.7，在400MHz處的磁導(dǎo)率的虛部為0.21。另外，已證明共振頻率是1.6GHz，在共振頻率處的磁導(dǎo)率的虛部是1.6，磁導(dǎo)率的實部開始下降時的頻率是0.69GHz。實施例24將用實施例2所述的相同方法獲得的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒填入金屬模具中，在1×104t/m2的壓力條件下壓模，獲得直徑為30mm，厚度為2.5mm的圓盤狀樣品。將所得的圓盤狀樣品在900℃的大氣中燒結(jié)3小時，由此獲得軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷。已證明所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷具有5.1×103Kg/m3的燒結(jié)密度，7×106Ωm的體積電阻系數(shù)，在400MHz處的磁導(dǎo)率實部為2.1，在400MHz處的磁導(dǎo)率的虛部為0.03。另外，已證明它的共振頻率是5.4GHz，在共振頻率處的磁導(dǎo)率的虛部是1.0，磁導(dǎo)率的實部開始下降時的頻率是2.0GHz。實施例27-28和32以及對比例11-13進(jìn)行實施例24所述的相同步驟獲得軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，只是軟磁性六邊形鐵氧體顆粒的組成，碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆粒、二氧化硅顆粒、氧化鉍顆粒和氧化銅顆粒的平均粒徑、量和BET比表面積，模塑壓力，燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間都發(fā)生了變化。
所得的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷的主要生產(chǎn)條件和不同性質(zhì)在表7到14中給出。
表1

表1(續(xù))

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表2

表2(續(xù))

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表3

表3(續(xù))

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表4

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表5

表5(續(xù))

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表6

表6(續(xù))

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表7

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表8

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表9

表9(續(xù))

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表10

表10(續(xù))

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表11

表11(續(xù))

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表12

表12(續(xù))

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表13

表13(續(xù))

表13(續(xù))

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表14

表14(續(xù))

表14(續(xù))

表14(續(xù))

權(quán)利要求
1.一種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，包含100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒；0.3-10重量份碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆粒或者它們的混合物；和0.1-5重量份二氧化硅顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，其具有0.1-30μm的平均粒徑、0.1-40m2/g的BET比表面積、20-60Am2/Kg的飽和磁化強(qiáng)度和0.5-50的KA/m的矯頑力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，其中，含Z型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒包含AO，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，按氧化物計算含量為15-25mol％；Me1O，其中Me1代表Co和選自Ni、Zn、Cu、Mg和Mn的至少一種元素，按氧化物計算含量為5-15mol％，條件為Co的含量至少占Me1總量的30mol％；和Fe2O3，按氧化物計算含量為65-75mol％；含Y型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒包含AO，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，按氧化物計算含量為10-30mol％；Me2O，其中Me2代表選自Ni、Zn、Cu、Mg和Mn的至少一種元素，按氧化物計算含量為10-30mol％；和Fe2O3，按氧化物計算含量為55-65mol％；以及含W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒包含AO，其中A代表Ba、Sr或者Ba-Sr，按氧化物計算含量為5-14mol％；Me1O，其中Me1代表Co和選自Ni、Zn、Cu、Mg和M的至少一種元素，按氧化物計算含量為10-30mol％，條件為Co的含量至少占Me1總量的30mol％；和Fe2O3，按氧化物計算含量為65-80mol％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，其中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛩鼈兊幕旌衔锏牧渴?到10重量份，并且以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，二氧化硅的量是0.5到5重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，還包含以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，1-20重量份的氧化鉍顆粒，和以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，0.3-7重量份的氧化銅顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒，其中，以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔锏牧渴?.3-7重量份，以及以100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒為基準(zhǔn)，二氧化硅顆粒的量是0.1-5重量份。
7.一種素板，包含權(quán)利要求1定義的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和粘合劑。
8.一種素板，包含權(quán)利要求5定義的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和粘合劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的素板，包含100重量份的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒和2-20重量份的粘合劑。
10.一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，具有不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度、不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和在400MHz處的磁導(dǎo)率虛部不超過1，其通過將權(quán)利要求1定義的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒成形為致密物，然后燒結(jié)該致密物制備。
11.一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，具有不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度、不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和在400MHz處的磁導(dǎo)率虛部不超過1，其通過將權(quán)利要求5定義的軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒成形為致密物，然后燒結(jié)該致密物制備。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，具有5.0×103-5.3×103Kg/m3的燒結(jié)密度、1×106-5×109Ωm的體積電阻系數(shù)和在400MHz處不超過0.7的磁導(dǎo)率的虛部。
13.一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，具有不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度、不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和在400MHz處不超過1的磁導(dǎo)率虛部，其通過層壓權(quán)利要求7定義的素板，然后燒結(jié)所得的層壓片制備。
14.一種軟磁性六邊形鐵氧體燒結(jié)陶瓷，具有不小于5.0×103Kg/m3的燒結(jié)密度、不小于1×106Ωm的體積電阻系數(shù)和在400MHz處不超過1的磁導(dǎo)率虛部，其通過層壓權(quán)利要求8定義的素板，然后燒結(jié)所得的層壓片制備。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軟磁性六邊形鐵氧體復(fù)合顆粒,其包含:100重量份含Z型鐵氧體、Y型鐵氧體或W型鐵氧體為主相的軟磁性六邊形鐵氧體顆粒;0.3－10重量份碳酸鋇顆粒、碳酸鍶顆?；蛘咚鼈兊幕旌衔?和0.1－5重量份二氧化硅顆粒。
文檔編號C01G49/00GK1380663SQ02106229
公開日2002年11月20日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者岡野洋司, 吉田高行, 杉田典生 申請人:戶田工業(yè)株式會社