CN115734945A - 软磁性组合物、烧结体、复合体、糊料、线圈部件和天线 - Google Patents
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Abstract
本发明的软磁性组合物是以W型六方晶铁氧体为主相的具有以下金属元素比例的氧化物,矫顽力Hcj为100kA/m以下。Ba+Sr+Na+K+La+Bi:4.7mol%~5.8mol%、Ba:0mol%~5.8mol%、Sr:0mol%~5.8mol%、Na:0mol%~5.2mol%、K:0mol%~5.2mol%、La:0mol%~2.1mol%、Bi:0mol%~1.0mol%、Ca:0.2mol%~5.0mol%、Fe:67.4mol%~84.5mol%、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn:9.4mol%~18.1mol%、Meh(II)=Mg+Mn+Ni+Zn:7.8mol%~17.1mol%、Cu:0mol%~1.6mol%、Mg:0mol%~17.1mol%、Mn:0mol%~17.1mol%、Ni:0mol%~17.1mol%、Zn:0mol%~17.1mol%、Co:0mol%~2.6mol%、定义为Me(I)=Na+K+Li、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn、Me(IV)=Ge+Si+Sn+Ti+Zr+Hf、Me(V)=Mo+Nb+Ta+Sb+W+V、D=Me(I)+Me(II)-Me(IV)-2×Me(V)时,D:7.8mol%~11.6mol%、M2d=In+Sc+Sn+Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、Sn:0mol%~7.8mol%、Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、In:0mol%~7.8mol%、Sc:0mol%~7.8mol%、Ge:0mol%~2.6mol%、Si:0mol%~2.6mol%、Ti:0mol%~2.6mol%、Al:0mol%~2.6mol%、Ga:0mol%~2.6mol%、Mo:0mol%~2.6mol%、Nb+Ta:0mol%~2.6mol%、Sb:0mol%~2.6mol%、W:0mol%~2.6mol%、V:0mol%~2.6mol%、Li:0mol%~2.6mol%。
Description
技术领域
本发明涉及软磁性组合物、烧结体、复合体、糊料、线圈部件和天线。
背景技术
铁氧体材料等磁性材料作为构成电感器、天线、噪声滤波器、电波吸收体、与电容器组合的LC滤波器等部件的材料广泛被使用。这些部件根据目的利用磁性材料所具有的作为多种磁导率μ的实数部分的磁导率μ’或作为虚数部分的磁损耗成分μ”的特性。例如,电感器、天线中要求高的磁导率μ’。进而,电感器、天线中也优选磁损耗成分μ”低,因此要求以μ”/μ’之比求出的磁损耗tanδ低。
近年来,使用电子设备的频带的高频率化得到了发展,要求满足GHz频带所需特性的磁性材料。例如,在作为移动信息通信标准的5G(5th Generation)的一部分、ETC(电子收费***)、5GHz频带的Wi-Fi(注册商标)等通信市场中,设想在4~6GHz左右的区域使用。
专利文献1中公开了一种W型铁氧体烧结磁铁,其由组成式由AO·n(BO)·mFe2O3表示的六方晶W型铁氧体相构成,且其平均晶体粒径为0.3~4μm,具有特定方向的磁各向异性,A为Ba、Sr、Ca、Pb中的1种或2种以上,B为Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cr、Cu、Zn中的1种或2种以上,7.4≤m≤8.8,1.2≤n≤2.5。
专利文献2中公开了一种铁氧体磁铁,其具有含有A(A为Sr、Ba或Ca)、Co和Zn的W型铁氧体的主相,具有各金属元素(A、Fe、Co和Zn)的总计构成比率相对于总金属元素量为A:1~13原子%、Fe:78~95原子%、Co:0.5~15原子%和Zn:0.5~15原子%的基本组成。
专利文献3中公开了一种W型铁氧体粉末,其由组成式(Sr1-xCax)O·(Fe2-yMy)O·n(Fe2O3)(其中,M为选自Ni、Zn和Co中的至少1种元素)表示,上述x、y和表示摩尔比的n为0.05≤x≤0.3、0.5<y<2、7.2≤n≤7.7,构成相为W单相。
专利文献4中公开了一种铁氧体电波吸收材料,其具有组成式由AMe2Fe16O27表示的W型六方晶铁氧体的晶体结构的c轴各向异性化合物,组成式的A为Ca、Ba、Sr、Pb中的1种或2种以上,总量为2摩尔的Me包含0.8摩尔以下的Co、以及Mg、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn中的1种或2种以上。进而,专利文献4中公开了一种铁氧体电波吸收材料,其具有由AO:8~10mol%、MeO:17~19mol%、Fe2O3:71~75mol%表示的W型六方晶铁氧体的晶体结构的c轴各向异性化合物,上述A为Ca、Ba、Sr、Pb中的1种或2种以上,MeO包含7mol%以下的CoO以及MgO、MnO、FeO、NiO、CuO、ZnO中的1种或2种以上。
专利文献5中公开了一种W相型氧化物磁性粒子的制造方法,其在碱或草酸盐的存在下,从由R2+(其中,R为Ba、Sr、Pb和Ca中的至少1种)的盐、Me2+(其中,Me为Ni、Co、Cu、Cd、Zn、Mg和铁中的至少1种)的盐、以及亚铁盐和铁盐中的至少1种构成的混合水溶液中得到共沉淀物,将该共沉淀物分离·清洗·过滤·干燥,然后进行煅烧,得到W相单相或包含W相的复合相的铁氧体粒子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-311809号公报
专利文献2:日本特开2003-133119号公报
专利文献3:日本特开2017-69365号公报
专利文献4:日本特开2005-347485号公报
专利文献5:日本特开昭59-174530号公报
发明内容
专利文献1和2中都记载了铁氧体磁铁。专利文献1的图1中记载了矫顽力为100kA/m以上。另外,专利文献2的实施例9、10和11中记载了矫顽力分别为159.2kA/m、175.1kA/m和175.1kA/m。因此,专利文献1和2所记载的铁氧体材料作为磁铁材料是有效的,但是矫顽力过高,无法用作电感器、天线的材料。
专利文献3中记载了可以很好地将铁氧体材料用作烧结磁铁或粘结磁铁。进而,专利文献3中指出了当M元素为2、即Fe2+为0时矫顽力降低的问题。已知铁氧体材料中存在低温退磁现象。由于低温退磁现象,在用作磁铁材料的情况下,如果矫顽力低至100kA/m以下,则如图2所示,容易发生从低温恢复到常温时磁力减少的问题。在实际使用上,为了防止磁铁材料的低温退磁现象而提高矫顽力,因此推测专利文献3所记载的铁氧体材料的矫顽力过高,无法用作电感器、天线的材料。
专利文献4中记载了在要求高磁损耗的电波吸收体的材料中提高该虚数部分的μ”。因此,专利文献4所记载的铁氧体材料与要求低磁损耗tanδ=μ”÷μ’的电感器、天线的材料在用途和特性上有很大不同。
专利文献5中记载了BaMe2Fe16O27的W相的组成式。但是,在实施例中、作为Me仅公开了Cd、Cu、Fe、Zn的例子,没有公开使用Co、Mg或Ni的组成,Mn在权利要求的范围外。本专利的用途为磁记录用,没有提到电感器、天线所需的高磁导率化、低损耗化。在Ba位点包含Ca的实施例中Me元素仅为Fe,在Zn2-W型铁氧体的实施例中不包含Ca,因此没有与本专利重叠的实施例组成。应予说明,如实施例1所示,如果改变Ca相对于Ba的置换量、则Fe进入Me位点,因此认为可以得到由Ba1-xCaxFe2+ 2Fe3+ 16O27表示的组成。即,将Fe2+区别为2价Fe,将Fe3+区别为3价Fe。
如上所述,虽然专利文献1~5中记载了各种铁氧体材料,但是现状是尚未得到矫顽力低的软磁性材料、高频区域的磁导率μ’高且磁损耗tanδ低的铁氧体材料。
本发明是为了解决上述问题而进行的,其目的在于提供例如6GHz这样的高频区域的磁导率μ’高且磁损耗tanδ低的软磁性组合物。进而,本发明的目的在于提供使用上述软磁性组合物的烧结体、复合体和糊料,以及提供使用上述烧结体、复合体或糊料的线圈部件和天线。
本发明的软磁性组合物是以W型六方晶铁氧体为主相的具有以下的金属元素比例的氧化物,矫顽力Hcj为100kA/m以下。
Ba+Sr+Na+K+La+Bi:4.7mol%~5.8mol%、Ba:0mol%~5.8mol%、Sr:0mol%~5.8mol%、Na:0mol%~5.2mol%、K:0mol%~5.2mol%、La:0mol%~2.1mol%、Bi:0mol%~1.0mol%、Ca:0.2mol%~5.0mol%、Fe:67.4mol%~84.5mol%、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn:9.4mol%~18.1mol%、Meh(II)=Mg+Mn+Ni+Zn:7.8mol%~17.1mol%、Cu:0mol%~1.6mol%、Mg:0mol%~17.1mol%、Mn:0mol%~17.1mol%、Ni:0mol%~17.1mol%、Zn:0mol%~17.1mol%、Co:0mol%~2.6mol%、定义为Me(I)=Na+K+Li、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn、Me(IV)=Ge+Si+Sn+Ti+Zr+Hf、Me(V)=Mo+Nb+Ta+Sb+W+V、D=Me(I)+Me(II)-Me(IV)-2×Me(V)时,D:7.8mol%~11.6mol%、M2d=In+Sc+Sn+Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、Sn:0mol%~7.8mol%、Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、In:0mol%~7.8mol%、Sc:0mol%~7.8mol%、Ge:0mol%~2.6mol%、Si:0mol%~2.6mol%、Ti:0mol%~2.6mol%、Al:0mol%~2.6mol%、Ga:0mol%~2.6mol%、Mo:0mol%~2.6mol%、Nb+Ta:0mol%~2.6mol%、Sb:0mol%~2.6mol%、W:0mol%~2.6mol%、V:0mol%~2.6mol%、Li:0mol%~2.6mol%。
本发明的烧结体是将本发明的软磁性组合物煅烧而得到的。
本发明的复合体是将本发明的软磁性组合物和非磁性体混合而得到,成为一体。
本发明的糊料是将本发明的软磁性组合物和非磁性体混合而得到,具有流动性和高粘性。通过具有流动性,容易形成于开孔的空间等。
本发明的线圈部件具备芯部和设置于上述芯部的周围的绕线部,上述芯部使用本发明的烧结体、复合体或糊料而成,上述绕线部包含电导体。
本发明的天线是使用本发明的烧结体、复合体或糊料,以及电导体而成的。
根据本发明,能够提供例如6GHz这样的高频区域的磁导率μ’高且磁损耗tanδ低的软磁性组合物。
附图说明
图1是表示W型六方晶铁氧体的晶体结构的示意图。
图2是用于说明低温退磁的BH曲线。
图3是组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg、Mn、Ni、Zn或Cu)的X射线衍射图。
图4是组成式BaCaxMn2Fe16O27(x=0、0.3或1.0)的X射线衍射图。
图5是组成式BaCa0.3Mg1.8Co0.2Fe16O27的烧结体的表面SEM像。
图6是组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2Fe16O27的烧结体的表面SEM像。
图7是组成式BaCa0.3Ni1.8Co0.2Fe16O27的烧结体的表面SEM像。
图8是组成式BaCa0.3Zn1.8Co0.2Fe16O27的烧结体的表面SEM像。
图9是表示组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg或Mn)中的磁导率μ的频率特性的图。
图10是表示组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg或Mn)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图11是表示组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Ni或Zn)中的磁导率μ的频率特性的图。
图12是表示组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Ni或Zn)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图13是表示组成式BaCaxMn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁导率μ的频率特性的图。
图14是表示组成式BaCaxMn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图15是表示组成式BaCa0.3Mn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性的图。
图16是表示组成式BaCa0.3Mn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图17是表示组成式BaCa0.3Ni2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性的图。
图18是表示组成式BaCa0.3Ni2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图19是表示组成式BaCa0.3Zn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性的图。
图20是表示组成式BaCa0.3Zn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图21是表示组成式(Ba1-xSrx)Ca0.3Mn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或1.0)和(Ba1-yBiy)Ca0.3Mn1.8+yCo0.2Fe16-yO27(y=0或0.2)中的磁导率μ的频率特性的图。
图22是表示组成式(Ba1-xSrx)Ca0.3Mn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或1.0)和(Ba1-yBiy)Ca0.3Mn1.8+yCo0.2Fe16-yO27(y=0或0.2)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图23是表示组成式BaCa0.3Mn1.8―xCuxCo0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性的图。
图24是表示组成式BaCa0.3Mn1.8―yNiyCo0.2Fe16O27(y=0或0.9)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性的图。
图25是表示组成式BaCa0.3Mn1.8―xCo0.2ZnxFe16O27(x=0、0.5或0.9)中的磁导率μ的频率特性的图。
图26是表示组成式BaCa0.3Mn1.8―xCo0.2ZnxFe16O27(x=0、0.5或0.9)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图27是表示组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2xMexO27(x=0或0.5、Me=Si或Ti)中的磁导率μ的频率特性的图。
图28是表示组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2xMexO27(x=0或0.5、Me=Si或Ti)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图29是表示组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2x(Zr+Hf)xO27(x=0或1)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性的图。
图30是表示组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnSnFe14O27中的磁化曲线的图。
图31是表示组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnxSnxFe16-2xO27(x=0、1.0或2.0)中的磁导率μ的频率特性的图。
图32是表示组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnxSnxFe16-2xO27(x=0、1.0或2.0)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图33是表示组成式BaCa0.3Ni1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.2或1.0)中的磁导率μ的频率特性的图。
图34是表示组成式BaCa0.3Ni1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.2或1.0)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图35是表示组成式BaCa0.3Zn1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.5或1.0)中的磁导率μ的频率特性的图。
图36是表示组成式BaCa0.3Zn1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.5或1.0)中的磁损耗tanδ的频率特性的图。
图37是示意地表示绕线线圈的一个例子的立体图。
图38是表示线圈的电感L的频率特性的图。
图39是表示线圈的Q的频率特性的图。
图40是示意地表示层叠线圈的一个例子的透视立体图。
图41是示意地表示层叠线圈的另一个例子的透视立体图。
图42是示意地表示天线的一个例子的立体图。
图43是示意地表示天线的另一个例子的立体图。
图44是表示组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Mn、Ni或Zn)中的磁导率μ的频率特性的图。
具体实施方式
以下,对本发明的软磁性组合物、烧结体、复合体、糊料、线圈部件和天线进行说明。
然而,本发明不限于以下的构成,可以在不改变本发明要旨的范围内适当地变更应用。应予说明,将以下记载的各优选的构成组合2个以上而得的构成也是本发明。
[软磁性组合物]
本发明的软磁性组合物以W型六方晶铁氧体为主相。
应予说明,软磁性组合物是指JIS R 1600中定义的软铁氧体。
本说明书中,主相是指存在比例最多的相。具体而言,将W型六方晶铁氧体为主相的情况定义为在以无取向的粉状进行测定的情况下满足以下5个条件全部的情况。(1)将附近不存在W型以外的具有六方晶铁氧体的10%以上的强度的峰的晶面间距=4.11,2.60,2.17[nm](使用铜线源的X射线时的衍射角2θ=21.6,34.5,41.6°。但是,该晶面间距和衍射角以仅由Ba、Co、Fe、O构成的六方晶铁氧体为基准,因置换元素而晶格常数减小时晶面间距变窄,晶格常数扩大时晶面间距变宽。应予说明,BaCo2Fe16O27·BaMg2Fe16O27·BaMn2Fe16O27·BaNi2Fe16O27·BaZn2Fe16O27之间衍射角2θ之差为±0.3度左右。)的峰强度比的合计设为A时,A超过80%。(2)将附近不存在M型以外的具有六方晶铁氧体的10%以上的强度的峰的晶面间距=2.63[nm](使用铜线源的X射线时的衍射角2θ=34.1°)的峰强度比小于80%。(3)将附近不存在Y型以外的具有六方晶铁氧体的10%以上的强度的峰的晶面间距=2.65[nm](使用铜线源的X射线时的衍射角2θ=33.8°)的峰强度比小于30%。(4)将附近不存在Z型以外的具有六方晶铁氧体的10%以上的强度的峰的晶面间距=2.68[nm](使用铜线源的X射线时的衍射角2θ=33.4°)的峰强度比小于30%。(5)尖晶石铁氧体的主峰的晶面间距=2.53[nm](使用铜线源的X射线时的衍射角2θ=35.4°)的峰强度比小于90%。本发明的软磁性组合物的W型六方晶铁氧体可以是单相,即,W型六方晶铁氧体相的摩尔比实质上可以为100%。
图1是表示W型六方晶铁氧体的晶体结构的示意图。图1中示出了Ba2+Fe2+ 2Fe16O27的晶体结构。
W型六方晶铁氧体的晶体结构由结构式A2+Me2+ 2Fe16O27表示,由称为S块和R块的c轴向的层叠结构构成。图1中,*表示相对于c轴旋转180°的块。
作为六方晶铁氧体的晶体结构,W型以外还已知M型、U型、X型、Y型和Z型。其中,W型具有饱和磁化强度Is高于M型、U型、X型、Y型和Z型的特征。这是因为,R块、S块、T块这3种晶体因子的组合中,W型具有SSR的晶体因子,M型具有SR的晶体因子,U型具有SRSRST的晶体因子,X型具有SRSSR的晶体因子,Y型具有ST的晶体因子,Z型具有SRST的晶体因子,但W型不含饱和磁化强度=0的T晶体因子,对于饱和磁化强度最高的S晶体因子的比例,相对于W型2/3,X型为3/5,M型、U型、Y型和Z型为1/2,W型铁氧体最高。因此,认为可以根据六方晶铁氧体的斯诺克关系式 提高饱和磁化强度Is,可以提高共振频率fr,因此能够在高频下得到高的磁导率。应予说明,六方晶铁氧体的斯诺克关系式中,共振频率fr为磁损耗成分μ”的最大值的频率,μ为磁导率,γ为磁旋转比,Is为饱和磁化强度,μ0为真空的磁导率,HA为各向异性磁场,HA1为1方向的各向异性磁场,HA2为2方向的各向异性磁场,其方向以HA1与HA2之差最高的方式设定。六方晶铁氧体的特征是HA1与HA2之差非常大,为10倍以上。
本发明的软磁性组合物中,从通过提高饱和磁化强度而提高共振频率的观点出发,优选W型六方晶铁氧体为单相。但是,可以含有少量的M型六方晶铁氧体、Y型六方晶铁氧体、Z型六方晶铁氧体、尖晶石铁氧体等异相。
本发明的软磁性组合物是具有以下的金属元素比例的氧化物。
本说明书中,“Ba+Sr”等的记载表示各元素的合计。另外,以下的组成为磁性体的组成,添加无机玻璃等时,作为后述的复合物处理。
软磁性组合物中含有的各元素的含量可以通过使用电感耦合等离子体发射光谱分析(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy;ICP-AES)的组成分析求出。
·构成1-1:必需元素(Ba+Sr+Na+K+La+Bi:4.7mol%~5.8mol%)
W型六方晶铁氧体(结构式A2+Me2 2+Fe16O27)为了构成与图1所示的晶体结构的Ba位置对应的A位点元素,需要使离子半径比较大的阳离子的钡Ba、锶Sr、钠Na、钾K、镧La和铋Bi的总量为4.7mol%~5.8mol%。
A位点元素量少(A=Ba+Sr+Na+K+La+Bi<4.7mol%)时和A位点元素量多(A>5.8mol%)时,6GHz的磁损耗增加至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
A位点元素的上限在后述的Ba量和Sr量的上限设定中说明。将A位点元素的下限量设定为4.7mol%的详情如下。
A位点元素仅为Ba量=4.7mol%时,根据表1的No.18、表2的No.36、表3的No.54和表4的No.72,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
A位点元素仅为Ba量<4.7mol%时,根据表1的No.19、表2的No.37、表3的No.55和表4的No.73,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,将Ba等A位点元素量的下限设定为4.7mol%。
各元素的含量为Ba:0mol%~5.8mol%、Sr:0mol%~5.8mol%、Na:0mol%~5.2mol%、K:0mol%~5.2mol%、La:0mol%~2.1mol%、Bi:0mol%~1.0mol%。
设定为Ba:0mol%~5.8mol%的详情如下。
Ba量=5.8mol%时,结构式BaMg2Fe16O27(以下称为Mg2-W型铁氧体)的组成体系中,根据表1的No.16,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Ba量>5.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中,根据表1的No.15,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Mg2-W型铁氧体中将Ba的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Ba量=5.8mol%时,结构式BaMn2Fe16O27(以下称为Mn2-W型铁氧体)的组成体系中,根据表2的No.34,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Ba量>5.8mol%时,Mn2-W型铁氧体中,根据表2的No.33,磁损耗tanδ为0.06以下。因此,在Mn2-W型铁氧体中将Ba的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Ba量=5.8mol%时,结构式BaNi2Fe16O27(以下称为Ni2-W型铁氧体)的组成体系中,根据表3的No.52,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Ba量>5.8mol%时,Ni2-W型铁氧体中,根据表3的No.51,磁导率μ’小于1.1,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Ni2-W型铁氧体中将Ba的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Ba量=5.8mol%时,结构式BaZn2Fe16O27(以下称为Zn2-W型铁氧体)的组成体系中,根据表4的No.70,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Ba量>5.8mol%时,Zn2-W型铁氧体中,根据表4的No.69,磁导率μ’小于1.1,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Zn2-W型铁氧体中将Ba的范围设定为0mol%~5.8mol%。
设定为Sr:0mol%~5.8mol%的详情如下。
Sr量=5.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中,根据表17的No.307,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Sr量>5.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中,根据表17的No.306,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Mg2-W型铁氧体中将Sr的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Sr量=5.8mol%时,Mn2-W型铁氧体中,根据表17的No.312,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Sr量>5.8mol%时,Mn2-W型铁氧体中,根据表17的No.311,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Mn2-W型铁氧体中将Sr的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Sr量=5.8mol%时,Ni2-W型铁氧体中,根据表17的No.317,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Sr量>5.8mol%时,Ni2-W型铁氧体中,根据表17的No.316,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Ni2-W型铁氧体中将Sr的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Sr量=5.8mol%时,Zn2-W型铁氧体中,根据表17的No.322,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。
Sr量>5.8mol%时,Zn2-W型铁氧体中,根据表17的No.321,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,在Zn2-W型铁氧体中将Sr的范围设定为0mol%~5.8mol%。
Na量=5.2mol%时,根据表21的No.346,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。因此,将Na的范围设定为0mol%~5.2mol%。
K量=5.2mol%时,根据表21的No.348,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。因此,将K的范围设定为0mol%~5.2mol%。
La量=2.1mol%时,根据表20的No.342,磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。La量>2.1mol%时,根据表20的No.343,磁损耗tanδ为0.06以上。因此,将La的范围设定为0mol%~2.1mol%。
Bi量=1.0mol%时,根据表5的No.77、82、87和92,磁导率μ’均为1.1以上,磁损耗tanδ均为0.06以下。Bi量>1.0mol%时,根据表5的No.78、83、88和93,磁损耗tanδ均为0.06以上。因此,将Bi的范围设定为0mol%~1.0mol%。
Sr量可以为0mol%。不包含Sr时,介电常数变低。详情如下。
Mg2-W型铁氧体中,包含Sr时的介电常数根据表5的No.75和76为30以上,不包含Sr时的介电常数根据表5的No.74为10,不包含Sr时能够降低介电常数。
Mn2-W型铁氧体中,包含Sr时的介电常数根据表5的No.80和81为30以上,不包含Sr时的介电常数根据表5的No.79为10,不包含Sr时能够降低介电常数。
Ni2-W型铁氧体中,包含Sr时的介电常数根据表5的No.85和86为30以上,不包含Sr时的介电常数根据表5的No.84为10,不包含Sr时能够降低介电常数。
Zn2-W型铁氧体中,包含Sr时的介电常数根据表5的No.90和91为30以上,不包含Sr时的介电常数根据表5的No.89为10,不包含Sr时能够降低介电常数。
·构成1-2:必需元素(Ca:0.2mol%~5.0mol%)
为了单相合成W型六方晶铁氧体(结构式A2+Me2 2+Fe16O27),有效的是添加钙Ca。专利文献3中也显示同样的效果,但与专利文献3中必须生成Fe2+的还原气氛不同,通过不生成Fe2+的大气中的煅烧来得到效果。专利文献5中也显示了同样的效果,但与专利文献5中必须生成水溶液的共沉淀物的湿式法不同,通过氧化物等的固相反应来得到效果。认为Ca除了进入A位点、Fe位点之外也在晶界析出,因此在W型六方晶铁氧体的结构式之外规定添加量。
通过添加0.2mol%~5.0mol%的Ca,促进W型六方晶铁氧体的合成,根据表1~4,可以将矫顽力降低至100kA/m以下。
Ca少(Ca<0.2mol%)时和Ca多(Ca>5.0mol%)时,6GHz的磁导率降低至μ’<1.10,6GHz的磁损耗增大到tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Mg2-W型铁氧体中,Ca=0.2mol%时,根据表1的No.3,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca少(Ca<0.2mol%)时,根据表1的No.1和2,6GHz的磁导率μ’为1.10以下或磁损耗tanδ为0.06以上。
Mg2-W型铁氧体中,Ca=5.0mol%时,根据表1的No.7,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca多(Ca>5.0mol%)时,根据表1的No.8,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体中,Ca=0.2mol%时,根据表2的No.22,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca少(Ca<0.2mol%)时,根据表2的No.20和21,6GHz的磁导率μ’为1.10以下或磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体中,Ca=5.0mol%时,根据表2的No.26,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca多(Ca>5.0mol%)时,根据表2的No.27,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体中,Ca=0.2mol%时,根据表3的No.40,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca少(Ca<0.2mol%)时,根据表3的No.38和39,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体中,Ca=5.0mol%时,根据表3的No.44,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca多(Ca>5.0mol%)时,根据表3的No.45,6GHz的磁导率μ’为1.10以下,磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体中,Ca=0.2mol%时,根据表4的No.58,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca少(Ca<0.2mol%)时,根据表4的No.56和57,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体中,Ca=5.0mol%时,根据表4的No.62,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ca多(Ca>5.0mol%)时,根据表4的No.63,6GHz的磁导率μ’为1.10以下,磁损耗tanδ为0.06以上。
·构成1-3:必需元素(Fe:67.4mol%~84.5mol%)
为了构成W型六方晶铁氧体(结构式A2+Me2 2+Fe16O27)而显示强磁性,铁Fe是必需。在六方晶铁氧体相(M型、U型、W型、X型、Y型或Z型)中,W型铁氧体是需要最多Fe量的晶相。众所周知,Fe量不足时容易形成其他六方晶铁氧体相(例如M型=AFe12O19、Y型=A2Me2Fe12O22等),Fe量过多时容易形成尖晶石铁氧体相(MeFe2O4)。
Fe少(Fe<67.4mol%)时和Fe多(Fe>84.5mol%)时,6GHz的磁损耗增加至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Mg2-W型铁氧体中,Fe=67.4mol%时,根据表9的No.129、135、144和151,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe少(Fe<67.4mol%)时,根据表9的No.130、136、145和152,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mg2-W型铁氧体中,Fe=84.5mol%时,根据表1的No.18,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe多(Fe>84.5mol%)时,根据表1的No.19,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体中,Fe=67.4mol%时,根据表10的No.160、166、175和182,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe少(Fe<67.4mol%)时,根据表10的No.161、167、176和183,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体中,Fe=84.5mol%时,根据表2的No.36,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe多(Fe>84.5mol%)时,根据表2的No.37,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体中,Fe=67.4mol%时,根据表11的No.191、197、206和213,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe少(Fe<67.4mol%)时,根据表11的No.192、198、207和214,磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体中,Fe=84.5mol%时,根据表3的No.54,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe多(Fe>84.5mol%)时,根据表3的No.55,6GHz的磁导率μ’为1.1以下,磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体中,Fe=67.4mol%时,根据表12的No.222、228、237和244,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe少(Fe<67.4mol%)时,根据表12的No.223、229、238和245,磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体中,Fe=84.5mol%时,根据表4的No.72,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Fe多(Fe>84.5mol%)时,根据表4的No.73,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
·构成1-4:选择必需元素
为了构成W型六方晶铁氧体(结构式A2+Me2 2+Fe16O27)、Me(II)元素是必需的。
定义为Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn时,Me(II):9.4mol%~18.1mol%。
Me(II)元素少(Me(II)<9.4mol%)时和Me(II)元素多(Me(II)>18.1mol%)时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Mg2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=9.4mol%时,根据表1的No.18,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素少(Me(II)<9.4mol%)时,根据表1的No.19,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mg2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=18.1mol%时,根据表9的No.129、135、144和151,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素多(Me(II)>18.1mol%)时,根据表9的No.130、136、145和152,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=9.4mol%时,根据表2的No.36,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素少(Me(II)<9.4mol%)时,根据表2的No.37,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Mn2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=18.1mol%时,根据表10的No.160、166、175和182,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素多(Me(II)>18.1mol%)时,根据表10的No.161、167、176和183,6GHz的磁损耗tanδ为0.06。
Ni2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=9.4mol%时,根据表3的No.54,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素少(Me(II)<9.4mol%)时,根据表3的No.55,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=18.1mol%时,根据表11的No.191、197、206和213,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素多(Me(II)>18.1mol%)时,根据表11的No.192、198、207和214,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=9.4mol%时,根据表4的No.72,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素少(Me(II)<9.4mol%)时,根据表4的No.73,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体的情况下,Me(II)元素=18.1mol%时,根据表12的No.222、228、237和244,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Me(II)元素多(Me(II)>18.1mol%)时,根据表12的No.223、229、238和245,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
进而,定义为Meh(II)=Mg+Mn+Ni+Zn时、Meh(II):7.8mol%~17.1mol%。
通过包含Mg、Mn、Ni和Zn中的至少1种作为Me位点的元素,可以在例如6GHz这样的高频区域得到高磁导率μ’的状态下抑制磁损耗tanδ。因此,可以得到适合于电感器、天线的磁特性。
Meh(II)元素少(Meh(II)<7.8mol%)时和Meh(II)元素多(Meh(II)>17.1mol%)时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Ni2-W型铁氧体的情况下,Meh(II)=7.8mol%时,根据表3的No.49,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Meh(II)元素少(Meh(II)<7.8mol%)时,根据表3的No.50,6GHz的磁损耗tanδ增大至0.06。Mg2-W型·Mn2-W型·Zn2-W型的Meh(II)下限值根据表1的No.12、表2的No.31和表4的67为8.3mol%。
Mg2-W型铁氧体的情况下,Meh(II)=17.1mol%时,根据表9的No.129、135、144和151,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Meh(II)元素多(Meh(II)>17.1mol%)时,根据表9的No.130、136、145和152,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
Mn2-W型铁氧体的情况下,Meh(II)=17.1mol%时,根据表10的No.160、166、175和182,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Meh(II)元素多(Meh(II)>17.1mol%)时,根据表10的No.161、167、176和183,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Ni2-W型铁氧体的情况下,Meh(II)=17.1mol%时,根据表11的No.191、197、206和213,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Meh(II)元素多(Meh(II)>17.1mol%)时,根据表11的No.192、198、207和214,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Zn2-W型铁氧体的情况下,Meh(II)=17.1mol%时,根据表12的No.222、228、237和244,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Meh(II)元素多(Meh(II)>17.1mol%)时,根据表12的No.223、229、238和245,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
各元素的含量为Cu:0mol%~1.6mol%、Mg:0mol%~17.1mol%、Mn:0mol%~17.1mol%、Ni:0mol%~17.1mol%、Zn:0mol%~17.1mol%、Co:0mol%~2.6mol%。
Cu量多(Cu>1.6mol%)时,6GHz的磁导率μ’为1.10以下,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Cu=1.6mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表6的No.95,Mn2-W型铁氧体中根据表6的No.99,Ni2-W型铁氧体中根据表6的No.102,Zn2-W型铁氧体中根据表6的No.105,6GHz的磁导率μ’高达1.10以上,6GHz的磁损耗tanδ低至0.06以下。
Cu量多(Cu>1.6mol%)时,Mg2-W型铁氧体中根据表6的No.96和97,Mn2-W型铁氧体中根据表6的No.100,Ni2-W型铁氧体中根据表6的No.103,Zn2-W型铁氧体中根据表6的No.106,6GHz的磁导率μ’降低至1.10以下,6GHz的磁损耗tanδ增大至0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。因此,将Cu量的上限设定为1.6mol%。
Mg=17.1mol%时,根据表9的No.129和135,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Mg>17.1mol%时,根据表9的No.130和136,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。因此,将Mg量的上限设定为17.1mol%。
Mn=17.1mol%时,根据表10的No.160和166,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Mn>17.1mol%时,根据表10的No.161和167,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。因此,将Mn量的上限设定为17.1mol%。
Ni=17.1mol%时,根据表11的No.191和197,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Ni>17.1mol%时,根据表11的No.192和198,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。因此,将Ni量的上限设定为17.1mol%。
Zn=17.1mol%时,根据表12的No.222和228,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,Zn>17.1mol%时,根据表12的No.223和229,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。因此,将Zn量的上限设定为17.1mol%。
Co=2.6mol%时,根据表3的No.49,6GHz的磁导率μ’高达1.10以上,6GHz的磁损耗tanδ低至0.06以下。另一方面,Co>2.6mol%时,根据表3的No.50,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上。
Co=0mol%时,根据表1的No.9、表2的No.28、表3的No.46和表4的No.64,6GHz的磁导率μ’高达1.10以上,6GHz的磁损耗tanδ低至0.06以下。因此,将Co的范围设定为0mol%~2.6mol%。
·构成1-5:Co:0.5mol%~2.1mol%
如上所述,Co量可以为0mol%~2.6mol%,但优选为0.5mol%以上。详情如下。
Mg2-W型铁氧体的情况下,Co量为0mol%时,根据表1的No.9,6GHz的磁导率为1.63。另一方面,Co≥0.5mol%时,不置换后述M2d元素时,根据表1的No.12,可以将6GHz的磁导率的最大值增加到2.00。
Mn2-W型铁氧体的情况下,Co量为0mol%时,根据表2的No.28,6GHz的磁导率为1.20。另一方面,Co≥0.5mol%时,不置换后述M2d元素时,根据表2的No.30,可以将6GHz的磁导率的最大值增加到1.62。
Ni2-W型铁氧体的情况下,Co量为0mol%时,根据表3的No.46,6GHz的磁导率为1.26。另一方面,Co≥0.5mol%时,不置换后述M2d元素时,根据表3的No.49,可以将6GHz的磁导率的最大值增加到1.71。
Zn2-W型铁氧体的情况下,Co量为0mol%时,根据表4的No.64,6GHz的磁导率为1.27。另一方面,Co≥0.5mol%时,不置换后述M2d元素时,根据表4的No.67,可以将6GHz的磁导率的最大值增加到2.12。
已知不包含Co的W型六方晶铁氧体(结构式A2+Me2 2+Fe16O27)因通常位于5配位位置(图1的2d位置)的Fe离子的影响而具有c轴各向异性(自旋容易朝向c轴),因此如专利文献1、2和3所示显示适合作为磁铁材料的硬磁性。为了在W型六方晶铁氧体中显示软磁性并提高磁导率,需要使六方晶铁氧体容易在c面方向自旋,因此优选在6配位位置(图1的4f、4fVI、6g或12k位置)置换钴Co。应予说明,还已知,在4配位位置(图1的4e或4fIV位置)置换钴Co时,矫顽力提高,硬磁性增强,磁导率减少,因此优选使氧气氛小于90%。
Co<0.5mol%且不添加Co时,对于6GHz的磁导率μ’,Mg2-W型铁氧体中根据表1的No.9为1.63,Mn2-W型铁氧体中根据表2的No.28为1.20,Ni2-W型铁氧体中根据表3的No.46为1.26,Zn2-W型铁氧体中根据表4的No.64为1.27,1.63为上限。
Co量优选为2.1mol%以下。
Co>2.1mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表1的No.13,Mn2-W型铁氧体中根据表2的No.32,Zn2-W型铁氧体中根据表4的No.68,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
仅对于Ni2-W型铁氧体,Co=2.6mol%时,根据表3的No.49,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Co>2.6mol%时,根据表3的No.50,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-6:多种元素的平衡(定义为Me(I)=Na+K+Li、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn、Me(IV)=Ge+Si+Sn+Ti+Zr+Hf、Me(V)=Mo+Nb+Ta+Sb+W+V、D=Me(I)+Me(II)-Me(IV)-2×Me(V)时,D:7.8mol%~11.6mol%)
Me(I)定义为容易成为1价阳离子的元素,Me(II)定义为容易成为2价阳离子的元素,Me(IV)定义为容易成为4价阳离子的元素、Me(V)定义为容易成为5价以上的阳离子的元素。但是,电荷量的测定很难使用绝缘体的多晶,因此推断通过电阻率高而取得电荷平衡。
电荷平衡量D多(D>11.6mol%)时和少(D<7.8mol%)时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
电荷平衡量D=11.6mol%时,根据表1的No.16、表2的No.34、表3的No.52、表4的No.70、表17的No.307、No.312、No.317和No.322,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,电荷平衡量D多(D>11.6mol%)时,根据表1的No.15、表2的No.33、表3的No.51和表4的No.69、以及表17的No.306、No.311、No.316和No.321,磁损耗tanδ为0.06以上。
电荷平衡量D=7.8mol%时,根据表19的No.338,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。另一方面,电荷平衡量D少(D<7.8mol%)时,根据表19的No.339,磁损耗tanδ为0.06以上。
·构成1-7:M2d=In+Sc+Sn+Zr+Hf:0mol%~7.8mol%
In、Sc、Sn、Zr和Hf是具有与六方晶铁氧体中的Fe的5配位位置进行置换的作用的非磁性元素。位于5配位位置的Fe具有自旋容易朝向六方晶铁氧体的c轴的硬磁性的效果。在六方晶铁氧体的5配位位置置换作为非磁性元素的In、Sc、Sn、Zr和Hf中的至少1种时,饱和磁化强度降低,但位于5配位位置的Fe表现出的硬磁性的效果被减弱,结果矫顽力急剧降低。其结果,相对于M2d=0mol的最大2.12,可以将6GHz的磁导率μ’在M2d≥1.0mol%时增加到最大3.15。因此,M2d量优选为1.0mol%以上。以下将分别说明M2d的各元素(Sn·Zr+Hf·In·Sc)和每个W型铁氧体材料***(Mg2-W型铁氧体·Mn2-W型铁氧体·Ni2-W型铁氧体·Zn2-W型铁氧体)。
Mg2-W型铁氧体中,不置换M2d元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表1的No.12为μ’=2.00。
Mg2-W型铁氧体中,置换In元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表13的No.253高达μ’=2.51。
Mg2-W型铁氧体中,置换Sc元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表13的No.258高达μ’=2.49。
Mg2-W型铁氧体中,置换Sn元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表9的No.143高达μ’=3.15。
Mg2-W型铁氧体中,置换Zr+Hf元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表9的No.150高达μ’=3.15。
Mn2-W型铁氧体中,不置换M2d元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表2的No.30为μ’=1.62。
Mn2-W型铁氧体中,置换In元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表14的No.268高达μ’=2.45。
Mn2-W型铁氧体中,置换Sc元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表14的No.273高达μ’=2.51。
Mn2-W型铁氧体中,置换Sn元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表10的No.174高达μ’=3.15。
Mn2-W型铁氧体中,置换Zr+Hf元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表10的No.181高达μ’=3.15。
Ni2-W型铁氧体中,不置换M2d元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表3的No.49为μ’=1.71。
Ni2-W型铁氧体中,置换In元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表15的No.283高达μ’=2.26。
Ni2-W型铁氧体中,置换Sc元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表15的No.288高达μ’=2.27。
Ni2-W型铁氧体中,置换Sn元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表11的No.205高达μ’=2.68。
Ni2-W型铁氧体中,置换Zr+Hf元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表11的No.212高达μ’=2.56。
Zn2-W型铁氧体中,不置换M2d元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表4的No.67为μ’=2.12。
Zn2-W型铁氧体中,置换In元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表16的No.298高达μ’=2.49。
Zn2-W型铁氧体中,置换Sc元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表16的No.303高达μ’=2.50。
Zn2-W型铁氧体中,置换Sn元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表12的No.236高达μ’=2.97。
Zn2-W型铁氧体中,置换Zr+Hf元素时,6GHz的磁导率μ’的最大值根据表12的No.243高达μ’=2.79。
但是,由于在W型铁氧体的晶体结构(AMe2Fe16O27)中5配位位置的阳离子为5.3mol%,所以过量添加时,在6配位Fe位置也置换非磁性离子。在6配位Fe位置置换非磁性离子时,强磁性Fe的效果减弱,结果饱和磁化强度降低,磁损耗变大。其结果,M2d>7.8mol%时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。在构成1-8和构成1-9中分别说明M2d的各元素(Sn·Zr+Hf·In·Sc)。
·构成1-8:Sn:0mol%~7.8mol%,Zr+Hf:0mol%~7.8mol%
Sn、Zr和Hf具有在Fe的5配位位置置换来增加磁导率的效果。但是,由于都具有容易变成4价阳离子的性质,所以需要添加容易变成2价阳离子的M(II)的元素、容易变成1价阳离子的M(I)的元素,校正电荷平衡量D。
应予说明,Zr和Hf是由同一种矿石产出的元素,具有同样的效果,如果分离精制则成本变高,因此表记为Zr+Hf。
Sn>7.8mol%或Zr+Hf>7.8mol%时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Sn=7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表9的No.129和144,Mn2-W型铁氧体中根据表10的No.160和175,Ni2-W型铁氧体中根据表11的No.191和206,Zn2-W型铁氧体中根据表12的No.222和237,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
Sn>7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表9的No.130和145,Mn2-W型铁氧体中根据表10的No.161和176,Ni2-W型铁氧体中根据表11的No.192和207,Zn2-W型铁氧体中根据表12的No.223和238,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Zr+Hf=7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表9的No.135和151,Mn2-W型铁氧体中根据表10的No.166和182,Ni2-W型铁氧体中根据表11的No.197和213,Zn2-W型铁氧体中根据表12的No.228和244,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
Zr+Hf>7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表9的No.136和152,Mn2-W型铁氧体中根据表10的No.167和183,Ni2-W型铁氧体中根据表11的No.198和214,Zn2-W型铁氧体中根据表12的No.229和245,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-9:In:0mol%~7.8mol%,Sc:0mol%~7.8mol%
如果将In或Sc部分置换,则具有在Fe的5配位位置置换而增加磁导率的效果。由于都具有容易变成3价阳离子的性质,所以即使与3价Fe置换,也不破坏电荷平衡,不需要矫正电荷平衡量D。
In>7.8mol%或Sc>7.8mol%时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
In=7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表13的No.254,Mn2-W型铁氧体中根据表14的No.269,Ni2-W型铁氧体中根据表15的No.284,Zn2-W型铁氧体中根据表16的No.299,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
In>7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表13的No.255,Mn2-W型铁氧体中根据表14的No.270,Ni2-W型铁氧体中根据表15的No.285,Zn2-W型铁氧体中根据表16的No.300,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Sc=7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表13的No.259,Mn2-W型铁氧体中根据表14的No.274,Ni2-W型铁氧体中根据表15的No.289,Zn2-W型铁氧体中根据表16的No.304,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
Sc>7.8mol%时,Mg2-W型铁氧体中根据表13的No.260,Mn2-W型铁氧体中根据表14的No.275,Ni2-W型铁氧体中根据表15的No.290,Zn2-W型铁氧体中根据表16的No.305,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-10:Ge:0mol%~2.6mol%,Si:0mol%~2.6mol%,Ti:0mol%~2.6mol%
如果将容易变成4价阳离子的Ge、Si或Ti部分置换,则需要添加容易变成2价阳离子的M(II)的元素、容易变成1价阳离子的M(I)的元素,校正电荷平衡量D。
Ge>2.6mol%、Si>2.6mol%或Ti>2.6mol%时,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Ge=2.6mol%时,根据表9的No.123和137、表10的No.154和168、表11的No.185和199、表12的No.216和230,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Ge>2.6mol%时,根据表9的No.124和138、表10的No.155和169、表11的No.186和200、表12的No.217和231,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Si=2.6mol%时,根据表9的No.125和139、表10的No.156和170、表11的187和201、表12的No.218、232,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Si>2.6mol%时,根据表9的No.126和140、表10的No.157和171、表11的No.188和202、表12的No.219和233,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Ti=2.6mol%时,根据表9的No.131和146、表10的No.162和177、表11的No.193和208、表12的No.224和239,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Ti>2.6mol%时,根据表9的No.132和147、表10的No.163和178、表11的No.194和209、表12的No.225和240,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-11:Al:0mol%~2.6mol%,Ga:0mol%~2.6mol%
如果将Al或Ga部分置换,则在Fe的6配位位置置换,因此饱和磁化强度降低且矫顽力变高。
Al>2.6mol%或Ga>2.6mol%时,6GHz的磁导率降低至μ’<1.10,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Al=2.6mol%时,根据表13的No.247、表14的No.262、表15的No.277、表16的No.292,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Al>2.6mol%时,根据表13的No.248、表14的No.263、表15的No.278、表16的No.293,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Ga=2.6mol%时,根据表13的No.249、表14的No.264、表15的No.279、表16的No.294,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Ga>2.6mol%时,根据表13的No.250、表14的No.265、表15的No.280、表16的No.295,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-12:Mo:0mol%~2.6mol%,Nb+Ta:0mol%~2.6mol%,Sb:0mol%~2.6mol%,W:0mol%~2.6mol%,V:0mol%~2.6mol%
如果将Mo、Nb、Ta、Sb、W或V部分置换,则具有容易变成5价或6价阳离子的性质,因此需要添加容易变成2价阳离子的M(II)的元素、容易变成1价阳离子的M(I)的元素,校正电荷平衡量D。
Mo>2.6mol%、Nb+Ta>2.6mol%、Sb>2.6mol%、W>2.6mol%或V>2.6mol%时,6GHz的磁导率降低至μ’<1.10,6GHz的磁损耗增大至tanδ>0.06,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。详情如下。
Mo=2.6mol%时,根据表18的No.327,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Mo>2.6mol%时,根据表18的No.328,6GHz的磁导率μ’为1.10以下且磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Nb+Ta=2.6mol%时,根据表18的No.329,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Nb+Ta>2.6mol%时,根据表18的No.330,6GHz的磁导率μ’为1.10以下且磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
Sb=2.6mol%时,根据表18的No.331,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是Sb>2.6mol%时,根据表18的No.332,6GHz的磁导率μ’为1.10以下且磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
W=2.6mol%时,根据表18的No.333,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,W>2.6mol%时,根据表18的No.334,6GHz的磁导率μ’为1.10以下且磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
V=2.6mol%时,根据表18的No.335,6GHz的磁导率μ’为1.10以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,V>2.6mol%时,根据表18的No.336,6GHz的磁导率μ’为1.10以下且磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
·构成1-13:Li:0mol%~2.6mol%
Li添加量=2.6mol%时,根据表19的No.338,6GHz的磁导率μ’为1.1以上,磁损耗tanδ为0.06以下。但是,Li添加量>2.6mol%时,根据表19的No.339,6GHz的磁损耗tanδ为0.06以上,因此表现出难以在电感器等中使用的磁特性。
本发明的软磁性组合物中,矫顽力Hcj为100kA/m以下。
通过降低矫顽力,能够显示软磁性的特性,将6GHz的磁导率μ’提高到1.10以上。
如果矫顽力低,则在铁氧体材料中由于低温退磁现象而残留的磁场减少,因此难以作为永久磁铁实际使用。另一方面,在电感器、天线中,利用由螺旋状等导线产生的磁力来提高磁导率,因此成为不需要残留的磁场的机制,能够利用。
将一般的M型六方晶铁氧体磁铁和W型六方晶铁氧体软磁性体的磁化曲线(BH曲线)示于图2。在一般的铁氧体磁铁材料中,由于矫顽力高达Hcj≥300kA/m,所以BH曲线是直线,无论磁导系数如何都可以防止低温退磁,即使温度变化也可以保持来自磁铁的磁力。另一方面,在本发明的W型铁氧体软磁性体中,由于矫顽力低至Hcj≤100kA/m,所以用作磁铁时,不能防止低温退磁,由于温度变化而磁力降低,不能作为磁铁材料实际使用。另外,在磁记录材料中矫顽力小时,发生弱的外部磁场、低温退磁,磁记录消失,因此也不能作为磁记录材料实际使用。因此,不适合使用专利文献1、2和3所记载的显示磁铁特性的材料作为如本发明的电感器。
应予说明,从本发明的软磁性组合物可以排除为以W型六方晶铁氧体为主相的具有以下的金属元素比例的氧化物且具有以下的矫顽力Hcj的软磁性组合物中至少1种软磁性组合物。
Ba:5.18mol%,Ca:1.55mol%,Co:2.59mol%,Zn:7.77mol%,Fe:82.90mol%,Hcj:36.4kA/m。
Ba:5.18mol%,Ca:1.55mol%,Co:1.04mol%,Zn:9.33mol%,In:5.18mol%,Fe:77.72mol%,Hcj:80.0kA/m。
Ba:5.18mol%,Ca:1.55mol%,Co:1.04mol%,Zn:9.33mol%,Sc:5.18mol%,Fe:77.72mol%,Hcj:78.8kA/m。
Ba:5.18mol%,Ca:1.55mol%,Co:1.04mol%,Ni:5.18mol%,Zn:9.33mol%,Sn:5.18mol%,Fe:72.54mol%,Hcj:77.6kA/m。
Ba:5.18mol%,Ca:1.55mol%,Co:1.04mol%,Ni:5.18mol%,Zn:9.33mol%,Zr+Hf:5.18mol%,Fe:72.54mol%,Hcj:75.8kA/m。
本发明的软磁性组合物中,优选饱和磁化强度Is为200mT以上。
众所周知,提高材料的饱和磁化强度Is而提高饱和磁通密度Bs对于提高直流叠加特性是有效的。专利文献1中记载了在六方晶铁氧体中W型比M型和Z型具有更高的饱和磁化强度。由于IC(集成电路)的低电压高电流化的趋势,不仅在电源电路中,而且在通信电路等中有电流值增大的倾向,因此存在饱和磁化强度低的材料中直流叠加特性降低的问题。
本发明的软磁性组合物中,优选电阻率ρ为106Ω·m以上。
电阻率低时,低频下涡流损耗增加,因此磁损耗变高,介电常数也变高。如果电阻率为ρ≥106[Ω·m]这么高的值,则GHz频带下涡流损耗也变低,可以降低磁损耗。
本发明的软磁性组合物中,6GHz的磁导率μ’优选为1.10以上,进一步优选为2以上。
如果磁导率高达μ’≥1.1,则可以使以相同的匝数加工成线圈时的电感比空芯线圈高。如果磁导率高达μ’≥2.0,则如图38所示,即使减少线圈的匝数也能够得到与空芯线圈同等以上的电感。通过减少线圈的匝数,如图38所示,电感器的杂散电容C减少,可以提高LC共振频率,因此如图39所示,可以提高Q直到高频,提高电感器的利用频率的上限。
应予说明,空芯线圈是指在卷芯材料中仅使用玻璃·树脂等非磁性体的线圈。
本发明的软磁性组合物中,优选6GHz的磁损耗tanδ为0.06以下。
由于可以通过减少磁损耗tanδ来减少磁损耗,所以可以抑制由于***磁性体芯而导致的线圈的Q降低。通过使用磁性体,如图39所示,可以在高频区域提高加工成线圈时的线圈的Q。
本发明的软磁性组合物中,优选介电常数ε为30以下。
线圈的绕线间的杂散电容大时,在线圈部件内LC共振频率降低到几GHz以下,即使磁性材料的Q高也不会作为电感器发挥功能。因此,为了用作GHz频带电感器,优选将磁性材料的介电常数抑制为ε≤30。但是,如图41所示,在绕线部21B使用低介电常数材料且仅在芯部21A使用磁性材料时,不一定需要低介电常数的磁性材料。
本发明的软磁性组合物为粉末的状态。为了在工业上利用这样的软磁性组合物,需要制成液体或固体的状态。例如,为了用作绕线电感器,优选制成烧结体。为了用作层叠电感器,可以使用烧结体,为了通过低介电常数化来降低杂散电容而实现高频化,与玻璃、树脂等非磁性体混合是有效的。为了用作磁性流体,优选糊料形态。
这样的将本发明的软磁性组合物煅烧而得到的烧结体,或者,将由本发明的软磁性组合物与玻璃和树脂中的至少一个构成的非磁性体混合而得到的复合体或糊料也是本发明之一。本发明的烧结体、复合体或糊料中也可以包含强磁性体、其他软磁性体等。
应予说明,烧结体是指JIS R 1600中定义的精细陶瓷。复合体是两种以上的性质不同的材料在保持其各自的相的界面稳固地结合、合体或复合的材料。糊料是指悬浮有软磁性粉的分散体系,是具有流动性和高粘性的物质。
另外,非磁性体是指饱和磁化强度为1mT以下的非强磁性体的物质。
进而,使用本发明的烧结体、复合体或糊料而成的线圈部件也是本发明之一。本发明的线圈部件还可以通过与电容器组合而用作LC共振的噪声滤波器。
应予说明,线圈部件是使用JIS C 5602所记载的线圈的电子部件。
本发明的线圈部件具备芯部和设置于上述芯部的周围的绕线部,上述芯部使用本发明的烧结体、复合体或糊料而成,上述绕线部一定含有银、铜等电导体。
应予说明,绕线是指将具有自发磁化的物质的周围或内部的一部分用电导体连接的线。电导体由电导率σ为105S/m以上的材质构成,是绕线的两端电连接的结构体。
另外,使用本发明的烧结体、复合体或糊料而成的天线也是本发明之一。
实施例
以下,示出更具体公开本发明的实施例。应予说明,本发明不仅限于这些实施例。
<实施例1>
W型铁氧体(晶体结构:参照图1,化学计量组成:BaMe2Fe16O27)中,钙Ca可以进入所有Ba、Fe、晶界,因此用BaCaxMeyFe2mO27-δ的形式记载组成式。将碳酸钡、碳酸钙、氧化铁、氧化钴、氧化镁、氧化锰、氧化镍和氧化锌的各粉末材料设为选择元素Me=Co+Mg+Mn+Ni+Zn,按组成式BaCaxMeyFe2mO27-δ的Ba、Ca、Me和Fe的金属离子的比例为表1~表4所示的规定比例,以材料的总和为100g的方式调合各粉末组成。进而,将纯水80~120g、多羧酸铵的分散剂1~2g和1~5mmφ的PSZ介质1kg加入500cc的聚酯材质的锅中,在转速100~200rpm的球磨机中混合8~24小时进行浆料化。使用喷雾干燥机或冻结干燥机将混合后的浆料蒸发干燥而得到混合干燥粉。将该混合干燥粉通过具有20~200μm的网眼的粗度的筛子,得到整粒粉。通过将该整粒粉在1000~1200℃下在大气中预煅烧,能够固相合成具有图3和图4所示的W型六方晶铁氧体晶体结构的预烧粉。
图3是组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg、Mn、Ni、Zn或Cu)的X射线衍射图。图3中,Me=Co元素为表1的No.14,Me=Cu元素为表6的No.97,Me=Mg元素为表1的No.9,Me=Mn元素为表2的No.28,Me=Ni元素为表3的No.46,Me=Zn元素为表4的No.64。
Me=Co、Mg、Mn、Ni或Zn的情况下,观察到W型六方晶铁氧体晶体结构(结构式=BaMe2Fe16O27)的峰。但是,Me=Cu的情况下,没有观察到W型六方晶铁氧体晶体结构的峰,观察到M型六方晶铁氧体(结构式=BaFe12O19)和尖晶石铁氧体(结构式=CuFe2O4)的晶体结构的峰。
图4是组成式BaCaxMn2Fe16O27(x=0、0.3或1.0)的X射线衍射图。图4中,Ca无添加为表2的No.20,Ca:x=0.3为表2的No.24,Ca:x=1.0为表2的No.26。
Ca量为x=0.3时,主要观察到W型六方晶铁氧体晶体结构(结构式=BaMn2Fe16O27)的峰。但是,Ca量为x=0或1.0时,W型六方晶铁氧体晶体结构也部分显示,但残留M型六方晶铁氧体(结构式=BaFe12O19)和Y型六方晶铁氧体(结构式=Ba2Mn2Fe12O22)的异相,特别是Ca量为x=0时,Y型六方晶铁氧体相为主相。
使用干式粉碎机将上述预烧粉粗粉碎,将二次粒子微粒化为50μm以下。在500cc的聚酯材质的锅中向微粒化的预烧粉80g加入纯水60~100g、多羧酸铵的分散剂2~4g和1~5mmφ的PSZ介质1000g,在转速100~200rpm的球磨机中粉碎70~100小时而得到进一步微粒化的浆料。向该微粒化的浆料添加分子量5000~30000的乙酸乙烯酯粘合剂5~15g,通过刮刀法按片材质:聚对苯二甲酸乙二醇酯、刀片与片的间隙:100~250μm、干燥温度:50~70℃、片卷绕速度:5~50cm/分钟进行片成型。将该片冲裁加工成5.0cm见方,将剥离除去聚对苯二甲酸乙二醇酯的片的铁氧体片按片厚度的合计为0.3~2.0mm的方式重叠,放入不锈钢材质的金属模中,加热到50~80℃的状态下从上下以150~300MPa的压力压接而得到压接体。为了用于磁导率测定,将压接体在烧结后成为18mm×5mm×0.3mm厚或10mm×2mm×0.2mm厚的薄板形状的大小的方式以加热到60~80℃的状态进行冲裁加工,为了用于电阻率、密度、磁化曲线测定,冲裁成10mmφ的圆板,得到加工体。
将圆板和薄板形状的加工体置于氧化锆制的安装器上,大气中按升温速度0.1~0.5℃/分钟且最高温度400℃、最高温度保持时间1~2小时进行加热,将粘合剂等解热脱脂后,在6GHz的磁损耗成分μ”最小的900~1400℃内选择煅烧温度,以升降温速度1~5℃/分钟、最高温度保持时间1~10小时在大气中进行煅烧(氧浓度约21%),得到烧结体。
将组成式BaCa0.3Me1.8Co0.2Fe16O27的烧结体的表面SEM像在Me=Mg(表1的No.5)时示于图5,在Me=Mn(表2的No.24)时示于图6,在Me=Ni(表3的No.42)时示于图7,在Me=Zn(表4的No.60)时示于图8。
根据图5、图7和图8,在Me=Mg、Ni或Zn时,为六角板状粒子的集合体,残留大量空隙。通过该空隙,能够减少磁损耗tanδ。
根据图6,仅在Me=Mn时,六角板状粒子进行晶粒生长,空隙变少,发生烧结。尽管空隙少,但在Me=Mn时,能够减少磁损耗tanδ。
磁导率的测定使用Keysight制网络分析仪,以可以以1~10GHz的频率测定的方式使用Keycom制短路微带线矩形夹具(试样尺寸长18.0mm,横5.0mm,厚度≤0.3mm,型号ST-003C)。一部分以可以以1~20GHz的频率测定的方式使用Keycom制短路微带线薄膜夹具(试样尺寸长10.0mm,横2.0mm,厚度≤0.2mm,型号ST-005EG)。
磁化曲线的饱和磁化强度(Is)和矫顽力(Hcj=MH曲线的M=0的磁场)使用振动试样型磁力计(VSM)以最大磁场10kOe(796kA/m)进行测定。为了计算饱和磁化强度,另外根据JIS R 1634阿基米德法测定烧结密度。饱和磁化强度Is和矫顽力Hcj由于不需要基于试样的形状的去磁场校正,因此能够容易地计算。
电阻率是在10mmφ圆板的两平面部用InGa合金形成电极,用绝缘电阻测试计测定。
介电常数是使用Keysight制阻抗分析仪,将20mmφ的平滑的单板***16453A夹具,测定1GHz的介电常数。
将组成式BaCaxMgyCozFe2mO27―δ的组成和磁特性等示于表1。
将组成式BaCaxMnyCozFe2mO27―δ的组成和磁特性等示于表2。
将组成式BaCaxNiyCozFe2mO27―δ的组成和磁特性等示于表3。
将组成式BaCaxZnyCozFe2mO27―δ的组成和磁特性等示于表4。
例如,表1中的No.5、11和17、表2中的No.24、30和35、表3中的No.42、48和53、表4中的No.60、66和71为相同的组成,因此具有相同的特性。应予说明,表1~表4中,带*符号是本发明的范围外的比较例。以下的表中也相同。
根据表1~表4,通过使Me位点为Mg、Mn、Ni或Zn等,可以在将6GHz的磁导率μ’增加到1.1以上的状态下,将磁损耗tanδ大幅降低至0.06以下。
将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg或Mn)中的磁导率μ的频率特性示于图9,将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Mg或Mn)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图10。
图9和图10中,Me=Co为表1的No.14,Me=Mg为表1的No.9,Me=Mn为表2的No.28。
根据图9,1GHz以上的频率时,Me=Co时的磁导率μ’最高,但Me=Co时,频率越高,磁损耗成分μ”越高。根据图10,频率1GHz时,Me=Co时的磁损耗tanδ最低,但6GHz等高频率时,Me=Mg或Mn时,磁损耗tanδ较低。
将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Ni或Zn)中的磁导率μ的频率特性示于图11,将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Co、Ni或Zn)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图12。
图11和图12中,Me=Co为表1的No.14,Me=Ni为表3的No.46,Me=Zn为表1的No.64。
根据图11,Me=Co时的磁导率μ’最高,Me=Ni或Zn时,磁导率μ’低至1.2左右,但磁损耗成分μ”也低。根据图12,频率1GHz时,Me=Co时的磁损耗tanδ最低,但6GHz等高频率时,Me=Ni或Zn时,磁损耗tanδ较低。
如图4所示,无论是否添加Ca都可以检测到W型铁氧体相,但在不添加Ca的情况下也观察到M型铁氧体、Y型铁氧体相,所以通过添加Ca可以提高W型铁氧体相的比例。进而,根据表1~表4,不添加Ca时,磁导率低至μ’<1.10,但通过添加Ca可以将磁导率提高至μ’≥1.10。
将组成式BaCaxMn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁导率μ的频率特性示于图13,将组成式BaCaxMn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图14。
图13和图14中,x=0为表2的No.20,x=0.3为表2的No.24。
根据图13,通过添加Ca可以提高2GHz以上的磁导率μ’。根据图14,与Ca量无关,都可以将3GHz以上的磁损耗抑制为tanδ≤0.01。
另外,通过部分置换Co,可以将磁导率μ’最大从1.63提高到2.12。
将组成式BaCa0.3Mn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性示于图15,将组成式BaCa0.3Mn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图16。
图15和图16中,x=0为表2的No.28,x=0.2为表2的No.30,x=0.5为表2的No.32。
根据图15,将Co量从x=0mol增加到x=0.2mol时,通过软磁性化可以提高磁导率μ’,但将Co量过度增加到x=0.5mol时,磁导率的磁损耗成分μ”也变高。
根据图16,Co量为x=0mol和x=0.2mol时,可以将3GHz以上的磁损耗抑制为tanδ≤0.01,但Co量为x=0.5mol时,0.5GHz以上的磁损耗高达tanδ≥0.30。
将组成式BaCa0.3Ni2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性示于图17,将组成式BaCa0.3Ni2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图18。
图17和图18中,x=0为表3的No.46,x=0.2为表3的No.48,x=0.5为表3的No.49。
根据图17,增加Co量时,通过软磁性化可以略微提高磁导率μ’。
根据图18,与Co量无关,直到10GHz,都可以将磁损耗tanδ抑制为0.06以下。
将组成式BaCa0.3Zn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁导率μ的频率特性示于图19,将组成式BaCa0.3Zn2-xCoxFe16O27(x=0、0.2或0.5)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图20。
图19和图20中,x=0为表4的No.64,x=0.2为表4的No.66,x=0.5为表4的No.68。
根据图19,增加Co量时,通过软磁性化可以提高磁导率μ’,但将Co量过度增加到x=0.5mol时,磁导率的磁损耗成分μ”也变高。
根据图20,Co量为x=0mol和x=0.2mol时,可以将3GHz以上的磁损耗tanδ抑制为0.06以下,但Co量为x=0.5mol时,1GHz以上的磁损耗tanδ高达0.06以上。
<实施例2>
将各粉末材料的组成式设定为ACa0.3(Co0.2Mii1.8)(Fe2m-a-b-c-d- eLiaMiibMiiicMivdMve)O27-δ。
将具有A、Ca、Co、Fe、Mii、Miii、Miv、Mv的金属离子的氧化物、氢氧化物或碳酸盐按表5~表21所示的规定比例以材料的总和为120g的方式进行调合。应予说明,A是由于离子半径大所以不进入Fe位点而进入A位点的元素,A=Ba、Sr、Bi、Na、K、La,Mii是2价金属离子且Mii=Co、Cu、Mg、Mn、Ni、Zn,Miii是3价金属离子且Miii=Al、Ga、In、Sc,Miv是4价金属离子且Miv=Hf、Si、Sn、Ti、Zr,Mv是5价以上的金属离子且可以举出Mv=Mo、Nb、Ta、Sb、W、V。通过与实施例1相同的方法将混合干燥粉、整粒粉、预烧粉合成,粉碎预烧粉,然后制作片成型体,得到烧结体。测定与实施例1相同。
将组成式(Ba1-xSrx)Ca0.3Me1.8Co0.2Fe16O27―δ和(Ba1-xBix)Ca0.3Me1.8+xCo0.2Fe16- xO27―δ的组成和磁特性等示于表5。
将组成式BaCa0.3CuxMe1.8―xCo0.2Fe16O27―δ的组成和磁特性等示于表6。
将组成式BaCa0.3NixMe1.8―xCo0.2Fe16O27―δ的组成和磁特性等示于表7。
将组成式BaCa0.3ZnxMe1.8―xCo0.2Fe16O27―δ的组成和磁特性等示于表8。
将组成式BaCa0.3Co0.2Mg1.8+xMexFe16-2xO27―δ和组成式BaCa0.3Co0.2Mg1.8ZnxMexFe16- 2xO27―δ的组成和磁特性等示于表9。
将组成式BaCa0.3Co0.2Mn1.8+xMexFe16-2xO27―δ和组成式BaCa0.3Co0.2Mn1.8ZnxMexFe16- 2xO27―δ的组成和磁特性等示于表10。
将组成式BaCa0.3Co0.2Ni1.8+xMexFe16-2xO27―δ和组成式BaCa0.3Co0.2Ni1.8ZnxMexFe16- 2xO27―δ的组成和磁特性等示于表11。
将组成式BaCa0.3Co0.2Zn1.8+xMexFe16-2xO27―δ和组成式BaCa0.3Co0.2Zn1.8NixMexFe16- 2xO27―δ的组成和磁特性等示于表12。
将组成式BaCa0.3Co0.2Mg1.8(Fe16-xMex)O27―δ的组成和磁特性等示于表13。
将组成式BaCa0.3Co0.2Mn1.8(Fe16-xMex)O27―δ的组成和磁特性等示于表14。
将组成式BaCa0.3Co0.2Ni1.8(Fe16-xMex)O27―δ的组成和磁特性等示于表15。
将组成式BaCa0.3Co0.2Zn1.8(Fe16-xMex)O27―δ的组成和磁特性等示于表16。
将组成式SrCa0.3Co0.2Me1.8Fe2mO27―δ的组成和磁特性等示于表17。
将组成式BaCa0.3Co0.2Ni1.8+2xMexFe16-3xO27―δ的组成和磁特性等示于表18。
将组成式BaCa0.3Co0.2Ni1.8LixFe16-3xSn2xO27―δ的组成和磁特性等示于表19。
将组成式(Ba1-xLax)Ca0.3(Co0.2Ni1.8Li0.5x)Fe16-0.5xO27―δ的组成和磁特性等示于表20。
将组成式(Ba1-xMex)Ca0.3Co0.2Ni1.8(Fe16-xSnx)O27―δ的组成和磁特性等示于表21。
如表5~表21中表9~表16所示,将在W型六方晶铁氧体的5配位位置容易置换的非磁性元素M2d=In、Sc、Sn、Zr和Hf中的至少1种部分置换为Fe时,可以将磁导率μ’从未被上述元素置换时的最高值2.12大幅提高到置换时的最高值3.15。
另一方面,置换其他非磁性元素时,得到与实施例1相同程度的效果。
将组成式(Ba1-xSrx)Ca0.3Mn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或1.0)和(Ba1-yBiy)Ca0.3Mn1.8+ yCo0.2Fe16-yO27(y=0或0.2)中的磁导率μ的频率特性示于图21,将组成式(Ba1-xSrx)Ca0.3Mn1.8Co0.2Fe16O27(x=0或1.0)和(Ba1-yBiy)Ca0.3Mn1.8+yCo0.2Fe16-yO27(y=0或0.2)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图22。
图21和图22中,x=0和y=0为表5的No.79,x=1.0为表5的No.81,y=0.2为表5的No.82。
根据图21和图22,认为几乎没有由Ba位点的Sr全置换、Bi部分置换产生的磁导率μ’、磁损耗tanδ的差异。
将组成式BaCa0.3Mn1.8―xCuxCo0.2Fe16O27(x=0或0.3)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性示于图23。
图23中,x=0为表6的No.98,x=0.3为表6的No.99。
根据图23,认为由于Mn位点的Cu部分置换,磁导率μ’减少。
将组成式BaCa0.3Mn1.8―yNiyCo0.2Fe16O27(y=0或0.9)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性示于图24。
图24中,y=0为表7的No.111,y=0.9为表7的No.110。
根据图24,认为几乎没有由Mn位点的Ni部分置换产生的磁导率μ’、磁损耗tanδ的差异。
将组成式BaCa0.3Mn1.8―xCo0.2ZnxFe16O27(x=0、0.5或0.9)中的磁导率μ的频率特性示于图25,将组成式BaCa0.3Mn1.8―xCo0.2ZnxFe16O27(x=0、0.5或0.9)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图26。
图25和图26中,x=0为表8的No.119,x=0.5为表8的No.118,x=0.9为表4的No.117。
根据图25,由于Mn位点的Zn部分置换,6GHz的磁导率μ’稍微降低。根据图26,认为由于Mn位点的Zn部分置换,满足6GHz的磁损耗tanδ≤0.06,可以将显示磁损耗tanδ≤0.06的最低频率从2.3GHz低频化至1.1GHz。
将组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2xMexO27(x=0或0.5、Me=Si或Ti)中的磁导率μ的频率特性示于图27,将组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2xMexO27(x=0或0.5、Me=Si或Ti)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图28。
图27和图28中,x=0为表10的No.153,x=0.5且Me=Si为表10的No.156,x=0.5且Me=Ti为表10的No.162。
根据图27和图28,认为几乎没有由Si、Ti部分置换产生的磁导率μ’、磁损耗tanδ的差异。
将组成式BaCa0.3Mn1.8+xCo0.2Fe16-2xZrxO27(x=0或1)中的磁导率μ和磁损耗tanδ的频率特性示于图29。
图29中,x=0为表10的No.153,x=1为表10的No.165。
根据图29,由于Zr单独置换,可以提高磁导率μ’,但3~6GHz的磁损耗tanδ也变高。由于图27的Si·Ti添加的情况下,磁导率μ’几乎相同,所以认为添加Zr具有高磁导率效果。
将组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnxSnxFe16-2xO27(x=1.0,表10的No.174)中的磁化曲线示于图30。
根据图30,与W型六方晶铁氧体经常报道的永久磁铁材料、磁记录材料不同,为矫顽力低的软磁性材料。
将组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnxSnxFe16-2xO27(x=0、1.0或2.0)中的磁导率μ的频率特性示于图31,将组成式BaCa0.3Mn1.8Co0.2ZnxSnxFe16-2xO27(x=0、1.0或2.0)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图32。
图31和图32中,x=0为表10的No.153,x=1.0为表10的No.174,x=2.0为表10的No.176。
根据图31,通过在Fe位点复合置换Zn和Sn,可以倍增6GHz的磁导率。
根据图32,将ZnSn复合置换量从x=0mol增加到x=1mol时,可以将3~6GHz的磁损耗tanδ抑制为0.06以下。将ZnSn复合置换量增加到x=2mol时,磁损耗tanδ为0.06以上,不能抑制损耗。
将组成式BaCa0.3Ni1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.2或1.0)中的磁导率μ的频率特性示于图33,将组成式BaCa0.3Ni1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.2或1.0)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图34。
图33和图34中,x=0为表15的No.276,x=0.2为表15的No.286,x=1.0为表15的No.288。
根据图33,增加Sc量时,可以提高6GHz的磁导率μ’,但磁导率衰减的频率变低。
根据图34,不置换Sc时,直到20GHz,可以将磁损耗tanδ抑制为0.06以下。增加Sc量时,磁损耗tanδ开始变高的频率在Sc量x=0.2时低频化至13GHz,在Sc量x=1.0时低频化至6GHz。
将组成式BaCa0.3Zn1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.5或1.0)中的磁导率μ的频率特性示于图35,将组成式BaCa0.3Zn1.8Co0.2Fe16-xScxO27(x=0、0.5或1.0)中的磁损耗tanδ的频率特性示于图36。
图35和图36中,x=0为表16的No.291,x=0.5为表16的No.302,x=1.0为表16的No.303。
根据图35,增加Sc量时,可以提高6GHz的磁导率μ’,但磁导率衰减的频率变低。
根据图36,不置换Sc时,直到20GHz,可以将磁损耗tanδ抑制为0.06以下。增加Sc量,磁损耗tanδ开始变高的频率在Sc量x=0.2时低频化至13GHz,在Sc量x=1.0时低频化至6GHz。
<实施例3-1>
可以由实施例1或实施例2中制作的预烧粉制作绕线线圈。
图37是示意地表示绕线线圈的一个例子的立体图。
图37所示的绕线线圈10具备作为磁性体的芯11。在芯11上螺旋状地卷绕导电性线12。芯11具备缠绕导电性线12的主体部13和位于主体部13的两端部的伸出部14和15。伸出部14和15具有与主体部13相比从上方和下方伸出的形状。伸出部14和15的下表面分别通过镀覆等形成有端子电极16和17。未图示,但导电性线12的两端部分别通过热焊接固定于端子电极16和17。
在500cc的聚酯材质的锅中向实施例1或2中制作的六方晶铁氧体的预烧粉80g中加入纯水60~100g和多羧酸铵的分散剂2~4g和1~5mmφ的PSZ介质1000g,在转速100~200rpm的球磨机中粉碎70~100小时,得到进一步微粒化的浆料。在该微粒化的浆料中添加分子量5000~30000的粘合剂5~15g,用喷雾造粒机干燥,得到颗粒状的粉末。将该粉末以得到图37所示的绕线线圈的芯形状的方式进行加压成型,得到加工体。
将该加工体置于氧化锆制的安装器上,大气中以升温速度0.1~0.5℃/分钟且最高温度400℃、最高温度保持时间1~2小时进行加热,将粘合剂等解热脱脂,然后在6GHz的磁损耗成分μ”最小的900~1400℃内选择煅烧温度,以升降温速度1~5℃/分钟、最高温度保持时间1~10小时在大气中进行煅烧(氧浓度约21%),得到烧结体。
如图37所示,在芯形状的烧结体的基板接触面形成电极后,在烧结体的芯部缠绕铜线,将铜线的两端焊接到在基板接触面形成的电极,制成绕线线圈。
将在空芯线圈中进行3次绕线时和以表10的No.174的磁性体试样为卷芯进行2次绕线时的电感L的频率特性示于图38,将线圈的Q的频率特性示于图39。
根据图38,电感L在空芯线圈的情况下在4.2GHz处显示峰值并在高频侧急剧降低,但在磁性体试样的情况下可以将显示峰值的频率提高到6.3GHz。另外,电感L值在3~4GHz处显示接近的值,可以通过使用磁性体作为卷芯来减少匝数。
根据图39,通过使用磁性体试样作为卷芯,可以在3~6GHz处实现比空芯线圈更高的Q,可以提高Q的峰频率。认为通过减少匝数来减少线圈的杂散电容的效果高。
<实施例3-2>
应予说明,作为线圈部件的结构,并不局限于绕线线圈,层叠线圈等线圈部件中也能够得到高电感L且高Q的效果。
图40是示意地表示层叠线圈的一个例子的透视立体图。
图40所示的层叠线圈20具备磁性体21。磁性体21中形成有经由贯通孔22电连接的螺旋状内部电极23。在磁性体21的表面形成有与螺旋状内部电极23电连接的外部电极24和25。
通过与实施例1相同的方法制作片,在片的一部分打印线圈后制作压接体。将该压接体通过与实施例3-1相同的方法进行煅烧,得到烧结体。将该烧结体的表面进行滚筒加工使电极的两端部露出后,形成外部电极进行烧结,制作图40所示的形状的层叠线圈。
图41是示意地表示层叠线圈的另一个例子的透视立体图。
图41所示的层叠线圈20A在中央具备芯部21A,在其周围具备绕线部21B。芯部21A由磁性体构成。绕线部21B优选由非磁性体和螺旋状内部电极23构成,也可以由磁性体和螺旋状内部电极23构成。绕线部21B中形成有经由贯通孔22电连接的螺旋状内部电极23。在绕线部21B的表面形成有与螺旋状内部电极23电连接的外部电极24和25。
在500cc的聚酯材质的锅中向实施例1或2中制作的六方晶铁氧体的预烧粉80g中加入纯水60~100g、多羧酸铵的分散剂2~4g和1~5mmφ的PSZ介质1000g,在转速100~200rpm的球磨机中粉碎70~100小时,得到进一步微粒化的浆料。向该微粒化的浆料中添加分子量5000~30000的粘合剂5~15g,使浆料通过3根辊进行粉碎,得到糊料。将该糊料仅流入图41所示的层叠线圈20A的芯部21A,干燥使其失去流动性,制作层叠线圈。
通过将图41所示的层叠线圈20A的绕线部21B设为低介电常数的非磁性体,仅向芯部21A***磁性体,能够减少绕线间的杂散电容成分,能够利用由磁性体得到的电感成分,因此提高LC共振频率,能够作为宽带域的电感器发挥功能。
<实施例4>
本发明的软磁性组合物并不局限于作为电感器发挥功能的线圈部件用途,还可以用于要求磁导率μ’高且磁损耗tanδ低的发射和接收电波的天线用途。
图42是示意地表示天线的一个例子的立体图。
图42所示的天线30时,环状的磁性体31配置于金属天线线32的一部分或全部。由于由磁性体得到的波长缩短效应,能够使天线小型化。
将由喷雾造粒机得到的颗粒状的W型六方晶铁氧体的磁性粉体加压成型为环状,得到环状加工体。将加工体置于氧化锆制的安装器上,大气中以升温速度0.1~0.5℃/分钟且最高温度400℃、最高温度保持时间1~2小时进行加热,将粘合剂等解热脱脂,然后在6GHz的磁损耗成分μ”最小的900~1400℃内选择煅烧温度,以升降温速度1~5℃/分钟、最高温度保持时间1~10小时在大气中进行煅烧(氧浓度约21%),得到环状的磁性体31。在环状的磁性体31的孔中通过金属天线线32而形成电线。
图43是示意地表示天线的另一个例子的立体图。
图43所示的天线40时,在磁性体41的周围卷绕有螺旋状的金属天线线42。利用由磁性体得到的波长缩短效应,能够使天线小型化。
<实施例5>
在作为移动信息通信标准的5G、ETC、5GHz频带的Wi-Fi等通信市场中,假设在4~6GHz左右的区域使用,还存在期望保护电路免受这些信号影响的噪声滤波器用途。在仅由磁性体制成的噪声滤波器中,由于4~6GHz的磁导率的损耗成分μ”过低,所以在兼顾噪声吸收性能和小型化上存在限制。通过使用本发明的电感器并组合电容器形成LC共振电路,与仅使用磁性体的噪声滤波器相比,可以提高共振频率附近的噪声吸收效果,可以兼顾噪声吸收性能和小型化。
<实施例6>
实施例1的制作方法中,将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27―δ(Me=Mn、Ni或Zn)的组成和磁特性等示于表22。
将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Mn、Ni或Zn)中的磁导率μ的频率特性示于图44,将组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Mn、Ni或Zn)中的磁导率平方和的频率特性示于图45。
图44和图45中,Me=Mn为表22的No.349,Me=Ni为表22的No.350,Me=Zn为表22的No.351。
根据图44和表22,Me=Mn、Ni或Zn中的任一时,直到20GHz为磁导率μ’>1.20,可以比非磁性体提高磁导率。磁导率μ’在Me=Mn时在31GHz,在Me=Ni时在29GHz,在Me=Zn时在26GHz显示最大值。磁导率的多种成分μ”在Me=Mn时在32GHz,在Me=Ni时在30GHz,在Me=Zn时在27GHz显示最大值,认为发生了自然共振现象。
图45表示磁导率平方和的频率特性,这是因为认为:为了单独作为噪声滤波器和电波吸收体发挥功能,假设RL串联电路时提高阻抗Z,因此优选磁导率平方和应予说明,关于阻抗Z,假设RL串联电路时,假设Z=(R+ωL”)+jωL’:R为直流电阻,ω为角频率,电感L=L’-jL”的关系。组成式BaCa0.3Me2Fe16O27(Me=Mn、Ni或Zn)中,根据表22,Me=Zn在25GHz,Me=Mn或Ni在30GHz满足|μ|>2,显示了能够在作为毫米波区域的25GHz、30GHz作为噪声滤波器和电波吸收体发挥功能的特性。根据图45,磁导率平方和|μ|在Me=Mn时在31GHz,在Me=Ni时在29GHz,在Me=Zn时在26GHz显示最大值。
在作为移动信息通信标准的5G的毫米波带的通信市场中,假设在24~86GHz左右的区域使用,还存在期望保护这些信号免受电路影响的噪声滤波器和电波吸收体用途。在以往的磁性体中,由于24~40GHz的磁导率的损耗成分μ”过低,所以在兼顾噪声吸收性能和小型化上存在限制。通过使用本发明的磁性体,可以兼顾作为毫米波带的一部分的24~30GHz的噪声吸收性能和小型化,可以用于噪声滤波器和电波吸收体用途。
符号说明
10 绕线线圈
11 芯(磁性体)
12 导电性线
13 主体部
14、15 伸出部
16、17 端子电极
20、20A 层叠线圈
21 磁性体
21A 芯部
21B 绕线部
22 贯通孔
23 螺旋状内部电极
24、25 外部电极
30、40 天线
31、41 磁性体
32、42 金属天线线。
Claims (10)
1.一种软磁性组合物,是以W型六方晶铁氧体为主相的具有以下的金属元素比例的氧化物,其矫顽力Hcj为100kA/m以下,
Ba+Sr+Na+K+La+Bi:4.7mol%~5.8mol%、Ba:0mol%~5.8mol%、Sr:0mol%~5.8mol%、Na:0mol%~5.2mol%、K:0mol%~5.2mol%、La:0mol%~2.1mol%、Bi:0mol%~1.0mol%、Ca:0.2mol%~5.0mol%、Fe:67.4mol%~84.5mol%、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn:9.4mol%~18.1mol%、Meh(II)=Mg+Mn+Ni+Zn:7.8mol%~17.1mol%、Cu:0mol%~1.6mol%、Mg:0mol%~17.1mol%、Mn:0mol%~17.1mol%、Ni:0mol%~17.1mol%、Zn:0mol%~17.1mol%、Co:0mol%~2.6mol%,
定义为Me(I)=Na+K+Li、Me(II)=Co+Cu+Mg+Mn+Ni+Zn、Me(IV)=Ge+Si+Sn+Ti+Zr+Hf、Me(V)=Mo+Nb+Ta+Sb+W+V、D=Me(I)+Me(II)-Me(IV)-2×Me(V)时,D:7.8mol%~11.6mol%、M2d=In+Sc+Sn+Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、Sn:0mol%~7.8mol%、Zr+Hf:0mol%~7.8mol%、In:0mol%~7.8mol%、Sc:0mol%~7.8mol%、Ge:0mol%~2.6mol%、Si:0mol%~2.6mol%、Ti:0mol%~2.6mol%、Al:0mol%~2.6mol%、Ga:0mol%~2.6mol%、Mo:0mol%~2.6mol%、Nb+Ta:0mol%~2.6mol%、Sb:0mol%~2.6mol%、W:0mol%~2.6mol%、V:0mol%~2.6mol%、Li:0mol%~2.6mol%。
2.根据权利要求1所述的软磁性组合物,其中,Co:0.5mol%以上。
3.根据权利要求1或2所述的软磁性组合物,其中,Co:2.1mol%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的软磁性组合物,其中,M2d=In+Sc+Sn+Zr+Hf:1.0mol%~7.8mol%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的软磁性组合物,其中,Sr=0mol%。
6.一种烧结体,是将权利要求1~5中任一项所述的软磁性组合物煅烧而得到的。
7.一种复合体,是将权利要求1~5中任一项所述的软磁性组合物和非磁性体混合而得到的。
8.一种糊料,是将权利要求1~5中任一项所述的软磁性组合物和非磁性体混合而得到的。
9.一种线圈部件,具备芯部和设置于所述芯部的周围的绕线部,
所述芯部是使用权利要求6所述的烧结体、权利要求7所述的复合体或权利要求8所述的糊料而成的,所述绕线部包含电导体。
10.一种天线,是使用权利要求6所述的烧结体、权利要求7所述的复合体或权利要求8所述的糊料和电导体而成的。
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