JPH06325621A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH06325621A JPH06325621A JP5116016A JP11601693A JPH06325621A JP H06325621 A JPH06325621 A JP H06325621A JP 5116016 A JP5116016 A JP 5116016A JP 11601693 A JP11601693 A JP 11601693A JP H06325621 A JPH06325621 A JP H06325621A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- ceramic composition
- dielectric ceramic
- oxide
- resonance frequency
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘電率が大きく、かつ無負荷Ｑが大きく、
しかも共振周波数の温度変化が小さい誘電体磁器組成物
を提供するものである。 【構成】 組成式、（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎｄ1-y-z
Ｓｍy Ｂｉz ）2+AＴｉ4+B Ｏ12+3A/2+2B（式中、０．
０１≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．８、０．１≦ｚ≦０．
４、−０．５≦Ａ≦＋０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．
５、ただし０．１≦ｙ＋ｚ≦１）で表される酸化物に、
Ｌｉを酸化物換算で１．０重量％以下含有させることを
特徴とする誘電体磁器組成物。
しかも共振周波数の温度変化が小さい誘電体磁器組成物
を提供するものである。 【構成】 組成式、（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎｄ1-y-z
Ｓｍy Ｂｉz ）2+AＴｉ4+B Ｏ12+3A/2+2B（式中、０．
０１≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．８、０．１≦ｚ≦０．
４、−０．５≦Ａ≦＋０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．
５、ただし０．１≦ｙ＋ｚ≦１）で表される酸化物に、
Ｌｉを酸化物換算で１．０重量％以下含有させることを
特徴とする誘電体磁器組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体共振器等の材料
として好適な誘電体磁器組成物に関する。本発明の誘電
体磁器組成物は、誘電体共振器材料の他に、例えばマイ
クロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整棒などにも適用さ
れる。
として好適な誘電体磁器組成物に関する。本発明の誘電
体磁器組成物は、誘電体共振器材料の他に、例えばマイ
クロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整棒などにも適用さ
れる。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】近年、マイクロ波回路の
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また共振周
波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度特
性の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいことなどが要求さ
れている。このような誘電体磁器組成物として従来Ｔｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ−ＣａＯ−ＴｉＯ2などを主成分とするも
のが知られているが、前者は温度係数が大きく、後者は
比誘電率が小さいという問題点がある。
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また共振周
波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度特
性の直線性が優れ、無負荷Ｑが大きいことなどが要求さ
れている。このような誘電体磁器組成物として従来Ｔｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ−ＣａＯ−ＴｉＯ2などを主成分とするも
のが知られているが、前者は温度係数が大きく、後者は
比誘電率が小さいという問題点がある。
【０００３】この改良系としてＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｎｄ
2 Ｏ3 系の誘電体磁器組成物についての提案〔Ber.Dt.K
eram.Ges.55(1978)Nr.7 ；特開昭６０−３５４０６号公
報等〕、あるいは、ＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｎｄ2 Ｏ3 −Ｂ
ｉ2 Ｏ3 系（特開昭６２−７２５５８号公報）について
の提案がなされているが、さらに小型の誘電体共振器が
求められ、そのためさらに誘電率の大きい材料の開発が
望まれている。
2 Ｏ3 系の誘電体磁器組成物についての提案〔Ber.Dt.K
eram.Ges.55(1978)Nr.7 ；特開昭６０−３５４０６号公
報等〕、あるいは、ＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｎｄ2 Ｏ3 −Ｂ
ｉ2 Ｏ3 系（特開昭６２−７２５５８号公報）について
の提案がなされているが、さらに小型の誘電体共振器が
求められ、そのためさらに誘電率の大きい材料の開発が
望まれている。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、マイクロ波誘電体共振
器材料としてさらに優れた特性を有する誘電体磁器組成
物、特に高誘電率で、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の
温度変化の小さい誘電体磁器組成物を提供することにあ
る。
器材料としてさらに優れた特性を有する誘電体磁器組成
物、特に高誘電率で、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の
温度変化の小さい誘電体磁器組成物を提供することにあ
る。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、組成式、
（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔ
ｉ 4+B Ｏ12+3A/2+2B（式中、０．０１≦ｘ≦０．４、０
≦ｙ≦０．８、０．１≦ｚ≦０．４、−０．５≦Ａ≦＋
０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．５、ただし０．１≦ｙ＋
ｚ≦１）で表される酸化物に、Ｌｉを酸化物換算で１．
０重量％以下含有させることを特徴とする誘電体磁器組
成物に関する。
（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔ
ｉ 4+B Ｏ12+3A/2+2B（式中、０．０１≦ｘ≦０．４、０
≦ｙ≦０．８、０．１≦ｚ≦０．４、−０．５≦Ａ≦＋
０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．５、ただし０．１≦ｙ＋
ｚ≦１）で表される酸化物に、Ｌｉを酸化物換算で１．
０重量％以下含有させることを特徴とする誘電体磁器組
成物に関する。
【０００６】本発明によれば、ＢａＮｄ2 Ｔｉ4 Ｏ12構
造においてＢａの一部をＰｂで置換することによって、
誘電率を大きく、共振周波数の温度係数を小さくするこ
とができる。置換量が多くなりすぎると、Ｑ値が低下す
るので置換量ｘは上記の範囲に設定される。
造においてＢａの一部をＰｂで置換することによって、
誘電率を大きく、共振周波数の温度係数を小さくするこ
とができる。置換量が多くなりすぎると、Ｑ値が低下す
るので置換量ｘは上記の範囲に設定される。
【０００７】また、Ｎｄの一部または全部をＳｍで置換
することによって大きな誘電率を保持しながら、共振周
波数の温度変化を小さくできる。さらにＮｄの一部をＢ
ｉで置換することによってさらに誘電率を大きくでき、
共振周波数の温度変化を小さくできるが、Ｎｄの置換量
が多くなるとＱ値が低下するので置換量ｚは上記の範囲
に設定される。
することによって大きな誘電率を保持しながら、共振周
波数の温度変化を小さくできる。さらにＮｄの一部をＢ
ｉで置換することによってさらに誘電率を大きくでき、
共振周波数の温度変化を小さくできるが、Ｎｄの置換量
が多くなるとＱ値が低下するので置換量ｚは上記の範囲
に設定される。
【０００８】さらに、組成式、（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎ
ｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔｉ4+ B Ｏ12+3A/2+2Bにお
いて、−０．５≦Ａ≦＋０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．
５の範囲からはずれると、ＢａＮｄ2 Ｔｉ4 Ｏ12基本構
造以外の異相を形成しやすくなり、誘電率、共振周波数
の温度係数、Ｑ値のいずれか一つ、あるいは二つ以上の
特性が低下する。またこの範囲からはずれるとＰｂやＢ
ｉなどが焼成時に離脱しやすくなり、また、その離脱量
も安定せず電気的特性のばらつきを生じやすくなり好ま
しくない。なお、Ａ＝０、Ｂ＝０のとき、すなわちＢａ
Ｎｄ2 Ｔｉ4 Ｏ 12構造において良好な特性が得られる。
ｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔｉ4+ B Ｏ12+3A/2+2Bにお
いて、−０．５≦Ａ≦＋０．５、−０．５≦Ｂ≦＋０．
５の範囲からはずれると、ＢａＮｄ2 Ｔｉ4 Ｏ12基本構
造以外の異相を形成しやすくなり、誘電率、共振周波数
の温度係数、Ｑ値のいずれか一つ、あるいは二つ以上の
特性が低下する。またこの範囲からはずれるとＰｂやＢ
ｉなどが焼成時に離脱しやすくなり、また、その離脱量
も安定せず電気的特性のばらつきを生じやすくなり好ま
しくない。なお、Ａ＝０、Ｂ＝０のとき、すなわちＢａ
Ｎｄ2 Ｔｉ4 Ｏ 12構造において良好な特性が得られる。
【０００９】さらにまた、組成式、（Ｂａ1-x Ｐｂx ）
（Ｎｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔｉ4+B Ｏ12+3A/2+2B
で表される酸化物に、Ｌｉを酸化物換算（Ｌｉ2 Ｏ）で
１．０重量％以下含有させることにより比誘電率εr を
変化させることなくＱ値を向上させることができる。過
度に含有させると比誘電率、共振周波数の温度係数、Ｑ
値のいずれか一つ、あるいは二つ以上の特性が低下す
る。
（Ｎｄ1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ）2+A Ｔｉ4+B Ｏ12+3A/2+2B
で表される酸化物に、Ｌｉを酸化物換算（Ｌｉ2 Ｏ）で
１．０重量％以下含有させることにより比誘電率εr を
変化させることなくＱ値を向上させることができる。過
度に含有させると比誘電率、共振周波数の温度係数、Ｑ
値のいずれか一つ、あるいは二つ以上の特性が低下す
る。
【００１０】本発明による誘電体磁器組成物は、バリウ
ム、鉛、ネオジム、サマリウム、ビスマスおよびチタン
の炭酸塩、酸化物などの仮焼・焼成により酸化物となる
ような出発原料を混合して仮焼した後、成形、焼成して
焼結させる方法で製造することができる。またＬｉはそ
の酸化物、硝酸塩または炭酸塩等が用いられる。
ム、鉛、ネオジム、サマリウム、ビスマスおよびチタン
の炭酸塩、酸化物などの仮焼・焼成により酸化物となる
ような出発原料を混合して仮焼した後、成形、焼成して
焼結させる方法で製造することができる。またＬｉはそ
の酸化物、硝酸塩または炭酸塩等が用いられる。
【００１１】まず、炭酸バリウム、酸化鉛、酸化ネオジ
ム、酸化サマリウム、酸化ビスマスおよび酸化チタンを
各所定量ずつ水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合す
る。続いて、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、
酸素含有ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に９００〜
１１００℃で約１〜５時間程度仮焼する。これによって
形成された仮焼物に所定量のＬｉの酸化物、炭酸塩を添
加して湿式あるいは乾式で粉砕した後、ポリビニルアル
コールの如き有機バインダを加え、乾燥後、加圧成形
（圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2 程度）する。成形
方法としては、一軸加圧成形の他、ＨＩＰ、ドクター成
形、鋳込み成形などでもよい。得られた成形体を空気の
如き酸素含有ガス雰囲気下に１２００〜１４００℃で焼
成すれば、上記誘電体磁器組成物が得られる。
ム、酸化サマリウム、酸化ビスマスおよび酸化チタンを
各所定量ずつ水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合す
る。続いて、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、
酸素含有ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下に９００〜
１１００℃で約１〜５時間程度仮焼する。これによって
形成された仮焼物に所定量のＬｉの酸化物、炭酸塩を添
加して湿式あるいは乾式で粉砕した後、ポリビニルアル
コールの如き有機バインダを加え、乾燥後、加圧成形
（圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2 程度）する。成形
方法としては、一軸加圧成形の他、ＨＩＰ、ドクター成
形、鋳込み成形などでもよい。得られた成形体を空気の
如き酸素含有ガス雰囲気下に１２００〜１４００℃で焼
成すれば、上記誘電体磁器組成物が得られる。
【００１２】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま又は必要に応じて適当な形状およびサイズに加工
することにより、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒などの材料として利用することが
でき、特にＭＨｚ〜ＧＨｚ帯で使用される場合に優れた
効果が奏される。
のまま又は必要に応じて適当な形状およびサイズに加工
することにより、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒などの材料として利用することが
でき、特にＭＨｚ〜ＧＨｚ帯で使用される場合に優れた
効果が奏される。
【００１３】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
更に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ3 ）０．０９０モル、酸化
鉛粉末（ＰｂＯ）０．０１０モル、酸化ネオジム粉末
（Ｎｄ2 Ｏ3 ）０．０８１モル、酸化ビスマス粉末（Ｂ
ｉ2 Ｏ3 ）０．０１９モル、および酸化チタン粉末（Ｔ
ｉＯ2 ）０．４００モルをエタノールと共にボールミル
に入れ、１２時間湿式混合した。溶媒のエタノールを蒸
発させ、らい潰機で１時間粉砕した。粉砕物は空気雰囲
気下に１０００℃で仮焼した後、炭酸リチウム粉末（Ｌ
ｉ2 ＣＯ3 ）を０．１重量％添加しエタノールと共に再
度ボールミルに入れ、１２時間湿式混合した後、溶媒の
エタノールを蒸発させ、再びらい潰機で１時間粉砕し
た。この粉砕物に適量のポリビニルアルコール溶液を加
えて乾燥後、直径９mm、厚さ４mmのペレットに成形し、
空気雰囲気下に１３５０℃で２時間焼成、焼結して本実
施例の誘電体磁器組成物を得た。こうして得られた磁器
組成物を直径約７mm、厚さ約２mmのペレットに加工した
後、誘電共振法によって測定し、共振周波数（４〜５Ｇ
Ｈｚ）における無負荷Ｑおよび比誘電率εr を求めた。
また、共振周波数の温度依存性については、０℃から５
０℃の範囲で測定し、温度係数τf を求めた。その結果
を表１および表２に示す。
更に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ3 ）０．０９０モル、酸化
鉛粉末（ＰｂＯ）０．０１０モル、酸化ネオジム粉末
（Ｎｄ2 Ｏ3 ）０．０８１モル、酸化ビスマス粉末（Ｂ
ｉ2 Ｏ3 ）０．０１９モル、および酸化チタン粉末（Ｔ
ｉＯ2 ）０．４００モルをエタノールと共にボールミル
に入れ、１２時間湿式混合した。溶媒のエタノールを蒸
発させ、らい潰機で１時間粉砕した。粉砕物は空気雰囲
気下に１０００℃で仮焼した後、炭酸リチウム粉末（Ｌ
ｉ2 ＣＯ3 ）を０．１重量％添加しエタノールと共に再
度ボールミルに入れ、１２時間湿式混合した後、溶媒の
エタノールを蒸発させ、再びらい潰機で１時間粉砕し
た。この粉砕物に適量のポリビニルアルコール溶液を加
えて乾燥後、直径９mm、厚さ４mmのペレットに成形し、
空気雰囲気下に１３５０℃で２時間焼成、焼結して本実
施例の誘電体磁器組成物を得た。こうして得られた磁器
組成物を直径約７mm、厚さ約２mmのペレットに加工した
後、誘電共振法によって測定し、共振周波数（４〜５Ｇ
Ｈｚ）における無負荷Ｑおよび比誘電率εr を求めた。
また、共振周波数の温度依存性については、０℃から５
０℃の範囲で測定し、温度係数τf を求めた。その結果
を表１および表２に示す。
【００１４】実施例２〜２１ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ3 ）、酸化鉛粉末（Ｐｂ
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化サマリウ
ム粉末（Ｓｍ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス粉末（Ｂｉ
2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（ＴｉＯ2 ）の原料仕
込比、炭酸リチウム粉末（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の添加量、お
よび焼成温度を１２７０〜１３９０℃にかえた他は、実
施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、特性を
測定した。その結果を表１〜表４に示す。
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化サマリウ
ム粉末（Ｓｍ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス粉末（Ｂｉ
2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（ＴｉＯ2 ）の原料仕
込比、炭酸リチウム粉末（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の添加量、お
よび焼成温度を１２７０〜１３９０℃にかえた他は、実
施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、特性を
測定した。その結果を表１〜表４に示す。
【００１５】比較例１ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ3 ）、酸化鉛粉末（Ｐｂ
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス
粉末（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（Ｔｉ
Ｏ2 ）を表１に示すようなモル比になるようにし、炭酸
リチウム粉末（Ｌｉ2ＣＯ3 ）を無添加で、焼成温度を
１３５０℃にかえた他は実施例１と同様にして誘電体磁
器組成物を製造し、物性を測定した。その結果を表１お
よび表２に示す。
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス
粉末（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（Ｔｉ
Ｏ2 ）を表１に示すようなモル比になるようにし、炭酸
リチウム粉末（Ｌｉ2ＣＯ3 ）を無添加で、焼成温度を
１３５０℃にかえた他は実施例１と同様にして誘電体磁
器組成物を製造し、物性を測定した。その結果を表１お
よび表２に示す。
【００１６】比較例２〜７ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯ3 ）、酸化鉛粉末（Ｐｂ
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化サマリウ
ム粉末（Ｓｍ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス粉末（Ｂｉ
2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（ＴｉＯ2 ）の原料仕
込比、炭酸リチウム粉末（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の添加量、お
よび焼成温度を１２７０〜１３９０℃にかえた他は実施
例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、物性を測
定した。その結果を表１〜表４に示す。
Ｏ）、酸化ネオジム粉末（Ｎｄ2 Ｏ3 ）、酸化サマリウ
ム粉末（Ｓｍ2 Ｏ3 ）、酸化ビスマス粉末（Ｂｉ
2 Ｏ3 ）、および酸化チタン粉末（ＴｉＯ2 ）の原料仕
込比、炭酸リチウム粉末（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の添加量、お
よび焼成温度を１２７０〜１３９０℃にかえた他は実施
例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、物性を測
定した。その結果を表１〜表４に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、特に高誘
電率で、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度変化が小
さく、誘電体共振器材料、特にＭＨｚからＧＨｚ帯で使
用される共振器材料として好適である。また、本発明の
誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料の他に、例えば
マイクロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整棒等にも適用
できる。
電率で、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度変化が小
さく、誘電体共振器材料、特にＭＨｚからＧＨｚ帯で使
用される共振器材料として好適である。また、本発明の
誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料の他に、例えば
マイクロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整棒等にも適用
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式、（Ｂａ1-x Ｐｂx ）（Ｎｄ
1-y-z Ｓｍy Ｂｉz ） 2+A Ｔｉ4+B Ｏ12+3A/2+2B（式
中、０．０１≦ｘ≦０．４、０≦ｙ≦０．８、０．１≦
ｚ≦０．４、−０．５≦Ａ≦＋０．５、−０．５≦Ｂ≦
＋０．５、ただし０．１≦ｙ＋ｚ≦１）で表される酸化
物に、Ｌｉを酸化物換算で１．０重量％以下含有させる
ことを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116016A JPH06325621A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116016A JPH06325621A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325621A true JPH06325621A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14676722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116016A Pending JPH06325621A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06325621A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966002A1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-12-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Dielectric material and process for producing the same |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP5116016A patent/JPH06325621A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966002A1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-12-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Dielectric material and process for producing the same |
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