CN100508274C

CN100508274C - 不可逆电路元件

Info

Publication number: CN100508274C
Application number: CNB2005100814439A
Authority: CN
Inventors: 远藤谦二; 仓桥孝秀; 边见荣; 大波多秀典
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2006024980A; US7286025B2; JP4183190B2; HK1085056A1; US20060006956A1; CN1719658A

Abstract

Description

不可逆电路元件

技术领域

本发明涉及一种用于高频电路等中的集总常数型隔离器(insulator)、环行器(circulator)等不可逆电路元件。

背景技术

现在使用的便携式电话机大多数为数字便携式电话机。国内使用的数字便携式电话机大多数采用PSK(相位调制)方式。在PSK方式的数字便携式电话机中，在发送电路的后段具备线形的功率放大电路，在功率放大电路的后段具备发送天线。

由于便携式电话机中具备的发送天线根据手和头部的位置关系、其它使用状况，其阻抗变化大，所以在发送天线前段配备的功率放大电路之间，产生阻抗的不匹配。为此，从功率放大电路输出到发送天线侧的信号的一部分就成为反射波，使功率放大电路的信号失真。线形的功率放大电路由于信号失真较弱，所以在信号失真大的情况下，信号解调就会变得困难。

作为避免此问题的方法，已有的便携式电话机在发送天线和功率放大电路之间包括隔离器。隔离器是一种不可逆电路元件，将从功率放大电路侧输入的信号输出到发送天线侧，但不将从发送天线侧输入的信号输出到功率放大电路。为此，就能够抑制由来自发送天线的反射波引起的功率放大电路的信号失真。

这种隔离器通常至少包含：具有不可逆性的磁转子、用于对此磁转子施加直流磁场的永久磁铁、配置在磁转子和永久磁铁之间的中心导体、并列共振电容用的电容基板、用于提高相对于磁转子的直流磁场的效率的磁轭。通常，作为磁转子，可使用以YIG(钇-铁-石榴石)类的铁氧体，具体地，以Y₃Fe₅O₁₂为基本组分，对此添加各种元素的石榴石型铁氧体材料。此外，作为施加直流磁场用的永久磁铁，可使用铁氧体磁铁，作为电容基板，可使用，采用介质常数温度特性为0附近的高频用陶瓷或玻璃环氧树脂或在高频应用中开发的其它树脂等的电容器。

在环行器和隔离器等高频电路部件中使用YIG是由于能够设定适合于电路的饱和磁化强度(4πMs)及其温度特性，表示磁损失的磁谐振吸收半值幅度(ΔH)和表示电损失的介质损失(tanδ)小的缘故。但是，由于磁共振吸收半值幅度(ΔH)和介质损失(tanδ)的大小对环行器和隔离器的器件特性有很大影响，所以为了获得更小的磁共振吸收半值幅度(ΔH)和介质损失(tanδ)，正在研讨其组分、添加元素、置换元素(例如，日本特公平4-74842号公报(专利文献1)、日本特开平11-273928号公报(专利文献2))。

专利文献1特公平4-74842号公报

专利文献2特开平11-273928号公报

但是，已有的石榴石型铁氧体材料，由于磁共振吸收半值幅度(ΔH)和介质损失(tanδ)的优良的组分领域非常狭窄，稍有组分变化，磁共振吸收半值幅度(ΔH)和介质损失(tanδ)就很大地劣化，所以在实用化方面有问题，难于实现插入损失、温度特性都优良的隔离器等不可逆电路元件。

此外，由于仅调整石榴石型铁氧体材料的特性，就存在不能满足作为隔离器等不可逆电路元件的特性的情况。特别是，即使假设提高石榴石型铁氧体材料自身的温度特性，也不必提高不可逆电路元件的温度特性。

发明内容

因此，本发明目在于提供一种提高不可逆电路元件的温度特性的技术。

本发明者们通过将与饱和磁化强度的温度特性具有特定关系的石榴石型铁氧体材料和永久磁铁组合，就能够改善作为不可逆电路元件的温度特性。即本发明的不可逆电路元件，其特征在于，包括石榴石型铁氧体材料和对石榴石型铁氧体材料施加直流磁场的永久磁铁，当石榴石型铁氧体材料在温度T1下的饱和磁化强度为S11、在温度T2下的饱和磁化强度为S12、在温度T3下的饱和磁化强度为S13，永久磁铁在温度T1下的饱和磁化强度为S21、在温度T2下的饱和磁化强度为S22、在温度T3下的饱和磁化强度为S23时(其中，T1<T2<T3，饱和磁化强度S11、S12、S13、S21、S22、S23是设在温度T2下的饱和磁化强度为1时的相对值)，具有以下关系：|(S12-S11)/(T2-T1)|<|(S22-S21)/(T2-T1)|；|(S13-S12)/(T3-T2)|>|(S23-S22)/(T3-T2)|；

对应于上述永久磁铁的石榴石型铁氧体材料具有用(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂(其中，w、x、q、y、z分别为：3.01≤w+x+q≤3.03、0.25≤x≤0.55、0.02≤y≤0.12、0<z≤0.15、1.8<q/z≤2.0)表示的组分。具有此组分的石榴石型铁氧材料对于上述具有上述组分的永久磁铁，能够满足上述饱和磁化强度的温度特性的关系；

永久磁铁具有用(Sr_1-αLa_α)(Fe_12-βCo_β)_γO₁₉(其中0.1≤α≤0.4、0.1≤β≤0.4、0.8≤γ≤1.1)表示的组分。由于具有此组分的永久磁铁磁特性高，所以能够使不可逆电路元件小型化。

在本发明的不可逆电路元件中，可以将T1、T2、T3设为T1＝-35℃、T2＝25℃、T3＝85℃。此外，根据本发明的不可逆电路元件，可以将-35℃～85℃下的中心频率的温度特性设小于等于0.01％/℃。并且，根据本发明的不可逆电路元件，以在温度T3下的中心频率为基准，将比该基准还高的频率设为正数，将比该基准还低的频率设为负数时，优选在温度T2下的中心频率及在温度T1下的中心频率中的一个中心频率为正数，另一个为负数。

本发明的不可逆电路元件更优选在温度T1下的中心频率为F1，当在温度T2下的中心频率为F2、在温度T3下的中心频率为F3时，满足|(F3-F2)≤(F2-F1)|。

具备石榴石型铁氧体材料和对石榴石型铁氧体材料施加直流磁场的永久磁铁的上述不可逆电路元件，在温度T1～T2下，永久磁铁的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率还大。在温度T2～T3下，永久磁铁的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率还小。因此，本发明中，提供一种不可逆电路元件，该不可逆电路元件包含：永久磁铁的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率还大的第一区域；和永久磁铁的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料的饱和磁化强度的温度特性曲线的斜率还小的第二区域。再有，上述第二区域存在于温度比上述第一区域还高的高温侧。

在此不可逆电路元件中，可以使第一区域和第二区域在常温附近连续。本发明中的常温附近至少包含10～30℃。

按照上述内容，由于对石榴石型铁氧体材料施加直流磁场的永久磁铁具有用通式(2)(Sr_1-αLa_α)(Fe_12-βCo_β)_γO₁₉(其中0.1≤α≤0.4、0.1≤β≤0.4、0.8≤γ≤1.1)表示的组分，所以有助于不可逆电路元件的小型化。此外，按照上述内容，针对具有此组分的永久磁铁，通过组合具有用通式(1)(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂(其中w、x、q、y、z分别为：3.01≤w+x+q≤3.03、0.25≤x≤0.55、0.02≤y≤0.12、0<z≤0.15、1.8<q/z≤2.0)表示的组分的石榴石型铁氧体材料，就能够有效地提高作为不可逆电路元件的温度特性。因此，本发明提供一种不可逆电路元件，其特征在于，包括：具有用通式(1)：(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂(其中，w、x、q、y、z分别为：3.01≤w+x+q≤3.03、0.25≤x≤0.55、0.02≤y≤0.12、0<z≤0.15、1.8<q/z≤2.0)表示的组分的石榴石型铁氧体材料；和具有用通式(2)：(Sr_1-αLa_α)(Fe_12-βCo_β)_γO₁₉(其中0.1≤α≤0.4、0.1≤β≤0.4、0.8≤γ≤1.1)表示的组分、且对上述石榴石型铁氧体材料施加直流磁场的永久磁铁。

发明效果如下

如上所述，根据本发明，通过将与饱和磁化强度的温度特性具有特定关系的石榴石型铁氧体材料和永久磁铁组合，就能够提高不可逆电路元件的温度特性。并且，根据本发明，通过使用具有特定组分的电磁特性高的永久磁铁，就能够有助于不可逆电路元件的小型化。

附图说明

图1是概略地表示本发明的集总常数型的隔离器的整体结构及组装顺序的分解立体图。

图2是表示本发明的集总常数型的隔离器的安装状态的立体图。

图3是用以25℃中的饱和磁化强度为1的相对值来表示本发明中使用的永久磁铁、已有的石榴石型铁氧体材料及本发明中使用的石榴石型铁氧体材料的饱和磁化强度的温度特性的曲线图。

图4是表示根据使用试验样品No.21的石榴石型铁氧体材料的隔离器的温度变化的中心频率的变化的测量结果的曲线图。

图5是表示根据使用试验样品No.7的石榴石型铁氧体材料的隔离器的温度变化引起的中心频率的变化的测量结果的曲线图。

符号说明

1…石榴石型铁氧体材料、2…中心导体、3…永久磁铁、4a、4b…电容基板、5…外壳、6…盖子、7…衬垫、8…伪负载、9…输入输出端子、10…隔离器、11…GND(地)端子

具体实施方式

以下，说明本发明的不可逆电路元件，以集总常数型(集中定数型)的隔离器(以下称作隔离器)为例。

(隔离器整体结构)

图1是概略地表示本发明的隔离器10的整体结构及组装顺序的分解立体图，图2是表示本发明的集总常数型的隔离器10的外观的立体图。

在图1、图2中，隔离器10包括：后述的石榴石型铁氧体材料1、在石榴石型铁氧体材料1上安装的中心导体2、圆柱状的永久磁铁3、电容基板4a、4b和伪负载8。由后述的烧结体构成的永久磁铁3对石榴石型铁氧体材料1施加直流磁场。中心导体2包括微波带状线21、22、23，并配置在石榴石型铁氧体材料1和永久磁铁3之间。中心导体2例如由铜箔构成。

此外，隔离器10具有外壳5和盖子6。外壳5容纳石榴石型铁氧体材料1、中心导体2、永久磁铁3、电容基板4a、4b。在外壳5的外周设置有输出端子9。盖子6封塞容纳有石榴石型铁氧体材料1等的外壳5的开口上部。外壳5和盖子6包含铁等软磁性金属，具有磁轭功能。此磁轭具有提高自永久磁铁3对石榴石型铁氧体材料1施加的直流磁场的效率的功能。

在外壳5内容纳有石榴石型铁氧体材料1等的状态下，衬垫7将石榴石型铁氧体材料1、中心导体2及永久磁铁3配置在规定的位置。例如，衬垫7可以由液晶聚合物构成。

电容基板4a、4b由无机或有机电介质材料构成。在电容基板4a的上面安装微波带状线21、22，此外在电容基板4b的上面安装微波带状线23，利用焊接等方法使其分别进行连接。电容基板4a、4B由形成导体图形的电介质陶瓷构成。

伪负载8具有氧化钌系的电阻膜，并在两端形成电极，一方与微波带状线(stripe line)23电连接，另一方与外壳5的GND端子11电连接。

(石榴石型铁氧体材料)

接着，说明石榴石型铁氧体材料1。

石榴石型铁氧体材料1，由用通式(1)：(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂(其中，w、x、q、y、z分别为：3.01≤w+x+q≤3.03、0.25≤x≤0.55、0.02≤y≤0.12、0<z≤0.15、1.8<q/z≤2.0)表示的石榴石型铁氧体材料构成。此石榴石型铁氧体材料是用Gd、Ca替换YIG(Y₃Fe₅O₁₂)的Y、并且用In、V替换Fe的材料。替换Y的Gd具有提高饱和磁化强度的温度特性的效果。此外，替换Fe的In，具有降低磁损失的效果。并且，Ca、V具有减少晶粒边界的空隙，进行结晶生长的效果。例如，此石榴石型铁氧体材料能够在1400～1800G的范围内任意设定饱和磁化强度(4πMs)，再有能够在-0.10～-0.25％/℃的范围内任意设定饱和磁化强度的温度特性，并且，能够降低磁共振吸收半值幅度(ΔH)及介质损失(tanδ)。再有，不必用V替换Fe，z＝0也可以。在z＝0的情况下，q＝0。此外，除上述的元素之外，确认出Zr、Sc等元素具有与In类似的效果。可以含有大约0.01原子/摩尔(Atm/mol)以内的范围内的这些元素。再有，虽然改变组分比，但替换In并利用Zr就能够减少磁损失，且能够获得改善某一程度温度特性和损失的材料。

在上述通式(1)中，x(Gd)小于0.25时就不会表现出改善温度特性效果，此外，当x超过0.55时，则不可逆电路元件的温度依赖性逆转，其结果，通过损失劣化。因此，本发明中，设0.25≤x≤0.55。优选x为0.3≤x≤0.5，更优选x为0.32≤x≤0.48。

在上述通式(1)中，y(In)小于0.02时不会表现出磁损失下降的效果，此外，当y超过0.12时，磁改善效果饱和，并且，降低了基于Gd的温度特性改善效果。因此，本发明中，设0.02≤y≤0.12。优选y为0.03≤y≤0.10，进一步优选y为0.04≤y≤0.09。

在本发明中，为了进行电荷补偿，最优选设Ca：V＝2：1，本发明允许1.8<Ca(q)/V(z)≤2.0的范围。在上述通式(1)中，当Ca超过0.3(V为0.15)时，饱和磁化强度下降，使不可逆电路元件的损失劣化。因此，在本发明中，用V替换Fe的情况下，设0<z≤0.15。优选z为0.02≤z≤0.12，进一步优选z为0.04≤z≤0.10。

在本发明中，表示以石榴石型铁氧体材料为主用Y构成的子晶格，c处所表示量的w+x+q设为3.01≤w+x+q≤3.03。当w+x+q小于3.01时，饱和磁化强度下降。并且，极端地，设w+x+q<3时，会发生液相，而不能获得正常的烧结体。此外，当超过3.03时，则会发生异相，饱和磁化强度下降，矫顽力增大，从而增大不可逆电路元件的损失。优选w+x+q为3.015～3.025。再有，未用V替换Fe时，即z＝0的情况下，q＝0。此情况下，设3.01≤w+x≤3.03。优选w+x为3.015～3.025。

本发明的石榴石型铁氧体材料1可以按以下方式来进行制造。

例如，将Y₂O₃粉末、Gd₂O₃粉末、CaCo₃粉末、Fe₂O₃粉末、In₂O₃粉末、V₂O₅粉末作为原料，按上述通式(1)的范围内，称量并混合这些粉末。在原料中，即使使用通过焙烧变为氧化物的化合物，例如，也可以是碳酸盐、氢氧化物、溴酸盐等。优选原料粉末的平均粒径为大约0.5～10μm。接着，将此混合粉末在1100～1300℃下进行1～10小时预烧结。利用球磨机等粉碎此预烧结粉末，优选使平均粒径为大约1～10μm。使用例如PVA(聚乙烯醇)等，将所获得的预烧结粉末进行造粒后成型为规定形状，接着，通过在1400～1600℃下进行1～10小时焙烧(燃烧)，就能够获得本发明的石榴石型铁氧体材料。

(永久磁铁)

接着，说明永久磁铁3。

在本发明中使用的永久磁铁3具有用通式(2)：(Sr_1-αLa_α)(Fe_12- _βCo_β)_γO₁₉(其中0.1≤α≤0.4、0.1≤β≤0.4、0.8≤γ≤1.1)表示的组分，并且由以六方晶体铁氧体、优选以六方晶体磁铅酸盐型(M型)铁氧体为主相的烧结体构成。

在上述通式(2)中，α过小时，即La的量过少时，就不能够增多相对于六方晶体铁氧体的Co的固溶量，不能充分地提高饱和磁化强度的效果和/或提高各向异性磁场效果。当α过大时，在六方晶体铁氧体中La就不能够替换固溶性，例如，产生包含La的正铁氧体，饱和磁化强度就会下降。

在上述通式(2)中，β过小时，不能充分地提高饱和磁化强度的效果及/或提高各向异性磁场效果。当β过大时，在六方晶体铁氧体中Co不能够替换固溶性。此外，即使在Co能够替换固溶性的范围内，各向异性常数(K₁)和各向异性磁场(H_A)的劣化也会变大。

在上述通式(2)中，γ过小时，由于增加了含有Sr和La的非磁性相，饱和磁化强度就会变低。当γ过大时，由于增加了α-Fe₂O₃相或含Co的非磁性尖晶石铁氧体相，饱和磁化强度就会变低。

永久磁铁3能够按以下方式来进行制造。

作为原料粉末，称出Fe₂O₃粉末、SrCo₃粉末、Co₂O₄粉末、CoO粉末及La₂O₃粉末的量，使其符合上述通式(2)，预烧结混合后的混合物。例如，在空气中，在1000～1350℃下进行1秒钟～10小时预烧结，特别地，也可进行1秒钟～3小时。

预烧结体一般为颗粒状，为了粉碎或碾碎它们，首先，优选进行干式粗粉碎。在干式粗粉碎中，将晶格变形导入铁氧体粒子中，也具有减小矫顽力的效果。由于矫顽力降低，因此就抑制了粒子的凝聚，并提高分散性。此外，由于抑制粒子的凝聚，因此提高了取向度。导入粒子中的晶格变形，在后面的烧结工序被释放，由于矫顽力恢复，就能够成为永久磁铁。再有，在干式粉碎时，通常，添加SiO₂、利用焙烧成为CaO的CaCO₃。也可在预烧结前添加一部分SiO₂及CaCO₃。杂质及添加的Si和Ca，对大部分粒界和三重点部分进行分凝，一部分还进入粒子内的铁氧体部分(主相)。特别是Ca，进入Sr部位的可能性很高。

干式粗粉碎之后，调制含有铁氧体粒子和水的粉碎用浆料，优选使用此进行湿式粉碎。

湿式粉碎之后，浓缩粉碎用浆料，并调制成型用浆料。也可利用离心分离和过滤挤压等来进行浓缩。

虽然成型既可用干式也可用湿式，但为了提高取向度，优选进行湿式成型。

在湿式成型工序中，使用成型用浆料，进行磁场中成型。成型压力可设为0.1～0.5ton/cm²左右，施加磁场可设为5～15k0e左右。在湿式成型中，既可使用非水系的弥散媒介，也可使用水系的弥散媒介。在使用非水系弥散媒介的情况下，在甲苯和二甲苯这样的有机溶媒中，例如添加油酸这样的界面活性剂，作为弥散媒介。通过使用这种弥散媒介，即使在使用难于分散的亚微米尺寸的铁氧体粒子的情况下，也能够获得最高98％左右的高磁取向度。另一方面，作为水系的弥散媒介，也可使用在水中添加各种界面活性剂的弥散媒介。

成型工序之后，在大气或氮中利用100～500℃的温度热处理成型体，充分分解去除添加的分散剂。接着，在烧结工序中，例如在大气中，优选1150～1270℃、更优选1160～1240℃的温度下，0.5～3小时左右下烧结成型体，获得各向异性的铁氧体。

由如上所述所获得的永久磁铁3，就能够获得所谓残留磁通密度(Br)大于等于4.2kG，矫顽力(HcJ)大于等于4.1k0e，最大能量积(BH)max大于等于4.7MGOe的特性。

(温度特性)

本发明将上述说明的石榴石型铁氧体材料1的饱和磁化强度的温度特性和永久磁铁3的饱和磁化强度的温度特性(以下称单一温度特性)的关系最佳化。根据图3说明最佳化的具体内容。图3用以25℃中的饱和磁化强度为1的相对值来表示对隔离器10施加直流磁场的、在本发明中使用的永久磁铁3、已有的石榴石型铁氧体材料(已有材料)及本发明中使用的石榴石型铁氧体材料1的饱和磁化强度的温度特性的曲线图。

对于永久磁铁3的温度特性，已有的石榴石型铁氧体材料的温度特性曲线在整个温度区斜率大。相对于此，本发明中使用的石榴石型铁氧体材料1，从低温到常温虽然比铁氧体磁铁的温度特性曲线的斜率小，但从常温到高温斜率变大。即，设石榴石型铁氧体材料1的低温的饱和磁化强度为S11，常温中的饱和磁化强度为S12、高温中的饱和磁化强度为S13、设永久磁铁3的低温中的饱和磁化强度为S21、常温中的饱和磁化强度为S22、高温中的饱和磁化强度为S23时，具有以下关系：

|(S12-S11)/(T2-T1)|<|(S22-S21)/(T2-T1)|、

|(S13-S12)/(T3-T2)|>|(S23-S22)/(T3-T2)|。

如此，根据本发明，包含：永久磁铁3的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料1的温度特性曲线的斜率还大的第一区域，和永久磁铁3的温度特性曲线的斜率比石榴石型铁氧体材料1的温度特性曲线的斜率还小的第二区域。再有，第二区域存在于温度比第一区域更高的高温侧，并且，第一区域和第二区域在常温附近连续。

根据图3，已有石榴石型铁氧体材料中，从低温(-35℃)到高温(85℃)温度上升的同时，按比永久磁铁3大的比率减少饱和磁化强度。因此，若在此温度范围，无论哪个区域，温度上升的同时，隔离器10的中心频率向上方移动(参照图4)。

于是，对于根据本发明的石榴石型铁氧体材料1，更详细地观察在整个温度区域中，按比已有的石榴石型铁氧体材料更接近永久磁铁3的特性的比率减少饱和磁化强度时，从低温(-35℃)到常温(25℃)的饱和磁化强度减少的斜率比永久磁铁3更小。为此，此温度区域中，隔离器10的中心频率，在温度上升的同时，移动到下方(参照图5)。当时，从常温(25℃)到高温(85℃)，本发明的石榴石型铁氧体材料1的饱和磁化强度按比铁氧体磁铁的慢慢变大的斜率开始下降。为此，在常温(25℃)以上的温度区域中，相反地，在温度上升的同时，隔离器10的中心频率也开始慢慢地移动到上方(参照图5)。因此，由本发明的隔离器10的温度变化引起的中心频率的变动范围，在整个使用温度区域，能够降低到例如1/4以下。再有，由于本发明的石榴石型铁氧体材料1，在原有使用温度中的温度特性的斜率接近永久磁铁3的温度特性的斜率，每1℃的频率变化比已有的石榴石型铁氧体材料1小。此外，本发明的石榴石型铁氧体材料1，由于在常温(25℃)附近，温度特性的斜率与永久磁铁3逆转，在从常温(25℃)到高温(85℃)、从常温(25℃)到低温(-35℃)，都以常温(25℃)为基准，中心频率按相同方向变化(参照图5)。

如上所述，通过选择石榴石型铁氧体材料及永久磁铁，就能够获得所谓的-35℃～85℃的中心频率的温度变化小于等于0.01％/℃的优良的温度特性的不可逆电路元件。并且，此不可逆电路元件，由于以石榴石型铁氧体材料作为上述的组分，就能够减少磁共振吸收半值幅度(ΔH)及介质损失(tanδ)的值。

(实施例1)

下面，根据具体的实施例来说明本发明。

作为原材料，使用纯度大于等于99.9％的Y₂O₃粉末、Fe₂O₃粉末、Gd₂O₃粉末、In₂O₃粉末、V₂O₅粉末、CaCo₃粉末。称量这些粉末使烧结体的最终组分成为表1、表2所示的组分，并利用球磨机等进行湿式混合烘干。将此混合物在1100℃下进行4小时预烧结后，再次利用球磨机进行湿式粉碎烘干。对获得的预烧结粉末进行造粒并成型为用于测量各材料特性的试验样品形状，，在1450～1500℃下进行6小时焙烧，获得石榴石型铁氧体材料。

接着，按以下要领制作本实施例的永久磁铁。

作为原材料，制备Fe₂O₃粉末、SrCo₃粉末、Co₃O₄粉末和CoO粉末的混合物、La₂O₃粉末，进行配合使组分成为(Sr_0.81La_0.19)(Fe_11.82Co_0.18)₁O₁₉。并且，对上述原料分别添加、混合0.2重量％的SiO₂粉末及0.15％重量的CaCo₃粉末。利用湿式超微磨碎机(アトライタ—)对所获得的混合物进行2小时粉碎，经干燥所有颗粒之后，在空气中在1200℃下进行3小时预烧结，得到颗粒状的预烧结体。

对于预烧结体，添加0.4重量％的SiO₂粉末及1.25％重量的CaCo₃粉末，利用干式棒磨机，进行粉碎直到预烧结体的相对表面成为7m²/g。

接着，使用二甲苯作为非水系溶剂，使用油酸作为界面活性剂，在球磨机中湿式粉碎预烧结体粉末。对预烧结体粉末添加1.3重量％的甲酸。浆料中的预烧结体粉末为33重量％。进行粉碎直到相对表面积为8～9m²/g。

接着，利用离心分离器，调整粉碎浆料，使浆料中的预烧结体粉末的浓度约为85％重量。一边从此浆料中去除溶剂，一边在约13kG高度方向磁场中，成型为直径30mm、高度15mm的原柱状。成型压力为0.4ton/cm²。

接着，在100～300℃下热处理所获得的成型体，充分去除草酸后，在空气中，升温速度为5℃/分钟，进行保持1小时1200℃的焙烧，得到铁氧体永久磁铁。

测量上述得到的石榴石型铁氧体材料的介质损失(tanδ)及磁共振吸收半值幅度(ΔH)。介质损失(tanδ)的测量，是对直径1mm、长度30mm的圆柱试验样品，使用TM₀₁₀空腔谐振器的振动法及利用10GHz来进行的测量。磁共振吸收半值幅度(ΔH)的测量，是对直径1mm的球状试验样品，使用TE₁₀₄空腔谐振器及利用10GHz来进行的测量。

此外，使用上述石榴石型铁氧体材料和上述铁氧体永久磁铁来制作实施方式所示的隔离器，按照插入损失及温度变化来测量中心频率的变动。制作出的隔离器是4mm四方(口)，以在900MHz带下使用为前提。此外，基于温度变化的中心频率的变动，测量常温(25℃)、高温(85℃)及低温(-35℃)下的VSWR(Voltae Standing Wave Ratio：电压驻波比)，求出基于温度变化的中心频率的变动(Δf1、Δf2、Δf)。其结果示于表1及表2。此外，在图4、图5中示出基于使用试验样品No.21(比较例)、试验样品No.7(本发明)的石榴石型铁氧体材料的隔离器的温度变化的中心频率的变动的测量结果。

按照表1、表2，表明在本发明的实施例的磁性材料中，具有与比较例(*)同等的介质损失(tanδ)及磁共振吸收半值幅度(ΔH)。

接着，说明中心频率的变动。在此，在表1及表2，Δf1是中心频率随温度从低温(-35℃)到常温(25℃)变动的变动值，Δf2是频率随温度从常温(25℃)到高温(85℃)变动的变动值。此外，Δf1的正·负，以低温(-35℃)的中心频率为基准，常温(25℃)的中心频率增大时表示为正数，减少时表示为负数。Δf2的正·负，以常温(25℃)的中心频率为基准，高温(85℃)的中心频率增大时表示为正数，减少时表示为负数。

参照表2及图4，试验样品No.21的隔离器，Δf1为12MHz、Δf2为12MHz，在温度从低温(-35℃)到高温(85℃)变动的过程中，中心频率变动24MHz(Δf)。相对于此，参照表1及图5，试验样品No.7的隔离器，Δf1为-5MHz、Δf2为4MHz，表明Δf1和Δf2符号不同。此时，中心频率，从低温(-35℃)到常温(25℃)，向频率变低侧移动之后，从常温(25℃)到高温(85℃)，向频率变高侧移动，其结果，温度从低温(-35℃)到高温(85℃)变动的过程中的中心频率变动宽度为5MHz时，被控制在低的值。再有，表1、表2中的Δf，温度从低温(-35℃)到高温(85℃)变动时的中心频率的最小值和最大值之差用绝对值来表示。

在试验样品No.7、试验样品No.21以外的表1及表2的试验样品No.的隔离器中，也与试验样品No.7一样，中心频率在从低温(-35℃)到常温(25℃)，向频率变低侧移动之后，在从常温(25℃)到高温(85℃)，向频率变高侧移动。并且，这些隔离器的Δf最大为10.5MHz，为试验样品No.21的隔离器的1/2以下(小于等于)。

此外，相对于试验样品No.21的隔离器的中心频率的温度特性约为0.02％/℃，试验样品No.7的隔离器的中心频率的温度特性约为0.004％/℃，试验样品No.9的隔离器的中心频率的温度特性约为0.01％/℃，表明根据本发明提高了隔离器的中心频率的温度特性曲线。

Claims

1、一种不可逆电路元件，其特征在于，包括石榴石型铁氧体材料和对上述石榴石型铁氧体材料施加直流磁场的永久磁铁，

当上述石榴石型铁氧体材料在温度T1下的饱和磁化强度为S11、在温度T2下的饱和磁化强度为S12、在温度T3下的饱和磁化强度为S13，且上述永久磁铁在温度T1下的饱和磁化强度为S21、在温度T2下的饱和磁化强度为S22、在温度T3下的饱和磁化强度为S23时，其中，T1<T2<T3，饱和磁化强度S11、S12、S13、S21、S22、S23是在温度T2下的饱和磁化强度为1时的相对值，具有以下关系：

|(S12-S11)/(T2-T1)|<|(S22-S21)/(T2-T1)|；

|(S13-S12)/(T3-T2)|>|(S23-S22)/(T3-T2)|；

上述石榴石型铁氧体材料具有用通式(1)

(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂表示的组分，其中，w、x、q、y、z分别为3.01≤w+x+q≤3.03、0.25≤x≤0.55、0.02≤y≤0.12、0<z≤0.15、1.8<q/z≤2.0；

上述永久磁铁具有用通式(2)(Sr_1-αLa_α)(Fe_12-βCo_β)_γO₁₉表示的组分，其中，0.1≤α≤0.4、0.1≤β≤0.4、0.8≤γ≤1.1。

2、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，T1＝-35℃、T2＝25℃、T3＝85℃。

3、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，温度T1～T3下的中心频率的温度特性小于等于0.01％/℃。

4、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，以在温度T3下的中心频率为基准，将比该基准还高的频率设为正数，将比该基准还低的频率设为负数时，则在温度T2下的中心频率为负数，在温度T1下的中心频率为正数。

5、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，以在温度T1下的中心频率为基准，将比该基准还高的频率设为正数，将比该基准还低的频率设为负数时，则在温度T2下的中心频率为负数。

6、根据权利要求1或5所述的不可逆电路元件，其特征在于，以在温度T2下的中心频率为基准，将比该基准还高的频率设为正数，将比该基准还低的频率设为负数时，则在温度T3下的中心频率为正数。

7、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，上述x满足：0.3≤x≤0.5。

8、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，上述y满足：0.03≤y≤0.10。

9、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，上述z满足：0.02≤z≤0.12。

10、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，上述不可逆电路元件是隔离器。