CN1371241A - 电磁波吸收剂及生产用于该电磁波吸收剂的磁粉的方法 - Google Patents

Abstract

利用电镀模型M制备磁粉4,该模型是由对应于磁粉4的形状的电极区域10和围绕该电极区域10周围的绝缘区域的图案构成的,通过电镀法在电极区域选择性地沉积磁性材料薄膜40,然后从电镀模型上剥离该薄膜40。将该粉末中或粉末间平面形状和直径规则的或者平均晶粒直径为100nm或更小的扁平状磁粉4充分地分散于作为粘合剂的绝缘树脂中。

Description

电磁波吸收剂及生产用于该电磁波吸收剂的磁粉的方法

                        发明背景

本发明涉及电磁波吸收剂，其中磁粉分散于作为粘合剂的绝缘树脂中，以及生产用于该电磁波吸收剂的磁粉的方法。

为了使电子机械或通讯设备的功能稳定，利用电磁波吸收剂来吸收设备外部的外干扰或或从其内部漏出的电磁波，以防止电磁波噪声或干扰。

相关技术的电磁波吸收剂包括无规则磁粉，如尖晶石或六角形铁氧体烧结物，其分散于作为粘合剂的绝缘树脂中。

电磁波吸收剂的主要应用包括使用准微波到微波频段的移动通讯设备和其他设备，如便携式电话或PHS(个人手提电话系统)或设备的外壳。

在电磁波吸收剂中，材料的吸收电磁波特性的参数包括在高频率中的复数介电常数和复数磁导率，并且在使用磁粉的电磁波吸收剂中，磁损耗部分μ″作为复数磁导率μ＝μ′-jμ″的虚数部在电磁波吸收特性中发挥一定作用。

一般来说，尖晶石型铁氧体基的材料具有具有如图4A所示的复数磁导率。就是说，当频率f增加一定的数值时，此时几乎为常数的磁导率μ的实数部μ′迅速下降，并且μ″在共振频率fr高于μ′的频率范围内取得最大值。该μ″的最大值越大，产生的能耗就越大，也就具有良好的电磁吸收特性。

但是，从图4B可以看出，尖晶石型铁氧体基材料的共振频率越高(铁氧体A＜铁氧体B＜铁氧体C)，μ″的最大值就越小。因此，在高频率特别是在如GHz的范围，不能获得高的磁导率，所以不能期待良好的电磁波吸收效果。

这两条以相同点划线表示的称作“snoek临界线”，而且在公式(1)中共振频率和磁导率的乘积为常数。[公式1]： $\mathrm{fr}({\mathrm{\μ}}^{\′}-1)=\frac{\mathrm{\γ}\·I_S}{3\mathrm{\π}{\mathrm{\μ}}_0}---\left(1\right)$

(在该公式中，fr为共振频率，μ′为实数部，γ为旋磁常数，μ_o为真空磁导率，而I_S表示饱和磁化强度。)

相反，由于六角形铁氧体烧结物具有小的平面内磁各向异性，所以磁导率大。此外，各向异性能量在平面正交的方向指向磁化强度的异向能量是大的。因此，共振存在比尖晶石铁氧体烧结物高的频率。

换句话说，在六角形铁氧体烧结物中，共振频率和磁导率的乘积用公式(2)表示。[公式2]： $\mathrm{fr}({\mathrm{\μ}}^{\′}-1)=\frac{\mathrm{\γ}\·I_S}{3\mathrm{\π}{\mathrm{\μ}}_0}\sqrt{\frac{H_{A2}}{H_{A1}}}---\left(2\right)$

(在该公式中，fr为共振频率，μ′为实数部，γ为旋磁常数，μ_o为真空磁导率，I_S为饱和磁化强度，H_A1为指示磁矩在平面内方向的磁各向异性，而H_A2为指示磁矩在平面正交方向的磁各向异性。)由于公式中H_A2/H_A1为1或更大，所以可以保持高磁导率，直至高频率波段超过“snoek临界线”。

然而，由于六角形铁氧体的饱和磁化强度为0.5T左右，所以限制了上述的作用。

因此，认为包含厚度约皮肤深度且纵横比(直径/厚度)为10或更高的扁平状金属软磁性材料的磁粉具有大的磁损耗部分μ″，其表现出良好的电磁波吸收作用。然而，在目前的情况下，即使是使用扁平的磁粉，也不总是能够获得具有充分吸收作用的电磁波吸收剂。

因此，在相关的现有技术中，对高电磁波吸收作用的需要是通过增加磁粉在电磁波吸收剂中的比例来满足的。然而，已知的电磁波吸收剂没有考虑到最新的需要，即依据进一步增强和提高的设备输出而更充分地吸收特定频段的电磁波。

“皮肤深度”的厚度由下面的式(3)来表示

[公式3]

(ρ：电阻率，μ：磁导率，f：频率)

随着磁粉在电磁波吸收剂中的比例的增加，作为粘合剂的树脂的比例就相对地降低，使得电磁波吸收剂的强度和可成型性变差。所以，增加磁粉比例的方法受到限制。

为了解决上述问题，本发明人对磁粉的形状和结构进行了分析，并发现了下面的事实。

现有的扁平磁粉一般是这样制备的，即利用球磨机将通过雾化法制备的球形原粉末机械破碎、拉伸和撕裂。在该方法中，即使将球形原粉末调整到几乎同样的尺寸，在所制备的磁粉中也存在大的尺寸和形状分散，因为在后续的破碎、拉伸和撕裂的处理中施加于每一粉末上的强度是不同的。因此，该磁粉较相关的磁粉具有大的平面形状和厚度分散性。此外，即使对磁粉的尺寸进行分级并在一定范围进行调整，平面形状和厚度的分散性也是大的，且每一磁粉的任意部分的厚度也是不规则的。因此，如果分散性大，那么就需要对磁粉之间的频率特性进行标准化。换句话说，频率特性不具有特定频率的尖锐峰，但是具有跨越很宽频段的宽频分布。所以，磁粉在该特定频率的吸收作用降低了。此外，当磁粉分散于树脂中时，因其形状的不规则而产生空间浪费。因此，已知的磁粉不能获得高的电磁波吸收作用。

当考虑磁粉的结构时，Ni-Fe合金在金属软磁性材料中具有最优异的软磁特性。当该合金在室温非平衡条件下为固体溶液时，具有最高的软磁特性。然而，由于在Ni-Fe合金中具有低软磁性的金属间化合物Ni₃Fe在室温下处于不平衡状态，相关现有技术的经溶解和冷却处理的扁平状磁粉具有包括金属间化合物的结构。因此，因为这种结构也不能获得高的电磁波吸收作用。

另一方面，为了解决上述问题，JP-A-2001-60790建议使用具有圆形平面和均匀厚度的圆盘状磁粉。尽管该出版物中详细地描述了原理，但是在该一般包含金属软磁性材料的圆盘状磁粉中，H_A2/H_A1的比例较现有的情况大，这里H_A1为指示磁矩在平面内方向的磁各向异性，而H_A2为指示磁矩在平面正交方向的磁各向异性。此外，金属软磁性材料的饱和磁化度大大地高于六角形铁氧体。因此，可以想象圆盘状的磁粉比现有的磁粉具有更高的磁导率频率范围。

然而，如该出版物中描述的那样，通过水雾化法形成的球形原粉末借助于球磨机经机械破碎、拉伸和撕裂处理而成为扁平状的磁粉，而且尽管该球形原粉末被调整到几乎一样的颗粒尺寸，但是由于在后续的破碎、拉伸和撕裂处理中施加于每一原粉末上的强度不同，所以在所制备的磁粉中仍存在大的尺寸或形状分散。

因此，尽管在一定的范围对磁粉的尺寸进行分级和调整，但是该磁粉较其它磁粉仍具有大的平面形状和厚度分散性，甚至在同种粉末的内部也是不规的。如果分散性大，那么就需要对磁粉之间的频率特性进行标准化。换句话说，频率特性对于特定的频率没有尖锐的峰，但是具有跨越很宽频段的宽频分布。此外，由于形状不规则，当该磁粉分散于树脂中时，从空间因素来看，它们的应用是有问题的。因此，已知的扁平状磁粉不能获得高的电磁波吸收作用。

从磁粉的结构来看，称作坡莫合金的Ni-Fe合金在金属软磁材料中具有最优异的软磁特性。当该合金在室温和非平衡条件下为固体溶液时具有最高的软磁特性。但是，在Ni-Fe合金中，由于在室温和平衡状态下存在具有低软磁性的金属间化合物Ni₃Fe，所以经溶解和冷却处理的常规磁粉具有包括金属间化合物的结构。因此，从结构上来看，也不能获得高的电磁波吸收作用。

在上述出版物中，研究了冲压或蚀刻磁薄膜的方法，所述磁薄膜是通过气相生长法如真空蒸发或溅射法形成的，具有所需的尺寸或形状。依据该方法，设想可以制备各磁粉之间的平面形状被调整并且各磁粉及每一磁粉内部之间厚度均匀的磁粉。

然而，从磁粉的结构来看，如果磁粉是冲压的，那么磁粉中仍就存在处理的结构。如果磁粉是蚀刻的，那么磁粉中仍就存在侵蚀的结构。正因如此。导致磁粉内部的结构混乱，并且软磁性能降低。因此，不能获得高的电磁波吸收作用。

如果磁材料薄膜是利用掩膜图案通过气相生长法预先形成图案，那么结构混乱问题就解决了。

然而，如此形成图案的薄膜倾向于越接近掩膜图案中心厚度越大且越接近掩膜图案(mask pattern)四周厚度越小。因此，各磁粉的厚度是不规则的，并且电磁波吸收作用降低。

此外，通过气相生长法形成的薄膜难于同模型分离。因而，薄膜在分离时由于应力作用而易于变形或损坏。更进一步地，如果导致频率性能的分散的因变形或损坏而造成的灰尘混入粉末中，则对特定频率电磁波的吸收作用降低得更多。

而且，无论是冲压或蚀刻由气相生长法形成的薄膜，还是利用掩膜图案形成图案时，所生产的磁粉的产率为所使用的原料的30％左右。此外，用于气相生长法中的初始设备费用是相当昂贵的。因此，存在生产成本包括初始成本高的问题。

                        发明概述

本发明的目的是提供一种电磁波吸收剂及制备用于该电磁波吸收剂的磁粉的方法，该吸收剂包括在高频段如GHz范围具有高磁导率的磁粉，其对特定频率波段的电磁波的选择性、有效性和集中性的吸收具有优异的效果。

本发明人对磁粉进行了深入的研究。结果发现，磁粉应当如此制备，即通过电镀法利用由对应于磁粉形状的电极区域和围绕该电极区域外围的绝缘区域形成图案的电镀模型，在电极区域选择性地沉积磁性薄膜，并剥离该通过电镀法沉积的磁性材料薄膜。这样，本发明人就完成了本发明。

也就是说，上述的目的可以通过一种电磁波吸收剂来实现，该电磁波吸收剂包含：作为粘合剂的绝缘树脂；及分散于该绝缘树脂中的多种磁粉，该磁粉的各粉末之间的平面形状是规则的，且各粉末之间及一种磁粉内部的厚度是规则的。

该磁粉是通过制备电镀模型而制备的，该电镀模型是由对应于磁粉形状的电极区域和围绕该电极区域外围的绝缘区域形成的，其具有对应于磁粉形状的平面形状，通过电镀法利用电镀模型同时以该电极区域为阴极在阴极区域中选择性地沉积磁性薄膜，以及将该薄膜从电镀模型上剥离。

用于本发明电磁波吸收剂中的磁粉通过上述的电镀法以如此的方式将粉末之间制成整齐的平面形状，致使所形成的磁粉在平面形状上对应于电镀模型的电极区域的形状。例如，在粉末之间平面形状区域可控制在±10％分散性的范围内。磁粉的平面形状并不受限于特定的形状。优选该形状为没有角的圆形或椭圆形，因为这种形状通过磁化作用分布将抗磁作用限制为最小，并通过形状的各向异性限制磁共振频率的分散性。

此外，依据电镀法在电极区域上沉积的磁材料薄膜的厚度几乎是均匀的。而且，在电镀法中，通过适当的条件如电流通过时间、电流密度和其它条件，可以严格地控制磁性材料薄膜的厚度为预定的厚度。因此，用本发明的方法能够控制每一磁粉的厚度为预定厚度的±15％范围内。同样地，可以控制每一磁粉的任意部分的厚度为预定厚度的±10％范围内。这种控制可以通过本发明所使用的电镀法来实现。

通过电镀法形成的薄膜较之于气相生长法所形成的薄膜更容易从电镀模型上剥离。因此，该薄膜更难变形和损坏。正因如此，该磁粉可以具有在特定频率具有尖锐峰的频率特性，并且在将磁粉分散于树脂中时，不产生空间浪费。

另一方面，从结构上看，通过电镀法形成的磁性材料薄膜为固体溶液状态，具有上述最高的软磁性，如果其为Ni-Fe合金。此外，由于它是预先成型的，所以其结构经过冲压或蚀刻作用也不混乱。

因此，使用该磁粉的本发明的电磁波吸收剂与相关现有技术相比在特定频段对电磁波具有优异的选择性的、有效性的和强烈的吸收作用。

为了提高Ni-Fe合金的磁导率，在Ni-Fe合金中Ni和Fe为固体溶液。此外，应列举的是金属结构没有晶格缺陷如内应力。

因此，本发明人对通过电镀法生产的磁粉的热处理进行了研究，以减少晶格缺陷并获得较高的磁导率。通过改变热处理温度条件进行实验，然而，结果与假定相反，热处理的温度越高，高频段的磁导率越低。

据发现，当在300℃或更高温度下进行热处理时，晶粒生长成粗大的晶粒。就是说，在没有进行热处理情况下，形成磁粉的金属软磁性材料的平均晶粒直径为100nm或更小。当将该金属软磁性材料在300℃下加热60分钟时，晶粒变得粗大直至直径为约300nm。当将该金属软磁性材料在600℃下加热60分钟时，晶粒变得粗大直至直径为约2800nm。

从这些事实可以看出，在扁平状磁粉中，金属软磁性材料的平均晶粒直径越小，所能产生的磁损耗部分μ″越大。

因此，本发明人的考虑如下。如JP-A-2001-60790中所示，如果H_A2/H_A1具有较大的值，那么在高频段μ″就变高。

由于H_A2是由磁粉的形状决定的，为了在目前的情况下进一步提高相同形状磁粉在高频段的μ″减小指示平面内磁矩方向的磁各向异性H_A1就足够了。

对于包含金属软磁性材料的扁平状的磁粉，使晶粒变得更细小，降低晶粒直径，以便减小H_A1，即晶体的磁各向异性。

如果使晶粒细小，则晶界的体积百分数变高，使晶体排列无序。

因此，晶体的磁各向异性整体减小，且H_A2/H_A1具有比目前大的值，从而使μ″在高频段变高。

本发明人进一步研究了平均的晶粒直径范围，结果发现，平均晶粒直径为100μm或更低是充分的。

因此，本发明的电磁波吸收剂包括作为粘合剂的绝缘材料和磁粉，该磁粉充分分散于所述绝缘树脂中。该磁粉具有100nm或更小的平均晶粒直径。

如果考虑改变磁粉的加热历程，例如，在加热下熔化和混合磁粉与树脂以生产电磁波吸收剂时，及通过热成型使所制备的电磁波吸收剂形成所需形状时，晶粒直径的平均值被定义为将磁粉分散于树脂而制备电磁波吸收剂之后即刻的平均晶粒直径。

                        附图简述

图1A～1F分别示出制备电镀模型和利用该模型生产本发明磁粉的方法的横断面图；

图2示出了实施例和对比例中所制备的电磁波吸收剂的频率与磁损耗部分μ″之间的关系的曲线图；

图3示出了由实施例和对比例3中所制备的电磁波吸收材料所制成的薄片的频率与磁损耗部分μ″之间的关系的曲线图；

图4A示出了常规尖晶石型铁氧体基材料中频率与复数磁导率μ之间的关系的曲线图；和

图4B示出了尖晶石型铁氧体基材料的电磁波吸收特性变化的曲线图。

                    优选实施方案详述

本发明实施方案阐述如下。[磁粉]

实施方案中使用的磁粉是利用电镀模型通过电镀法在电极区域中选择性地沉积磁性薄膜，并从该电镀模型上剥离该磁性材料薄膜来制备的。该电镀模型是由对应于磁粉平面形状的电极区域和围绕该电极区域四周的绝缘区域的图案构成的。这样，该磁粉的各粉末之间具有规则的平面形状，各磁粉末之间及每一粉末内部具有规则的厚度。如上所述，该磁粉还具有优异的结构特性。

作为形成磁粉的磁材料，存在多种能够通过电镀法形成薄膜的金属软磁性材料。

在金属软磁性材料中，Ni-Fe合金具有优异的软磁特性，并优选用于本发明。特别优选具有15～55重量％Fe的Ni-Fe用于本发明。此外，更优选使用铁为17～23重量％，能够格外降低晶体磁各向异性常数K的Ni-Fe合金。在Ni-Fe合金中的Fe含量可以通过调节电镀法的电镀液中的Ni和Fe的离子比例来调整。根据该调节方法，如果不同地改变合金的组成，那么就能够确定任选的晶体磁各向异性常数K的值。因此，也就能够将要吸收的电磁波频率转变成所需要的值。

还可以适当地测定磁粉的平面形状、厚度和纵横比对目标吸收电磁波的频率的响应。然而，优选该磁粉的平面形状为不具拐角的圆形或椭圆形或者正多边形，以便将因磁化分布而导致的抗磁性磁场的影响限制为最小并限制因形状各向异性而导致磁共振频率的分散。此外，特别优选的平面形状为圆形。

磁粉的厚度优选低于根据电导率，磁导率和频率的皮肤深度。从空间上来看，该厚度超过皮肤深度对于吸收电磁波是没有用的。皮肤深度与σ/(μ·f)成比例(在公式中，σ为电导率，μ为磁导率和f为频率)。参照公式(3)，当频率f为1[GHz]时，本发明的“皮肤深度”的厚度变成1μm(ρ＝1×10^-7[Ωm]，μ_r＝30)。μ_r为相对磁导率并由下面的式(4)来表示：

                μ_r＝μ/(4π·10^-7)      (4)

该磁粉的纵横比优选为10～200。如果纵横比小于10，增加H_A2的效果或许不充分。此外，如果纵横比大于200，磁粉的直径加大以至降低了本为金属的电阻，因而容易反射电磁波。因此，对电磁波的吸收效率可能降低。

本文中所说的“直径”是指其为圆形平面的圆盘形磁粉时的圆的直径，以及其为非圆平面如椭圆、正多边形平面的磁粉时，该直径被定义为面积与该平面形状的面积相同的圆的直径。

优选该磁粉的平均晶粒直径为100nm或更小。其原因如上所述。[磁粉的制备]

为了通过电镀法生产磁粉，首先通过光刻工艺经下列步骤制备电镀模型。该电镀模型是由对应于磁粉平面形状的电极区域和围绕该电极区域四周的绝缘区域的图案构成的。

首先，如图1A所示，在金属基材1的表面上形成抗蚀层2。抗蚀层2的抗蚀材料包括阳性和阴性的抗蚀材料，它们中每一种都可以使用。阳性抗蚀材料的被紫外线照射的部分通过显影剂而溶解，并且剩余部分是不溶解的。与之相反，阴性抗蚀材料的被紫外线照射的部分变硬并且不能通过显影剂而溶解，而剩余的部分是溶解的。在本实施例中，使用阳性抗蚀材料。

其次，如图1B所示，将具有对应于上述电极区域和绝缘区域图案的光掩膜3以这样的方式沉积在抗蚀层2上，致使其与抗蚀剂层2的预定部分重叠。然后将光辐射hv如紫外线通过光掩膜3照射在抗蚀层2上。在该实施例的情况下，由于抗蚀剂层2是由阳性抗蚀材料形成的，所以使用这样的光掩膜3，即对应于电极区域的部分是光透明的而对应于其周围的绝缘区域的其它部分是光屏蔽的。此外，为了避免因光散射而使图案眼花缭乱，所以使用平行光线作为光辐射hv。

如果抗蚀层2被显影剂展开，那么该抗蚀层2上响应光掩膜3形状的部分，即光线选择性照射过的抗蚀材料被显影剂溶解并除去。因此，金属基材1表面中对应于光线选择性照射过的抗蚀层2的部分暴露出来。如图1C所示，该暴露出来的金属基材1的部分即为对应于磁粉平面形状的电极区域10(图中的形状为圆形)。剩下未溶解的抗蚀剂层2的表面为围绕该电极区域10周围的绝缘区域20。因此，制成了电镀模型M。

在电镀模型M中，电极区域10的形状通过上述的光刻工艺以很高的精度确定。因此，要生产的磁粉的平面形状可以在很高的精度下进行调整。

电镀模型M的金属基材1可由多种金属构成。优选用稳定的，防止所形成薄膜容易分离并防止电极区域10被电镀液腐蚀的金属形成金属基材1，该金属响应要电镀到电极区域10上的磁性材料的种类和电镀液的组分。如果可能，优选使用离子化倾向比电镀磁性材料元素小的金属形成该金属基材。

在金属基材1的表面上，为了容易从模型上剥离薄膜，可以形成脱模层。该脱模层包括，例如，氧化的薄膜，金属化合物薄膜，或者石墨粉涂敷的薄膜。此外，也可以采用轧制并经热处理的金属所形成的惰性薄膜作为脱模层。如果需要，该惰性薄膜可以通过化学或电化学方法形成脱模层。作为惰性薄膜的实例，可以采用三唑基化合物薄膜作为电铸造的药剂。

电镀模型M的金属基材1与电源的阴极(未示出)相连，而反电极(未示出)与电源的阳极相连。电镀模型M和反电极浸入为形成上述磁性材料薄膜而制备的电镀液中，电镀就完成了。

然后，如图1D所示，将Ni-Fe合金磁性材料选择性地沉积到电镀模型M的电极区域10中，而精细的薄膜40就按电极区域10的形状大量地形成。

从图1E可以看出，抗蚀层2被除去。可以使用苛性苏打、丙酮等除去抗蚀层，但这取决于抗蚀材料的类型。

如图1F所示，薄膜40可以用如旋转刷(未示出)擦去，或者应用橡胶辊从金属基材1的表面除去。这样就制得大量精细的磁性粉末4。

在另一种情况下，包括金属软磁性材料的磁性粉末为上述的扁平状的。而且，其平均晶粒直径为100nm或更小。

将平均晶粒直径限制在上述范围的原因如前面所述的那样。为了增加电磁波吸收剂在高频段的μ″，平均晶粒直径优选为50nm或更小。

此外，平均晶粒直径优选为10nm或更大。如果其小于该范围，则磁粉在与树脂混合时是易碎的和可破裂的。

优选磁粉形成具有如圆形、椭圆形或正多边形等平面形状的扁平状。适宜的尺寸即厚度或纵横比如上所述。

作为形成磁粉的金属软磁性材料的实例为

(a)Ni、Fe或Co中的任何一种，或者

(b)两种或多种金属的合金，该金属至少包括所述金属中的一种。而且，作为(b)的合金，如仅包括Ni、Fe或Co中的两种或三种的合金，及包括Ni、Fe或Co和其它金属中的1至3种。

特别地，Ni-Fe合金在金属软磁性材料种具有最优异的软磁特性，并且优选用于本发明。

优选使用包括15～55重量％Fe的Ni-Fe合金。而且，这种包括17～23重量％Fe的Ni-Fe合金在它们之间是最适用的，因为它由于金属结构的原因而使晶体磁各向异性常数K降低。[磁粉的制备]

优选通过上述的电镀法制备磁粉。

磁粉是利用电镀模型来制备的，该电镀模型是由对应于磁粉形状的电极区域和围绕该电极区域周围的绝缘区域的图案构成的，通过具有阴极电极区域的电镀法将磁性材料薄膜选择性地沉积在所述电极区域中，然后将该薄膜从电镀模型上剥离。

此时，如果向电镀液中提供有机添加剂以控制晶粒尺寸，则能够在上述范围内调整平均晶粒直径。

就是说，将有机添加剂在通过电镀沉积薄膜的反应期间溶解并吸附在晶体生长点上，由此该有机添加剂限制晶粒进一步生长，因而可以降低晶粒直径。

作为这种有机添加剂，在已知的电镀中存在使镀膜有效增亮的第一增亮剂和第二增亮剂。

第一增亮剂包括其结构中具有＝C-SO₂-的有机化合物，并且为磺酸、磺酸盐、亚磺酸、氨磺酰和磺酰亚胺的形式，特别适用的是1，5-萘二磺酸钠，1，3，6-萘三磺酸钠，糖精(邻磺酰苯甲酰亚胺)和对甲苯磺酰亚胺。

第二增亮剂包括例如2-丁炔-1，4-二醇，炔丙基醇，邻吡喃酮，乙烯氰醇。

这些试剂可以单独使用也可以两种或多种共同使用。仅在用于增亮时才优选一起使用第一和第二增亮剂，但是如本发明那样用于控制晶粒直径时，可以使用它们中任意一种、两种或多种。

当提供有机添加剂时，磁粉包括来源于所述添加剂的元素，如P、S、C和其它元素。但是，这不可能对磁特性造成很大损失，因为其总量约0.5重量％。

对于磁粉是由两种或多种金属的合金构成的情况，如果沉积两种或多种金属，则平均晶粒直径可以控制在所述的范围内。例如，Ni-Fe合金是典型的实例。

此外，对于合金的另一实例，不仅可以使用包括Ni、Fe或Co中两种或三种金属的合金如Ni-Fe合金，而且可以使用包括Ni、Fe或Co和其它金属中1至3种的合金来制备。但是对于这种情况，从磁粉的磁性来看，优选除Ni、Fe和Co之外的其它金属。

在电镀法中，容易制备平均晶粒直径为100nm或更小的扁平状磁粉。

但是，磁粉的制备不仅限于电镀法。

在目前的情况下，一般经常通过颗粒精制法(冷轧或迅速固化)制备晶粒直径1μm左右甚至更小的磁粉。但近年来，已研究了多种技术以精制晶粒。如果这些技术中存在一些可以应用于扁平状磁粉，则也只能获得较小的效果。

通过水雾化器将球状粉末变形为扁平状而能够得到的磁粉的平均晶粒直径为200～500nm。该尺寸不是太细小，但是在未来如果开发了精制这些的晶粒的技术，则可以期望改善高频。

而且，在真空蒸发和溅射处理的气相生长法中，据说加快蒸发速度或者冷却蒸发始于磁粉的薄膜的基底，可以精制晶粒至某种程度。因此，如果使用将晶粒控制在上述范围内的技术，则可期望获得类似的效果。[树脂]

所有起粘合剂功能的绝缘性树脂均是可使用的树脂，其与上述任何磁粉一起包括在电磁波吸收材料中。考虑到作为粘合剂的功能，特别是使吸收电磁波的材料形成各种形状组合的绝缘性和可成型性，例如优选列举苯乙烯基树脂如丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)和丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚酯基树脂，如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂；烯烃基树脂，如聚碳酸酯树脂，聚乙烯，聚丙烯和氯化聚乙烯；纤维素基树脂；聚氯乙烯基树脂；及热塑性树脂，如聚乙烯醇缩丁醛树脂。[电磁波吸收剂]

电磁波吸收剂是通过将磁粉分散在树脂中而制备的。

具体地，通过例如挤出机将磁粉和树脂以预定的比例混合，加热至树脂软化或熔化，捏合，由此形成所需形状。如此即制得电磁波吸收剂。

在捏合和成型中，为了防止晶粒因加热历程而增大，优选在高于树脂软化或熔化温度但又较低的温度下进行短时间的操作。作为其具体条件，由于晶粒加热300℃×60分钟迅速长大，所以优选捏合温度为200℃或更低，而捏合时间优选为60分钟或更短。

此外，为了挤出成型，优选在挤出机中于上述条件下进行挤出，然后立即进行挤出成型。

在如此制备的电磁波吸收剂中，磁粉的空间因子优选为15～50体积％。

如果小于15体积％，不可能获得充分的电磁波吸收效果。反之，如果大于50体积％，作为粘合剂的树脂的比例相对降低，而电磁波吸收剂的强低和可成型性可能降低。

下面，将利用非限定性实施例和对比例对本发明的实施方案进行说明。<电镀模型的制备>

通过上述使用光刻工艺的制备方法处理作为金属基材1的不锈钢薄板，并按图1所示制备包括圆形电极区域10的电镀模型M。

在不锈钢薄板的一面涂敷3μm或更厚的阳性抗蚀材料，以形成抗蚀层2。然后，该抗蚀层2通过光掩膜3暴光于紫外线，并通过该抗蚀材料专用的显影剂展开。通过这种展开，制得具有很多对应于磁粉形状的电极区域10和围绕该电极区域10的绝缘区域20的电镀模型M。电极区域10为暴露的金属基材1的表面，其为直径20μm的圆。绝缘区域20为没有除去的剩下的抗蚀层表面。<磁粉的制备>

利用电镀模型M通过下列方法大量制备圆盘形的Ni-Fe合金粉末作为磁粉4。

制备下述的电镀液组合物。

    (组分)                             (密度)

    硫酸镍六水合物                     100g/L

    氯化镍六水合物                     60g/L

    硼酸                               30g/L

    硫酸亚铁(II)七水合物               8g/L

    葡萄糖酸钠                         20g/L

    糖精                               4g/L

将上述电镀液倒入电镀槽中，并将pH调节至3浴温调节到60℃，将电镀模型M和反电极浸入以氮气鼓泡的电镀液中。对于反电极，可以使用装填了镍和铁废弃物(tips)的钛制阳极壳。

电镀在10A/dm²的电流密度下进行，而作为磁性材料薄膜40，Ni-Fe合金薄膜形成于电镀模型M的电极区域10的表面上。

随后，从电镀槽中取出电镀模型M，用丙酮洗涤以除去抗蚀层2，由此在电极区域10上形成薄膜40。将薄膜40剥离，从而得到作为磁粉4的Ni-Fe合金粉末。

所回收的Ni-Fe合金粉末为直径20μm厚度0.5μm对应于电极区域10的平面形状的圆盘，并且具有规则的平面形状和厚度。该合金组合物具有20重量％的Fe含量，0.02重量％的S含量和0.01重量％的C含量。<电磁波吸收剂>

将磁粉和作为树脂的氯化聚乙烯混合，致使磁粉的空间因子为35体积％，熔化并在150℃混合30分钟，然后立即挤出形成2mm厚的薄板。

将所制备的薄板中包含的磁粉取出并通过扫描电子显微镜和迁移电子显微镜进行观察，确认平均晶粒直径为30nm。对比例1

利用atoliter将通过雾化法制备的包括20重量％Fe的Ni-Fe合金粉末机械地研磨、拉伸和撕裂，以得到直径5～100μm(平均直径：20μm)厚度0.5μm的扁平薄片状磁粉。

除使用上述磁粉外，按与实施例1类似的方式通过挤出成型制备厚度2mm的薄板。对比例2

以Fe含量为20重量％的Ni-Fe合金为目标，在基材上形成0.5μm的Ni-Fe合金薄膜。然后，在该薄膜表面上形成抗蚀层，很多直径20μm的圆经模制形成掩模图案，并通过蚀刻从Ni-Fe合金薄膜上除去不需要的部分。使薄膜与基材分离，即制得直径20μm厚度0.5μm的磁粉，而产品的直径和厚度都是均匀的。

除使用上述磁粉外，按与实施例1类似的方式通过挤出成型制备厚度2mm的薄板。

通过扫描电子显微镜或迁移电子显微镜观察从所制备的薄板中取出的磁粉，结果平均晶粒直径为1.0μm。

利用网络分析器通过同轴波导法(coaxial wave guide process)测量实施例1以及对比例1和2中没有获得的频率与薄板磁损耗μ″之间的相互关系。结果示于图2中。

从图中可以看出，与对比例1和2相比，实施例具有尖锐的特定频率吸收峰。因此，实施例1具有大的该峰的磁损耗μ″和良好的电磁波吸收。对比例3

将实施例1的磁粉在300℃热处理60分钟，以按与实施例1相同的方式制备2mm厚的薄板。

将该薄板中包含的磁粉取出并通过扫描电子显微镜和迁移电子显微镜进行观察，确认平均晶粒直径为320nm。

利用网络分析器通过同轴波导法测量频率与实施例1和对比例3中获得的薄板的磁损耗μ″之间的相互关系。结果示于图3中。

从图中可以确认，对于特定的频率来说，实施例1的μ″峰比对比例3的大1.5倍，并导致良好的电磁波吸收。

Claims (27)

1.一种电磁波吸收剂，其包含：

可按粘合剂操作的绝缘树脂；和

多种分散于该绝缘树脂中的磁粉，该磁粉基本上具有预定的平面形状和预定的厚度。

2.权利要求1的电磁波吸收剂，其中每种磁粉都包含Fe含量为15～55重量％的Ni-Fe合金。

3.权利要求2的电磁波吸收剂，其中每种磁粉都包含Fe含量为17～23重量％的Ni-Fe合金。

4.权利要求1的电磁波吸收剂，其中每种磁粉的厚度都在预定厚度的±15％离差的范围内进行调整。

5.权利要求1的电磁波吸收剂，其中每种磁粉任意部分的厚度都在预定厚度的±10％离差的范围内进行调整。

6.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉的平面形状的面积在±10％离差之间的范围内进行调整。

7.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉包含金属软磁性材料。

8.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉的平面形状为圆形。

9.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉的平面形状为椭圆形。

10.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该电磁波吸收剂中的磁粉的空间因子在15～40体积％的范围内。

11.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉的平均晶粒直径为100nm或更小。

12.权利要求1的电磁波吸收剂，其中每种磁粉均为扁平状的。

13.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由Ni、Fe和Co中的任何一种金属以及P、S和C中的至少一种构成的。

14.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由两种或多种金属的合金以及P、S和C中的至少一种构成的，所述的金属包括Ni、Fe和Co中的至少一种。

15.权利要求1的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由两种或多种金属的合金通过电镀法同时形成的，所述的金属包括Ni、Fe和Co中的至少一种。

16.一种制备用于电磁波吸收剂的磁粉的方法，其中该磁粉分散在绝缘树脂中，该方法包括下列步骤：

制备电镀模型，该模型是由对应于预定磁粉平面形状的电极区域和围绕该电极区域周围的绝缘区域构成的；

利用该电镀模型通过电镀法在电极区域沉积薄膜，其中该电极区域为阴极；及

从电镀模型上剥离该磁性薄膜获得磁粉。

17.权利要求16的制备用于电磁波吸收剂的磁粉的方法，其中该方法进一步包括下列步骤：

将所获得的磁粉分散到绝缘树脂中并混合；及

挤出所混合的绝缘树脂和磁粉。

18.权利要求16的制备用于电磁波吸收剂的磁粉的方法，其中该方法进一步包括下列步骤：

将有机添加剂添加到电镀磁粉所使用的电镀液中，以控制磁性薄膜中晶粒的尺寸。

19.权利要求16的制备磁粉的方法，其中每种磁粉都包含金属软磁性材料。

20.一种电磁波吸收剂，其包含：

可按粘合剂操作的绝缘树脂；及

多种分散于该绝缘树脂中的磁粉，该磁粉具有预定的平面形状和预定的厚度，

该电磁波吸收剂是通过包括下列步骤的方法制备的：

制备电镀模型，该模型是由对应于预定磁粉平面形状的电极区域和围绕该电极区域周围的绝缘区域构成的；

利用该电镀模型通过电镀法在电极区域沉积薄膜，其中该电极区域为阴极；及

从电镀模型上剥离该磁性薄膜获得磁粉。

21.权利要求20的电磁波吸收剂，其中所述的方法进一步包括下列步骤：

将所获得的磁粉分散到绝缘树脂中并混合；及

挤出所混合的绝缘树脂和磁粉。

22.权利要求20的电磁波吸收剂，其中所述的方法进一步包括下列步骤：

将有机添加剂添加到电镀磁粉所使用的电镀液中，以控制磁性薄膜中晶粒的尺寸。

23.权利要求20的电磁波吸收剂，其中每种磁粉都包含金属软磁性材料。

24.权利要求20的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由Ni、Fe和Co中的任何一种金属以及P、S和C中的至少一种构成的。

25.权利要求20的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由两种或多种金属的合金以及P、S和C中的至少一种构成的，所述的金属包括Ni、Fe和Co中的至少一种。

26.权利要求20的电磁波吸收剂，其中该磁粉是由两种或多种金属的合金通过电镀法同时形成的，所述的金属包括Ni、Fe和Co中的至少一种。

27.权利要求20的电磁波吸收剂，其中每种磁粉都包含Fe含量为15～55重量％的Ni-Fe合金。

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