DE60201699T2

DE60201699T2 - Kompositpartikeln auf weichmagnetischen hexagonalen Ferrit-Basis, Benutzung von einem Grünling darfür und Sinterkeramik auf diesen Ferrit-Basis

Info

Publication number: DE60201699T2
Application number: DE60201699T
Authority: DE
Inventors: Yoji Hiroshima-shi Okano; Takayuki Hiroshima-shi Yoshida; Norio Hiroshima-shi Sugita
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: TW587257B; KR20020079484A; DE60201699D1; CN1380663A; KR100794066B1; EP1249847A2; EP1249847A3; US20030148147A1; US6623879B2; CN1212627C; EP1249847B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel und eine Grünfolie, bei der sie verwendet werden, und magnetisch weiche, hexagonale gesinterte Ferritkeramik.
Wie es gut bekannt ist, zeigen magnetisch weiche, kubische Spinellferrit-Sinterkeramiken einen hohen Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz und sie wurden daher als Impedanzelemente für die Schwächung von Geräuschen innerhalb eines Frequenzbereiches von mehreren hundert MHz, bedingt durch den magnetischen Verlust davon, der in einem solchen Frequenzbereich auftritt, oder als elektromagnetische Wellenabsorber für die Absorption elektromagnetischer Wellen verwendet.
Zusätzlich zeigen die magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken einen konstanten realen Teil der Permeabilität innerhalb eines Frequenzbereichs von niedriger Frequenz bis zu mehreren zehn MHz und sie wurden daher vielfach als Induktorelemente, bedingt durch ihre hohe Induktivität, verwendet.
Bei der derzeitigen Entwicklung und dem Fortschritt mobiler Kommunikationssysteme, wie tragbare Telefone und PHS, wie auch von Hochgeschwindigkeits-Digitalvorrichtungen für die Verwendung in Innenräumen, wie drahtloses LAN, Personalcomputer und Spielvorrichtungen, hat man schnell versucht, bei diesen Vorrichtungen Signale anzuwenden, die einen Frequenzbereich von mehreren hundert MHz besitzen. Jedoch hat die Verwendung solcher Signalfrequenzen in diesen Vorrichtungen ein signifikantes Problem verursacht, da Geräusche nah an mehreren GHz als harmonische Oberschwingungen davon entstehen. Es besteht daher ein starker Bedarf für Impedanzelemente und elektromagnetische Wellen mit höherem Frequenzbereich nahe mehreren GHz, ohne nachteiligen Einfluss auf Signale von elektromagnetischen Wellen mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz. Um diesen Erfordernissen zu genügen ist es erforderlich, nicht nur den Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz zu erniedrigen, sondern ebenfalls den Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich nahe mehreren GHz zu erhöhen.
Damit man Frequenzen von mehreren hundert MHz als Signale verwenden kann, ist es erforderlich, ein Induktorelement zur Verfügung zu stellen, das eine konstante hohe Induktivität in einem Frequenzbereich von niedriger Frequenz bis mehreren hunderten MHz zeigt. Zur Erfüllung dieser Forderung ist es ebenfalls erforderlich, dass der reale Teil der Permeabilität des Induktorelements im Wesentlichen konstant gehalten wird, ohne Erniedrigung in einem Frequenzbereich von niedriger Frequenz bis zu mehreren hundert MHz.
Es ist jedoch bekannt, dass magnetisch weiche, kubische Spinellferrit-Sinterkeramiken eine sogenannte Snoek's-Grenze besitzen, so dass es nicht möglich ist, den Imaginärteil der Permeabilität davon in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz zu verringern. Wenn daher die bekannten magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken als Impe danzelemente oder als elektromagnetische Wellenabsorber in elektronischen Vorrichtungen unter Verwendung von Signalen mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz verwendet werden, tritt die Schwierigkeit auf, dass Signalfrequenzen von mehreren hundert MHz, die für den Betrieb der elektronischen Vorrichtung erforderlich sind, nachteilig abgeschwächt oder absorbiert werden wegen des magnetischen Verlusts davon.
Ebenfalls wird der reale Teil der Permeabilität der bekannten Sinterkeramiken in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz gemäß der Snoek's-Grenze verringert. Als Ergebnis tritt die Schwierigkeit auf, dass Induktorelemente unter Verwendung bekannter magnetisch weicher, kubischer Spinellferrit-Sinterkeramiken bei elektronischen Vorrichtungen nicht verwendbar sind, bei denen Signale mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz verwendet werden.
Andererseits wurden magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit einer Kristallstruktur von Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs vorgeschlagen, die einen kleinen Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz und einen großen Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich nahe mehreren GHz, überschreitend die Snoek's-Grenze, besitzen. Wenn spezifisch solche magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken als Impedanzelemente oder elektromagnetische Wellenabsorber verwendet werden, ist es möglich, Signale zu verwenden, die einen Frequenzbereich von mehreren hundert MHz besitzen, und man nimmt ebenfalls an, dass Geräusche nahe mehreren hundert MHz, die als harmonische Oberschwingung dieser Signalfrequenzen gebildet werden, abgeschwächt und absorbiert werden.
Es wurden weiterhin magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken vorgeschlagen, die den realen Teil der Permeabilität davon im Wesentlichen in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz ohne Erniedrigung konstant halten. Wenn nämlich die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken als Induktorelemente verwendet werden, ist es möglich, Signale mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz zu verwenden.
Jedoch besitzen die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken einen solchen Nachteil, dass die Sinterdichte davon niedrig ist, wie etwa 4,9 × 10³ kg/m³ höchstens, wobei die Sinterkeramiken praktisch nicht verwendetbar sind. Hinsichtlich dieser Tatsache wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2001-39718 beschrieben, dass "hexagonale Ferrite eine niedrige Sinterdichte besitzen, trotz der ausgezeichneten Permeabilität in einem höheren Frequenzbereich, was eine ungenügende mechanische Festigkeit der erhaltenen Sinterkeramiken ergibt und dass es daher schwierig ist, hexagonalen Ferrit als Oberflächenaufbauteile elektronischer Vorrichtungen zu verwenden".
Da die magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken, die derzeit verwendet werden, eine Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³ besitzen, besteht ein starker Bedarf, dass die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken ebenfalls eine hohe Sinterdichte besitzen, die im Wesentlichen identisch ist mit der von magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken. Die Sinterdichte und die Permeabilität der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken besitzen eine spezifische enge Beziehung zueinander. Wenn daher die Sinterdichte niedriger wird, kann es schwierig sein, eine gute Permeabilität zu erhalten, die den magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken inhärent ist.
Zusätzlich besitzen die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken einen solchen Nachteil, dass der spezifische Durchgangswiderstand davon so niedrig ist wie höchstens 1 × 10⁵ Ωm, was eine fehlerhafte Isolierung ergibt. Diesbezüglich beschreibt die japanische Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 2001-39718, dass „hexagonales Ferrit ... Da das hexagonale Ferrit im Vergleich zu Spinellferrit einen niedrigen spezifischen Widerstand hat, kann es erforderlich sein, ausreichende Maßnahmen zur Isolierung bei der Herstellung von Spulen zu ergreifen, was in einem aufwändigen Produktionsverfahren resultiert".
Da die magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken (Sinterkeramiken auf Ni-Zn-Basis), die derzeit verwendet werden, einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁶ Ωm oder höher haben, wurde von den magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken verlangt, dass sie im Wesentlichen denselben hohen spezifischen Volumenwiderstand wie die magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken haben.
Außerdem wird von magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken verlangt, dass sie nicht nur erhöhte Sinterdichte und einen erhöhten spezifischen Volumenwiderstand haben, sondern auch einen kleinen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz und einen großen Imaginärteil der Permeabilität bei einer Frequenz nahe mehreren GHz aufweisen, um so Impedanzelemente und Absorber für elektromagnetische Wellen zu erhalten, die fähig sind, Geräusche und elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich in der Nähe von mehreren GHz abzuschwächen und zu absorbieren, ohne Signale und elektromagnetische Wellen mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz stören, wie es oben beschreiben wurde.
Um Induktorelemente zu erhalten, die auf einen Frequenzbereich bis zu mehreren hundert MHz anwendbar sind, wurde zusätzlich zu der erhöhten Sinterdichte und dem erhöhten spezifischen Volumenwiderstand verlangt, dass die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken einen konstanten realen Teil der Permeabilität in einem Frequenzbereich von niedriger Frequenz bis mehreren hundert MHz ohne Verringerung besitzen.
Bekannterweise wurden verschiedene Verfahren zur Verbesserung der Sinterdichte und des spezifischen Durchgangswiderstands von magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken vorgeschlagen. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 10-92624 (1998) werden magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken, umfassend SiO₂ und PbO, mit einer Sinterdichte von 4,6 × 10³ bis 4,9 × 10³ kg/m³ und einem spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 10⁴ Ωm beschrieben.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 9-110432 (1997) werden magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken, die SiO₂ und CaO enthalten und eine Sinterdichte von 4,6 × 10³ bis 5,3 × 10³ kg/m³ und einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1 × 10⁵ bis 1 × 10⁶ Ωm besitzen, beschrieben.
In der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2001-39718 werden ebenfalls magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken, die Mn₃O₄, Bi₂O₃ und CuO enthalten, beschrieben.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2001-15913 wird ein Verfahren beschrieben zur Herstellung eines laminierten Chip-Elements durch integrale Laminierung einer Folie oder einer Paste für eine magnetische Schicht, hergestellt aus einem magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit mit einer Hauptphase des Ferrits des Z-Typs, enthaltend mindestens ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Borsilicatglas, Zinkborsilicatglas, CuO und Bi₂O₃, auf einer Ag oder Ag-Legierungspaste für die innere Elektrode, und dann Sintern des entstehenden laminierten Körpers bei einer Temperatur nicht über der Schmelztemperatur von Ag oder der Ag-Legierung, d. h. einer Temperatur von nicht mehr als 960°C.
Derzeit besteht ein starker Bedarf für die Schaffung von magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, nicht nur mit hoher Sinterdichte und hohem spezifischen Durchgangswiderstand, sondern ebenfalls mit solchen Frequenzeigenschaften, dass der Imaginärteil der Permeabilität davon ausreichend klein ist in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz und größer bei einer Frequenz nahe mehreren GHz, wobei der reale Teil der Permeabilität im Wesentlichen in dem Frequenzbereich von niedriger Frequenz mit mehreren hundert MHz ohne Erniedrigung konstant gehalten wird. Jedoch wurden bis jetzt magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken, die diese Eigenschaften erfüllen, nicht erhalten.
D. h., gemäß der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 10-92624 (1998) sollten magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit sowohl einer hohen Sinterdichte als auch einem hohen spezifischen Durchgangswiderstand erhalten werden. Jedoch sind die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken in diesen Eigenschaften noch ungenügend. Zusätzlich müssen die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken sorgfältig gehandhabt werden, da in ihnen schädliches PbO enthalten ist.
Gemäß der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 9-110432 (1997) sollen magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit sowohl einer hohen Sinterdichte als auch einem hohen spezifischen Durchgangswiderstand erhalten werden. Jedoch sind die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken in diesen Eigenschaften nicht zufriedenstellend, insbesondere in ihrem spezifischen Durchgangswiderstand.
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2001-39718 beschrieben werden, besitzen eine verbesserte Sinterdichte und einen verbesserten spezifischen Durchgangswiderstand, wie auch Frequenzeigenschaften der Permeabilität davon. Jedoch zeigen die erhaltenen magnetisch wei chen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken keinen ausreichend kleinen Imaginärteil der Permeabilität in einem Frequenzbereich von mehreren hunderten MHz.
Zusätzlich können die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 2002-15913 beschrieben werden, bei einer Sintertemperatur, die so niedrig ist wie nicht mehr als 960°C, hergestellt werden, aber sie zeigen ebenfalls keinen ausreichenden spezifischen Durchgangswiderstand, wie es im folgenden Vergleichsbeispiel 11 beschrieben wird.
In der US-A-6 033 593 (nächster Stand der Technik) wird ein Balance-to-Unbalance (BALUN)-Transformer beschrieben, der Ferrit des hexagonalen Z-Typs enthält, umfassend BaCO₃-Teilchen oder ein Gemisch aus BaCO₃- und SrCO₃-Teilchen und von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen SiO₂-Teilchen. Der Ferrit des Z-Typ-hexagonalen Systems besitzt in der Ebene eine Anisotropie, eine hohe magnetische Permeabilität und eine Resonanzfrequenz über der Snake's-Grenzlinie.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel zur Verfügung zu stellen, die als Rohmaterial für die Herstellung von magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken verwendbar sind, die nicht nur eine hohe Sinterdichte und einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand zeigen, sondern ebenfalls solche Frequenzeigenschaften besitzen, dass der Imaginärteil der Permeabilität davon ausreichend klein ist, in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz liegt und groß wird bei einem Frequenzbereich nahe mehreren GHz.
Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zur Verfügung zu stellen, die nicht nur eine hohe Sinterdichte und einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand zeigen, die ebenfalls solche Frequenzeigenschaften besitzen, dass der Imaginärteil der Permeabilität davon ausreichend klein ist in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz und groß wird in einem Frequenzbereich nahe mehreren GHz.
Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Grünfolie zur Verfügung zu stellen, die die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel enthält und die als Rohmaterial für die Herstellung eines laminierten Chip-Elements verwendet wird.
Die Erfindung betrifft gemäß einer ersten Ausführungsform magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel, umfassend 100 Gew.-Teile magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, enthaltend als Hauptphase Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs, 0,3 bis 10 Gew.-Teile Bariumcarbonatpartikel, Strontiumcarbonatpartikel oder ein Gemisch davon, und 0,1 bis 5 Gew.-Teile Siliziumdioxidpartikel.
Die Erfindung betrifft gemäß einer zweiten Ausführungsform magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel, umfassend 100 Gew.-Teile magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, enthaltend als Hauptphase Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs, 0,3 bis 10 Gewichtsteile Bariumcarbonatpartikel, Strontiumcarbonatpartikel oder ein Gemsich davon, 0,1 bis 5 Gewichtsteile Siliziumdioxidpartikel, 1 bis 20 Gewichtsteile Wismutoxidpartikel und 0,3 bis 7 Gewichtsteile Kupferoxidpartikel.
Die Erfindung betrifft weiterhin:

– eine Grünfolie, umfassend die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der Erfindung und ein Bindemittel, wobei das Bindemittel bevorzugt in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel vorhanden ist, und gesinterte Keramik aus magnetisch weichem, hexagonalem Ferrit, die erhalten wird aus magnetisch weichem, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikeln gemäß der Erfindung, und die eine Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von nicht mehr als 1 hat.

Eine solche Keramik wird erhalten durch Herstellung eines Kompaktkörpers aus den magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikeln gemäß der Erfindung und dann Sintern des Kompaktkörpers oder durch Laminierung einer erfindungsgemäßen Grünfolie und dann Sintern des entstehenden Laminats.
In den beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine graphische Darstellung, wo die Frequenzeigenschaften der Permeabilität der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß Beispiel 1, dargestellt sind.
2 ist eine graphische Darstellung, wo die Frequenzeigenschaften der Permeabilität von bekannten magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß Vergleichsbeispiel 7, dargestellt sind.
3 ist eine graphische Darstellung, wo die Frequenzeigenschaften der Permeabilität von magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß Beispiel 2, dargestellt sind.
Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.
Zuerst werden die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel beschrieben.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel sind (1) Verbundpartikel, umfassend 100 Gew.-Teile magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase, von 0,3 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-Teile, Bariumcarbonatpartikel und/oder Strontiumcarbonatpartikel und von 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-Teile, Siliziumdioxidpartikel (erstes Merkmal), oder (2) Verbundpartikel, umfassend 100 Gew.-Teile magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase, und von 0,3 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 0,3 bis 7 Gew.-Teile, Bariumcarbonatpartikel und/oder Strontiumcarbonatpartikel, 0,1 bis 5 Gew.-Teile Siliziumdi oxidpartikel, von 1 bis 20 Gew.-Teile Wismutoxidpartikel und von 0,3 bis 7 Gew.-Teile Kupferoxidpartikel (zweites Merkmal).
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel enthalten Ferrit des Z-Typs als Hauptphase, besitzen eine Zusammensetzung, umfassend AO, worin A Ba, Sr oder BaSr bedeutet, in einer Menge von üblicherweise 15 bis 25 Mol-%, bevorzugt 16 bis 22 Mol-% (berechnet als Oxid), Me¹O, worin Me¹ Co und mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn, bedeutet, in einer Menge von üblicherweise 5 bis 15 Mol-%, bevorzugt 8 bis 14 Mol-% (berechnet als Oxid), mit der Maßgabe, dass der Co-Gehalt üblicherweise mindestens 30 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Me¹, beträgt, und Fe₂O₃ in einer Menge von üblicherweise 65 bis 75 Mol-%, bevorzugt 67 bis 73 Mol-%, berechnet als Oxid. Wenn die Zusammensetzung außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, besitzen die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel zusätzlich zu dem Ferrit des Y-Typs als Hauptphase eine große Menge an Ferrit des Y-Typs und Ferrit des W-Typs als Subphasen, wodurch die guten Frequenzeigenschaften der Permeabilität inhärent den Sinterkeramiken aus Ferrit des Z-Typs nicht vorhanden sind.
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, die Ferrit des Y-Typs als Hauptphase enthalten, besitzen eine Zusammensetzung, umfassend AO, worin A Ba, Sr oder BaSr bedeutet, in einer Menge von üblicherweise 10 bis 30 Mol-%, bevorzugt 13 bis 27 Mol-% (berechnet als Oxid), Me²O, worin Me² mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn, bedeutet, in einer Menge von üblicherweise 10 bis 30 Mol-%, bevorzugt 13 bis 27 Mol-% (berechnet als Oxid), und Fe₂O₃ in einer Menge von üblicherweise 55 bis 65 Mol-%, bevorzugt 57 bis 63 Mol-% (berechnet als Oxid). Wenn die Zusammensetzung außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, enthalten die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel zusätzlich zu der Hauptphase aus Ferrit des Y-Typs eine große Menge an Ferrit des Z-Typs und Ferrit des W-Typs als Subphasen, wodurch keine guten Frequenzeigenschaften der Permeabilität erhalten werden, inhärent zu den gesinterten Keramiken des Ferrits des Y-Typs.
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, die Ferrit des W-Typs als Hauptphase enthalten, besitzen eine Zusammensetzung, umfassend AO, worin A Ba, Sr oder Ba-Sr bedeutet, in einer Menge von üblicherweise 5 bis 14 Mol-%, bevorzugt 7 bis 13 Mol-% (berechnet als Oxid), Me¹O, worin Me¹ Co bedeutet, und mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn, in einer Menge von üblicherweise 10 bis 30 Mol-%, bevorzugt 13 bis 27 Mol-% (berechnet als Oxid), mit der Maßgabe, dass der Co-Gehalt üblicherweise mindestens 30 Mol-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge an Me¹, und Fe₂O₃ in einer Menge von üblicherweise 65 bis 80 Mol-%, bevorzugt 66 bis 77 Mol-% (berechnet als Oxid). Wenn die Zusammensetzung außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, zeigen die erhaltenen, magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel die Tendenz, zusätzlich zur Hauptphase aus Ferrit des W-Typs eine große Menge an Ferrit des Z-Typs und Ferrit des Y-Typs als Subphasen zu erhalten, wodurch sie keine gute Frequenzeigenschaften der Permeabilität, inhärent den gesinterten Keramiken des Ferrits des W-Typs, besitzen.
Die Struktur der Hauptphase der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel kann gemäß einem Röntgendiffraktionsverfahren bestimmt werden. Genauer gesagt wurde bestimmt, dass die Partikel, die die stärkste reflektierte Strahlungsintensität von der (1 0 16)-Ebene der Phase des Ferrits des Z-Typs zeigen, magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel sind, die Ferrit des Z-Typs als Hauptphase enthalten. Die Teilchen, die die stärkste reflektierte Strahlenintensität von der (1 0 13)-Ebene der Ferritphase des Y-Typs zeigen, sind magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, die Ferrit des Y-Typs als Hauptphase enthalten, und Teilchen, die die stärkste reflektierte Strahlenintensität von der (1 1 6)-Ebene der W-Typ-Ferritphase zeigen, sind magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel, die Ferrit des W-Typs als Hauptphase enthalten.
Die Menge an jeder Subphase, die in den magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikeln, die Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase enthalten, wird als relative Intensität berechnet, unter der Annahme, dass die stärkste reflektierte Strahlenintensität, bedingt durch die Hauptphase, 1 beträgt. Die gesamte relative Intensität der entsprechenden Subphasen beträgt bevorzugt nicht mehr als 0,7, bevorzugter nicht mehr als 0,65. Wenn die gesamte relative Intensität der Subphasen über dem oben spezifizierten Bereich liegt, kann es schwierig sein, Frequenzeigenschaften der Permeabilität, inhärent jeder Hauptphase, zu erhalten. Die untere Grenze der gesamten relativen Intensität der Subphasen ist 0.
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase enthalten, können hergestellt werden durch Vermischen von Oxiden, Carbonaten, Oxalaten, Hydroxiden, usw. der entsprechenden Elemente als Rohmaterialien in dem oben spezifizierten Mischverhältnis, Calcinieren des entstehenden Gemischs in Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 1.100 bis 1.300°C während 1 bis 20 Stunden gemäß einem üblichen Verfahren, und dann Pulverisierung des erhaltenen calcinierten Produkts. Die optimale Calcinierungstemperatur für die Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Ferrit des Z-Typs als Hauptphase enthalten, beträgt etwa 1.250°C, die optimale Calcinierungstempertur für die Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Ferrit des Y-Typs als Hauptphase enthalten, beträgt etwa 1.200°C, und die optimale Calcinierungstemperatur für die Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Ferrit des W-Typs als Hauptphase enthalten, beträgt etwa 1.250°C.
Die Bariumcarbonatpartikel oder die Strontiumcarbonatpartikel, die bei der vorliegenden Erfindung als Rohmaterial verwendet werden, besitzen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt 0,5 bis 50 μm, bevorzugter 0,5 bis 40 μm, und eine spezifische BET-Oberfläche von bevorzugt 0,1 bis 40 m²/g, bevorzugter 0,1 bis 30 m²/g.
Bei der Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der ersten Ausführungsform beträgt die zugemischte Menge an Bariumcarbonatpartikeln und/oder Strontiumcarbonatpartikeln üblicherweise 0,3 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugter 1 bis 7 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel. Wenn die Menge an Bariumcarbonatpartikeln und/oder Strontiumcarbonatpartikeln, die beigemischt wird, außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken herzustellen mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Bei der Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der zweiten Ausführungsform beträgt die Menge an Bariumcarbonatpartikeln und/oder Strontiumcarbonatpartikeln, die beigemischt wird, üblicherweise 0,3 bis 10 Gew.-Teile, bevorzugt 0,3 bis 7 Gew.-Teile, bevorzugter 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel. Wenn die Menge der Bariumcarbonatpartikel und/oder der Strontiumcarbonatpartikel, die beigemischt wird, außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken herzustellen, die eine Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³ besitzen, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Die Siliziumdioxidpartikel, die als Rohmaterial bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt 0,5 bis 50 μm, bevorzugter 1 bis 40 μm.
Bei der Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der ersten Ausführungsform beträgt die Menge an Siliziumdioxidpartikel, die beigemischt wird, üblicherweise 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugter 0,7 bis 4 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel.
Bei der Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der zweiten Ausführungsform beträgt die Menge der Siliziumdioxidpartikel, die beigemischt wird, üblicherweise 0,1 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1 bis 4 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel.
Wenn die Menge an Siliziumdioxidpartikeln, die beigemischt wird, weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm zu erhalten, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Weiter besitzen die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von nicht mehr als 1, was einen erhöhten magnetischen Verlust im Frequenzbereich von mehreren hundert MHz ergibt. Als Ergebnis kann es schwierig sein, Signale mit einem solchen Frequenzbereich bei den magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken zu verwenden. Wenn die Menge an Siliziumdioxidpartikeln, die beigemischt wird, mehr als 5 Gew.-% beträgt, kann es schwierig sein, obgleich der Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz weniger als 1 beträgt, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Die Wismutoxidpartikel, die beigemischt werden, besitzen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt 0,5 bis 30 μm, bevorzugter 0,5 bis 20 μm, und eine spezifische BET-Oberfläche von bevorzugt 0,1 bis 30 m²/g, bevorzugter 0,1 bis 20 m²/g.
Die Menge an Wismutpartikeln, die beigemischt wird, beträgt üblicherweise nicht mehr als 20 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugter 2 bis 17 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel.
Wenn die Menge an Wismutoxidpartikeln, die beigemischt wird, weniger als 1 Gew.-Teile beträgt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Wenn die Menge an Wismutoxidpartikeln, die beigemischt wird, mehr als 20 Gew.-Teile beträgt, werden sowohl der Imaginärteil als auch der reale Teil der Permeabilität klein, so dass die erhaltenen Sinterkeramiken die Funktionen, die für Impedanzelemente, elektromagnetische Wellenabsorber und Induktorelemente erforderlich sind, nicht zeigen.
Die Kupferoxidpartikel, die beigemischt werden, besitzen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt 0,1 bis 30 μm, bevorzugter 0,1 bis 20 μm, und eine spezifische BET-Oberfläche von bevorzugt 0,1 bis 30 m²/g, bevorzugter 0,1 bis 20 m²/g.
Die Menge an Kupferoxidpartikeln, die beigemischt wird, beträgt üblicherweise nicht mehr als 7 Gew.-Teile, bevorzugt 0,3 bis 7 Gew.-Teile, bevorzugter 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel.
Wenn die Menge an Kupferoxidpartikeln, die beigemischt wird, weniger als 0,3 Gew.-Teile beträgt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Wenn die Menge an Kupferoxidpartikeln, die beigemischt wird, mehr als 7 Gew.-Teile beträgt, sind sowohl der Imaginärteil als auch der reale Teil der Permeabilität klein, so dass die erhaltenen Sinterkeramiken die Funktionen nicht zeigen, die für Impedanzelemente, elektromagnetische Wellenabsorber und Induktorelemente gefordert werden. Weiter kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm zu erhalten, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.
Hinsichtlich des Mischverhältnisses zwischen den Wismutoxidpartikeln und den Kupferoxidpartikeln gilt, dass die Menge an Wismutoxidpartikeln üblicherweise 1,5 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugt 2,0 bis 18 Gew.-Teile, beträgt, bezogen auf 1 Gew.-Teil der Kupferoxidpartikel.
Wenn die Menge an Wismutoxidpartikeln geringer als 1,5 Gew.-Teile, bezogen auf 1 Gew.-Teil der Kupferoxidpartikel, ist, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.
Wenn die Menge an Wismutoxidpartikeln mehr als 20 Gew.-Teile, bezogen auf 1 Gew.-Teil der Kupferoxidpartikel, beträgt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, so dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit besitzen.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel besitzen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von bevorzugt 0,1 bis 30 μm, bevorzugter 0,1 bis 20 μm, und eine spezifische BET-Oberfläche von bevorzugt 0,1 bis 40 m²/g, bevorzugter 0,5 bis 40 m²/g. Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gilt, dass die Sättigungsmagnetisierung davon bevorzugt 20 bis 60 Am²/kg, bevorzugter 25 bis 55 Am²/kg, beträgt, und dass die Koerzitivkraft davon bevorzugt 0,50 bis 50 kA/m, bevorzugter 1,0 bis 30 kA/m, beträgt.
Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser und die spezifische BET-Oberfläche der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel außerhalb des obigen spezifizierten Bereichs liegen, ist es schwierig, die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel bei der Herstellung der im Folgenden erwähnten Grünfolie in einem Beschichtungsmaterial zu dispergieren, so dass die Sinterkeramiken, die unter Verwendung solcher Verbundpartikel erhalten werden, ungleichmäßige Eigenschaften besitzen.
Wenn die Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegen, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.
Als Nächstes wird die erfindungsgemäße Grünfolie näher beschrieben. Die beschriebene Grünfolie ist ein Rohmaterial, das zur Herstellung laminierter Chip-Elemente verwendet wird, und ist ein Folienmaterial, hergestellt durch Vermischen der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel mit einem Bindemittel, einem Weichmacher, einem Lösungsmittel und einem ähnlichen Stoff unter Bildung eines Beschichtungsmaterials, wobei das Beschichtungsmaterial zu einem Film mit einer Dicke von mehreren μm bis mehreren hundert μm verformt wird, und dann der entstehende Film getrocknet wird. Die so erhaltenen Grünfolien werden auf eine Elektrode laminiert, so dass die Elektrode dazwischen liegt, und das erhaltene Laminat wird gesintert, wobei ein laminiertes Chip-Element erhalten wird.
Die erfindungsgemäße Grünfolie umfasst 100 Gew.-Teile magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-Teile, bevorzugter 4 bis 15 Gew.-Teile, eines Bindemittels und bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-Teile, bevorzugter 2 bis 10 Gew.-Teile, Weichmacher. Die Grünfolie kann weiter ein Restlösungsmittel, bedingt durch das ungenügende Trocknen nach der Filmbildung, enthalten.
Beispiele für Bindemittel können umfassen Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureester, Polymethylmethacrylat, Vinylchlorid, Polymethacrylsäureester, Ethylcellulose, Abietinsäureharze oder ähnliche. Unter diesen Bindemitteln ist Polyvinylbutyral bevorzugt.
Wenn die Menge an Bindemittel, die beigemischt wird, weniger als 2 Gew.-Teile beträgt, ist die erhaltene Grünfolie spröde. Die obere Grenze an Bindemittel, die beigemischt wird, beträgt 20 Gew.-Teile, da eine solche Menge ausreicht, eine Grünfolie mit guter mechanischer Festigkeit zu erhalten.
Beispiele von Weichmachern können umfassen n-Butylbenzylphthalat, Dibutylphthalat, Dimethylphthalat, Polyethylenglykol, Phthalsäureester, Butylstearat, Methyladipat oder ähnliche. Unter diesen Weichmachern ist n-Butylbenzylphthalat bevorzugt.
Wenn die Menge an Weichmacher, die beigemischt wird, weniger als 0,5 Gew.-Teile beträgt, wird die erhaltene Grünfolie zu hart und erleidet Risse. Wenn die Menge an Weichmacher, die beigemischt wird, mehr als 15 Gew.-Teile beträgt, wird die erhaltene Grünfolie zu weich.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Grünfolie kann ein geeignetes Lösungsmittel in einer Menge von üblicherweise 20 bis 150 Gew.-Teilen, bevorzugt 30 bis 120 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase, verwendet werden. Wenn die Menge an Lösungsmittel, die verwendet wird, außerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, kann es schwierig sein, eine einheitliche Grünfolie zu erhalten, und die erhaltenen Sinterkeramiken besitzen ungleichmäßige Eigenschaften.
Beispiele von Lösungsmitteln, die für die Herstellung der Grünfolie verwendet werden können, können umfassen: Aceton, Ethylalkohol, Benzol, Butanol, Ethanol, Methylethylketon, Toluol, Propylalkohol oder ähnliche. Unter diesen Lösungsmitteln sind Methylethylketon und Toluol bevorzugt.
Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken bzw. die gesinterten Keramiken aus magnetisch weichem, hexagonalen Ferrit näher erläutert.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken besitzen im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung, wie oben beschrieben, für die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase. Wenn die Zusammensetzung der magnetisch weichen, hexagonalen Sinterkeramiken außerhalb des obigen spezifizierten Bereichs liegt, wird eine große Menge an Subphasen gebildet, wodurch die Frequenzeigenschaften der Permeabilität, die der Hauptphase inhärent sind, nicht erhalten werden.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken besitzen eine Sinterdichte von üblicherweise nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, bevorzugt 5,0 × 10³ bis 5,3 × 10³ kg/m³, und einen spezifischen Durchgangswiderstand von üblicherweise nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm, bevorzugt 1,0 × 10⁶ bis 5 × 10⁹ Ωm.
Wenn die Sinterdichte der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken weniger als 5,0 × 10³ kg/m³ beträgt, besitzen die erhaltenen Sinterkeramiken eine ungenügende mechanische Festigkeit. Obgleich die Sinterdichte bevorzugt so hoch wie möglich ist vom Standpunkt der guten mechanischen Festigkeit, beträgt die obere Grenze für die Sinterdichte 5,3 × 10³ kg/m³ unter Beachtung der gut ausgeglichenen Eigenschaften der erhaltenen Sinterkeramiken. Wenn der spezifische Durchgangswiderstand der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken weniger als 1 × 10⁶ Ωm beträgt, besitzen die erhaltenen Sinterkeramiken eine fehlerhafte Isolierung. Obgleich der spezifische Durchgangswiderstand bevorzugt so hoch wie möglich ist um eine fehlerhafte Isolierung zu vermeiden, beträgt die obere Grenze für den spezifischen Durchgangswiderstand 5 × 10⁹ Ωm im Hinblick auf die gut ausgeglichene Eigenschaften der erhaltenen Sinterkeramiken.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken besitzen einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von üblicherweise nicht mehr als 1, bevorzugt nicht mehr als 0,7, bevorzugter nicht mehr als 0,5. Zusätzlich zu dem Realteil der Permeabilität können die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken im Wesentlichen in dem Frequenzbereich von niedriger Frequenz bis mehreren hundert MHz ohne Erniedrigung konstant gehalten werden.
Die Frequenzeigenschaften der Permeabilität der erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken werden im Folgenden näher erläutert. Die Frequenzeigenschaften der Permeabilität der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß Beispiel 1, werden in der folgenden 1 gezeigt. In 1 bedeutet die dünne Linie die Änderung im realen Teil der Permeabilität (im Folgenden einfach als μ' bezeichnet), während die dicke Linie die Änderung im Imaginärteil der Permeabilität bedeutet (im Folgenden einfach als μ'' bezeichnet). Wie aus 1 folgt, wird μ' bei der niedrigen Frequenzseite konstant gehalten, und nach einem vorübergehenden Erhöhen ab etwa 300 MHz beginnt sie ab etwa 800 MHz abzunehmen und erreicht im Wesentlichen 1 bis etwa 5 GHz. Wohingegen μ'' im Wesentlichen null ist an der niedrigen Frequenzseite, beginnt sie sich bei etwa 300 MHz zu erhöhen, und nach dem Erreichen eines maximalen Werts bei einer Resonanzfrequenz (f_r = 1,4 GHz) nimmt sie allmählich auf der hohen Frequenzseite ab. Die Frequenzeigenschaften der Permeabilität der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß Beispiel 2, sind in 3 dargestellt. In 3 zeigt die dünne Linie die Änderung im realen Teil der Permeabilität (μ'), während die dicke Linie die Änderung in dem Imaginärteil der Permeabilität (μ'') zeigt. Wie aus 3 folgt, wird μ' bei der niedrigen Frequenzseite konstant gehalten, und nach einer zeitweiligen Erhöhung ab etwa 450 MHz beginnt es ab etwa 1,7 GHz abzunehmen und erreicht im Wesentlichen 1 bei etwa 10 GHz. Wohingegen μ'' im Wesentlichen 0 ist in einer niedrigen Frequenzseite, beginnt es sich ab etwa 450 MHz zu erhöhen, und nach dem Auftreten eines maximalen Wertes bei einer Resonanzfrequenz (f_r = 4,2 GHz) nimmt es allmählich auf der höheren Frequenzseite ab.
Andererseits sind die Frequenzeigenschaften der Permeabilität von bekannten magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken, erhalten gemäß dem folgenden Vergleichsbeispiel 7, in 2 dargestellt. Aus 2 folgt, dass nach einer zeitweiligen Erhöhung von etwa 15 MHz μ' ab etwa 50 MHz abnimmt und im Wesentlichen 1 bei mehreren GHz erreicht. Wohingegen μ'' sich zu erhöhen beginnt ab etwa 20 MHz, und nach dem Erreichen eines maximalen Werts bei einer Resonanzfrequenz (f_r = etwa 100 MHz) allmählich auf der höheren Frequenzseite abnimmt.
Es ist somit erkennbar, dass der Peak von μ'' der entsprechenden erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken sich in Richtung auf die hohe Frequenzseite ausgleicht, verglichen mit dem der bekannten magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken. Zusätzlich ist ebenfalls erkennbar, dass der Frequenzbereich, in dem μ' ohne Erniedrigung konstant gehalten wird, sich bis zur höheren Frequenzseite erstreckt.
Hier ist es wichtig, die Frequenzeigenschaften von μ'' entsprechend dem magnetischen Verlust zu beachten. Es soll bemerkt werden, dass Geräusche, die in einem solchen Frequenzbereich gebildet werden, bei dem μ'' groß gehalten wird, durch das Impedanzelement abgeschwächt werden. Genauer wird gefordert, dass μ' in einem solchen Frequenzbereich minimal gehalten wird, damit die beabsichtigten Signale, die einen Frequenzbereich von mehreren hundert MHz besitzen, durch die Sinterkeramiken ohne Abschwächung hindurchgehen. Zusätzlich ist es ebenfalls erforderlich, damit die Geräusche abgeschwächt werden, die als harmonische Oberschwingungen der Signale nahe mehreren GHz gebildet werden, die Frequenzeigenschaften der Permeabilität zu kontrollieren, so dass μ'' bei einer Frequenz nahe mehreren GHz erhöht wird, d. h., sich der Resonanzfrequenz von etwa mehreren GHz nähert.
Erfindungsgemäß kann, wie in den 1 und 3 dargestellt wird, μ'' bei 400 MHz auf nicht mehr als 1, bevorzugt nicht mehr als 0,7, noch bevorzugter nicht mehr als 0,5, kontrolliert werden, und die Resonanzfrequenz kann auf nicht weniger als mehrere GHz kontrolliert werden. Zusätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, μ'' bei der Resonanzfrequenz auf bevorzugt nicht weniger als 0,3 zu kontrollieren.
Es ist weiterhin wichtig zu bemerken, dass die Frequenzeigenschaften von μ' den Induktivitätskomponenten entsprechen. Damit das Induktorelement in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz betrieben werden kann, ist es erforderlich, dass μ' im Wesentlichen in dem Frequenzbereich ohne Erniedrigung konstant gehalten wird. Bei der vorliegenden Erfindung kann, wie es in den 1 und 3 dargestellt wird, die Frequenz, bei der μ' sich zu erniedrigen beginnt, auf mehrere hundert MHz kontrolliert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Werte des Imaginärteils (μ'') der Permeabilität, gemessen bei 400 MHz, bzw. die Resonanzfrequenz als Index verwendet, der die Größe des Imaginärteils der Permeabilität anzeigt. Die Frequenz, bei der sich der reale Teil (μ') der Permeabilität zu erniedrigen beginnt, wird als Index verwendet, der die obere Grenze des Frequenzbereichs anzeigt, wo der reale Teil der Permeablität konstant ohne Erniedrigung gehalten wird. Im Falle der bekannten magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken und der magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken beträgt μ'' bei 400 MHz mehr als 1, was einen großen magnetischen Verlust in dem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz mit sich bringt. Es war daher nicht möglich, Signale mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz durch Impedanzelemente zu leiten, die aus solchen Sinterkeramiken hergestellt sind.
Die Resonanzfrequenz beträgt bevorzugt nicht weniger als 1 GHz. Wenn die Resonanzfrequenz niedriger ist als 1 GHz, erhöht sich der Imaginärteil der Permeabilität, d. h. der magnetische Verlust, in einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz, was eine Abschwächung der Signale, die einen solchen Frequenzbereich besitzen, von mehreren hundert MHz ergibt.
Der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzfrequenz beträgt bevorzugt nicht weniger als 0,3. Wenn der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzsequenz weniger als 0,3 beträgt, kann es schwierig sein, die Geräusche nahe mehreren hundert GHz ausreichend zu verringern.
Die Frequenz, bei der der reale Teil der Permeabilität abzunehmen beginnt, beträgt bevorzugt nicht weniger als 500 MHz, bevorzugter nicht weniger als 700 MHz. Wenn die Frequenz weniger als 500 MHz beträgt, kann es schwierig sein, den realen Teil der Permeabilität konstant ohne Erniedrigung innerhalb eines Frequenzbereiches von niedriger Frequenz bis mehreren hundert MHz zu halten.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken können durch Verformen der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Metallform bei einem Druck von üblicherweise 0,3 × 10⁴ bis 3 × 10⁴ t/m² gemäß einem sogenannten Partikel-Druckverformungsverfahren, oder durch Laminierung von Grünfolien, enthaltend die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gemäß einem sogenannten Grünfolienverfahren und dann Sintern des erhaltenen Formprodukts oder des Laminats bei Temperaturen von üblicherweise 1.100 bis 1.3000°C während einer Zeit von üblicherweise 1 bis 20 Stunden, bevorzugt 2 bis 10 Stunden, hergestellt werden. Andere bekannte Verformungsverfahren können ebenfalls bei dem obigen Herstellungsverfahren verwendet werden, und unter diesen Verfahren sind das obige Partikel-Druckverformungsverfahren und das Grünfolienverfahren bevorzugt. Wenn die Sintertemperatur unter 1.100°C liegt, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, herzustellen. Selbst wenn die Sintertemperatur mehr als 1.300°C beträgt, ist es möglich, die gewünschten magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken herzustellen. Jedoch wird die obere Grenze der Sintertemperatur aus industriellen und ökonomischen Standpunkten bevorzugt auf 1300°C eingestellt.
Die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken können durch Verformen der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zwischen einer Metallform bei einem Druck von üblicherweise 0,3 × 10⁴ bis 3 × 10⁴ t/m² gemäß dem sogenannten Partikel-Druckverformungsverfahren oder durch Laminierung von Grünfolien, die die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten, gemäß einem sogenannten Grünfolienverfahren und dann Sintern des erhaltenen verformten Produkts oder Laminats bei einer Temperatur von üblicherweise 800 bis 960°C, bevorzugt 830 bis 930°C, während einer Zeit von üblicherweise 1 bis 20 Stunden, bevorzugt 1 bis 10 Stunden, hergestellt werden. Andere bekannte Verformungsverfahren können ebenfalls bei dem obigen Herstellungsverfahren verwendet werden. Unter diesen Verfahren sind das obige Partikel-Druckverformungsverfahren und das Grünfolienverfahren bevorzugt. Wenn die Sintertemperatur niedriger ist als 800°C, kann es schwierig sein, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken mit einer Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, was Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, zu erhalten. Da leitfähige Silbermaterialien, die bei der Herstellung der laminierten Chip-Elemente verwendet werden, einen Schmelzpunkt von 960°C besitzen, kann es schwierig sein, die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel und die leitfähigen Silbermaterialien bei einer Temperatur von höher als 960°C während der gleichen Zeit zu sintern.
Das Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel verwendet werden, die magnetisch weiche, hexagonale Ferritpartikel umfassen, enthaltend Ferrit des Z-Typs, Ferrit des Y-Typs oder Ferrit des W-Typs als Hauptphase, Bariumcarbonatpartikel und/oder Strontiumcarbonatpartikel und Siliziumdioxidpartikel bei einem spezifischen Mischverhältnis. Es ist so möglich, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken zu erhalten, die eine Sinterdichte von üblicherweise nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von üblicherweise nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von üblicherweise nicht weniger mehr als 1 besitzen.
Der Grund, warum die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine hohe Sinterdichte und einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand zeigen, liegt vermutlich auf der folgenden synergistischen Wirkung. D. h., das Sintern zwischen den Kristallkörnern kann durch die spezifischen Mengen von Bariumcarbonat usw., die vorab beigemischt werden, aktiviert werden, und die spezifische Menge an Siliziumdioxid, die vorab beigemischt wird, kann selektiv an der Korngrenze eingeführt werden, so dass sie als Grenzschicht wirkt und als Isolierschicht wirkt, so dass der spezifische Durchgangswiderstand der erhaltenen Sinterkeramiken verbessert werden kann.
Der Grund, weshalb die erfindungsgemäßen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von nicht mehr als 1 zeigen, wird wie folgt angenommen. D. h., das Siliziumdioxid, das selektiv an der Korngrenze eingeführt wird, unterbricht einen magnetischen Kreis, gebildet in den Sinterkeramiken, was die Bildung eines diamagnetischen Felds darin bewirkt. Das so gebildete diamagnetische Feld verschiebt die Resonanzfrequenz zu der hohen Frequenzseite.
Wenn so magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden, ist es möglich, magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken auf industriell wirtschaftlich nützliche Weise herzustellen, die eine hohe Sinterdichte und einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand zeigen, wie auch solche Frequenzeigenschaften, dass der Imaginärteil der Permeabilität ausreichend klein ist in dem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz und groß wird bei einem Frequenzbereich nahe mehreren GHz, während der reale Teil der Permeabilität im Wesentlichen konstant bleibt in einem Frequenzbereich von niedriger Frequenz bis mehreren hundert MHz ohne Erniedrigung.
Wenn die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden, ist es möglich, bei einer Temperatur, die so niedrig ist, wie nicht höher als 960°C, zu sintern.
Daher können die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken auf geeignete Weise als Rohmaterialien für Impedanzelemente, mit denen die Geräusche nahe mehreren GHz abgeschwächt werden, als elektromagnetische Wellenabsorber für die Absorption elektromagnetischer Wellen oder als Induktorelemente unter Verwendung von Signalen mit einem Frequenzbereich von mehreren hundert MHz verwendet werden.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfindung. Die Beispiele sind keine Beschränkung für die vorliegende Erfindung.
Die verschiedenen Eigenschaften wurden gemäß den folgenden Verfahren bestimmt.

(1) Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel kann durch den Wert von X₅₀ angegeben werden, gemessen unter Verwendung einer Partikelgößenverteilungs-Messvorrichtung des Laserdiffraktions-Typs (hergestellt von Sympatec GmbH).
(2) Die spezifische BET-Oberfläche der Partikel wurde gemäß dem BET-Verfahren unter Verwendung von "Mono Sorb MS-II" (hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.) gemessen.
(3) Die Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft wurden als Werte angegeben, gemessen unter Verwendung eines Vibrationsproben-Magnetometers "VSM-3S" (hergestellt von Toei Kogyo Co., Ltd.), wobei ein magnetisches Feld von 10 kOe darauf angewendet wurde.
(4) Die gebildete Phase wurde identifiziert mit einem Röntgendiffraktometer "RADAII" (hergestellt von Rigaku Denki Co., Ltd.).
(5) Die Sinterdichte wurde aus dem Volumen, erhalten aus den äußeren Abmessungen einer zylindrischen Probe mit einer Höhe von 2 mm und einem Durchmesser von 25 mm und dem Gewicht davon berechnet.
(6) Der spezifische Durchgangswiderstand wurde aus dem Wert, gemessen gemäß einem "High-Resistance-Meter 4329A" (hergestellt von Agirent Technology Co., Ltd.) und den äußeren Abmessungen der obigen Probe berechnet.
(7) Die Frequenzeigenschaften der Permeabilität wurden aus den Werten berechnet, erhalten durch Einsatz einer ringförmigen Sinterkeramik mit einem Außendurchmesser von 7 mm und einem Innendurchmesser von 3 mm, in einen Probenhalter (hergestellt von Kanto Denshi Oyo Kaihatsu Co., Ltd.) und Messung der S-Parameter der Probe unter Verwendung von "Network Analyzer HP8753C oder HP8720D" (hergestellt von Agirent Technology Co., Ltd.).

Beispiel 1
Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel
α-Fe₂O₃, CoCO₃ und BaCO₃ wurden so abgewogen, dass die Zusammensetzung 18,7 Mol-% BaO, 11,6 Mol-% CoO und 69,7 Mol-% Fe₂O₃ enthielt, und dann wurden sie während einer Stunde unter Verwendung einer Nassreibungsvorrichtung vermischt. Das entstehende Gemisch wurde filtriert und getrocknet. Die erhaltenen vermischten Rohpartikel wurden in einer Atmosphäre von Luft bei 1.250°C 5 Stunden calciniert, wobei magnetisch weicher, hexagonaler Ferrit, enthaltend Ferrit des Z-Typs als Hauptphase, erhalten wurde. Es wurde bestätigt, dass unter der Annahme, dass die Peakintensität der (1 0 16)-Ebene der Ferritphase des Z-Typs 1 betrug, die Peakintensität der (1 0 13)-Ebene der Ferritphase des Y-Typs 0,54 betrug und die Peakintensität der (1 1 6)-Ebene der Ferritphase des W-Typs 0 betrug. Dann wurden 1,5 Gew.-Teile Bariumcarbonatpartikel und 0,5 Gew.-Teile Siliziumdioxidpartikel zu 100 Gew.-Teilen des so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrits gegeben, und das entstehende Gemisch wurde fein unter Verwendung einer Kugelmühle des Nass-Typs pulverisiert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 3,0 μm, eine spezifische BET-Oberfläche von 3,1 m²/g, eine Sättigungsmagnetisierung von 41,0 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 11,1 kA/m besaßen.
Herstellung der Grünfolie und des Grünfolienlaminats
100 Gew.-Teile der oben erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, 7 Gew.-Teile Polyvinylbutyral "ESRECK B BL-S" (Handelsbezeichnung, hergestellt von Sekisui Kagaku Kogyo Co., Ltd.) als Bindemittel, 4,4 Gew.-Teile n-Butyl-benzylphthalat (Reagens, hergestellt von Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) als Weichmacher und 30 Gew.-Teile n-Butylacetat (garantiertes Reagens, hergestellt von Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) und 30 Gew.-Teile Methylethylketon (hergestellt von Nihon Kaseihin Co., Ltd.), beide als Lösungsmittel, wurden zusammen während 15 Stunden unter Verwendung einer Kugelmühle vermischt, wobei ein Beschichtungsmaterial erhalten wurde. Das erhaltene Beschichtungsmaterial wurde auf einen PET-Film unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Rakel-Typs aufgetragen und dann getrocknet, wobei eine Grünfolie mit einer Dicke von 120 μm erhalten wurde. Die so erhaltene Folie wurde in quadratische Folien mit einer Größe von 5 cm × 5 cm geschnitten. Zwanzig erhaltene, geschnittene Folien wurden laminiert und bei einem Druck von 0,5 × 10⁷ kg/m² (0,5 × 10⁴ t/m²) gepresst, wobei ein Grünfolienlaminat mit einer Dicke von 1,4 mm erhalten wurde.
Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken
Das oben erhaltene Grünfolienlaminat wurde in Luftatmosphäre bei 1.250°C während 7 Stunden gesintert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine Dichte von 5,1 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1 × 10⁹ Ωm, einen realen Teil der Permeabilität bei 400 MHz von 5,2 und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von 0,3 besitzen.
Es wurde weiterhin bestätigt, dass die Resonanzfrequenz 2,2 GHz betrug, der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzfrequenz 3,2 betrug und die Frequenz, bei der der reale Teil der Permeabilität sich zu erniedrigen begann, 958 MHz betrug.
Beispiel 2
Herstellung magnetisch weicher, hexagonaler Ferrit-Verbundpartikel
α-Fe₂O₃, CoCO₃ und BaCO₃ wurden so abgewogen, dass die Zusammensetzung 18,6 Mol-% BaO, 11,6 Mol-% CoO und 69,8 Mol-% Fe₂O₃ enthielt, und dann wurden sie während einer Stunde unter Verwendung einer Nassreibungsvorrichtung vermischt. Das entstehende Gemisch wurde filtriert und dann getrocknet. Die erhaltenen vermischten Rohpartikel wurden in einer Atmosphäre von Luft bei 1.250°C 5 Stunden calciniert, wobei magnetisch weicher, hexagonaler Ferrit, enthaltend Ferrit des Z-Typs als Hauptphase, erhalten wurde. Es wurde bestätigt, dass unter der Annahme, dass die Peakintensität der (1 0 16)-Ebene der Ferritphase des Z-Typs 1 betrug, die Peakintensität von der (1 0 13)-Ebene der Ferritphase des Y-Typs 0,55 betrug und die Peakintensität der (1 1 6)-Ebene der Ferritphase des W-Typs 0 betrug. Dann wurden 2,0 Gew.-Teile Bariumcarbonatpartikel, 1,0 Gew.-Teile Siliziumdioxidpartikel, 8 Gew.-Teile Wismutoxidpartikel und 3 Gew.-Teile Kupferoxidpartikel zu 100 Gew.-Teilen des so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrits gegeben, und das entstehende Gemisch wurde fein unter Verwendung einer Kugelmühle des Nass-Typs pulverisiert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1,2 μm, eine spezifische BET-Oberfläche von 6,2 m²/g, eine Sättigungsmagnetisierung von 35,2 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 14,7 kA/m besaßen.
Herstellung der Grünfolie und des Grünfolienlaminats
100 Gew.-Teile der oben erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, 7 Gew.-Teile Polyvinylbutyral "ESRECK B BL-S" (Handelsbezeichnung, hergestellt von Sekisui Kagaku Kogyo Co., Ltd.) als Bindemittel, 4,4 Gew.-Teile n-Butylbenzylphthalat (Reagens, hergestellt von Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) als Weichmacher und 30 Gew.-Teile n-Butylacetat (garantiertes Reagens, hergestellt von Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) und 30 Gew.-Teile Methylethylketon (hergestellt von Nihon Kaseihin Co., Ltd.), beide als Lösungsmittel, wurden zusammen während 15 Stunden unter Verwendung einer Kugelmühle vermischt, wobei ein Beschichtungsmaterial erhalten wurde. Das erhaltene Beschichtungsmaterial wurde auf einen PET-Film unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung des Rakel-Typs aufgetragen und dann getrocknet, wobei eine Grünfolie mit einer Dicke von 100 μm erhalten wurde. Die so erhaltene Folie wurde in quadratische Folien mit einer Größe von 5 cm × 5 cm geschnitten. Zwanzig erhaltene, geschnittene Folien wurden laminiert und bei einem Druck von 0,5 × 10⁷ kg/m² (0,5 × 10⁴ t/m²) gepresst, wobei ein Grünfolienlaminat mit einer Dicke von 1,2 mm erhalten wurde.
Herstellung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken
Das oben erhaltene Grünfolienlaminat wurde in Luftatmosphäre bei 900°C während 3 Stunden gesintert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine Dichte von 5,1 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 5 × 10⁶ Ωm, einen realen Teil der Permeabilität bei 400 MHz von 2,6 und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von 0,05 besitzen.
Es wurde weiterhin bestätigt, dass die Resonanzfrequenz 4,2 GHz betrug, der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzfrequenz 1,3 betrug und die Frequenz, bei der der reale Teil der Permeabilität sich zu erniedrigen begann, 1,7 GHz betrug.
Beispiele 3 bis 6, 9 bis 12 und 14 bis 17 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7
Das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde durchgeführt, ausgenommen, dass die Zusammensetzung und die Menge an magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikeln, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die Menge und die spezifische BET-Oberfläche von Bariumcarbonatpartikeln, Strontiumcarbonatpartikeln oder der beigemischten Siliziumcarbonatpartikel unter Druck bei der Laminierung der Grünfolie unter Verwendung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Sintertemperatur und die Sinterzeit der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel verschiedentlich verändert wurden. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 6 aufgeführt.
Die gesinterten Keramiken, erhalten gemäß Beispiel 7, sind typisch für die bekannten magnetisch weichen, kubischen Spinellferrit-Sinterkeramiken.
Beispiel 7
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel wurden gemäß dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, ausgenommen, dass die Zusammensetzung und die Menge der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die Menge und die spezifische BET-Oberfläche von Bariumcarbonatpartikeln, Strontiumcarbonatpartikeln oder Siliziumdioxidpartikeln verschiedentlich geändert wurden. Die so gebildeten magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel wurden in eine Metallform gefüllt und bei einem Druck von 1 × 10⁷ kg/m² (1 × 10⁴ t/m²) in der Presse verformt, wobei eine scheibenförmige Probe mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2,5 mm erhalten wurde. Die erhaltene scheibenförmige Probe wurde in Luftatmosphäre bei 1.250°C während 5 Stunden gesintert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die so erhaltenen Sinterkeramiken eine Sinterdichte von 5,2 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1 × 10⁹ Ωm und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von 0,2 besitzen.
Beispiele 8, 13, 18 und 19
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 7 wurde durchgeführt, ausgenommen, dass die Zusammensetzung, die Menge der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die Menge und die spezifische BET-Oberfläche von Bariumcarbonatpartikeln, Strontiumcarbonatpartikeln oder der Siliziumdioxidpartikel verschiedentlich geändert wurden, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden.
Die wesentlichen Herstellungsbedingungen, die verschiedenen Eigenschaften der so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken sind in den Tabellen 1 bis 6 aufgeführt.
Beispiele 20 bis 23, 25 bis 26, 29 bis 31 und 33 bis 36 und Vergleichsbeispiele 8 bis 10 und 14 bis 16
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 wurde durchgeführt, ausgenommen, dass die Zusammensetzung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die spezifische BET-Oberfläche und die Menge an Bariumcarbonatpartikeln, Strontiumcarbonatpartikeln, Siliziumdioxidpartikeln, Wismutoxidpartikeln und Kupferoxidpartikeln, der Druck bei der Laminierung der Grünfolien unter Verwendung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, die Sintertemperatur und die Sinterzeit verschiedentlich geändert wurden, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften der so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken sind in den Tabellen 7 bis 14 aufgeführt.
Bei Vergleichsbeispiel 16 wurde das gleiche Verfahren, wie in Vergleichsbeispiel 14 beschrieben, durchgeführt, ausgenommen, dass die Menge an Wismutoxidpartikeln, die beigemischt wurde, auf 0,5 Gew.-Teile geändert wurde, wobei Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die erhaltenen Sinterkeramiken eine Sinterdichte von 4,1 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1 × 10⁶ Ωm besitzen, und dass der reale Teil μ' der Permeabilität bei etwa 1 über den Frequenzbereich bis zu 20 GHz (Messgrenze) und der Imaginärteil (μ'') der Permeabilität bei etwa 0 gehalten wurden.
Vergleichsbeispiel 17
α-Fe₂O₃, CoCO₃ und BaCO₃ wurden abgewogen, so dass die Peakintensität der (1 0 13)-Ebene der Ferritphase des Y-Typs des daraus erhaltenen calcinierten Produkts etwa 0,45 betrug, unter der Annahme, dass die Peakintensität der (1 0 16)-Ebene der Ferritphase des Z-Typs 1 betrug, und dann wurde in einer rostfreien Stahlkugelmühle 16 Stunden vermischt. Das entstehende Gemisch wurde filtriert und dann getrocknet. Die erhaltenen gemischten Rohpartikel wurden in einer Luftatmosphäre bei 1.250°C während 2 Stunden vorcalciniert, wobei magnetisch weicher, hexagonaler Ferrit, enthaltend als Hauptphase Ferrit des Z-Typs, erhalten wurde. Es wurde bestätigt, dass unter Annahme, dass die Peakintensität der (1 0 16)-Ebene der Ferritphase des Z-Typs 1 betrug, die Peakintensität der (1 0 13)-Ebene der Ferritphase des Y-Typs 0,46 betrug und die Peakintensität der (1 1 6)-Ebene der Ferritphase des W-Typs 0 betrug. Dann wurden 5,56 Gew.-Teile Bi₂O₃ und 5,56 Gew.-Teile CuO zu dem so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit zugegeben, und das entstehende Gemisch wurde 90 Stunden in einem Kunststoffbehälter unter Verwendung von ZrO₂-Kugeln pulverisiert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,8 μm, eine spezifische BET-Oberfläche von 13,8 m²/g, eine Sättigungsmagnetisierung von 37,8 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 12,1 kA/m besitzen. Dann wurde ein Grünfolienlaminat gemäß dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, dass die obigen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel verwendet wurden, und dass in Luftatmosphäre bei 910°C 2 Stunden gesintert wurde, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken eine Dichte von 5,2 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 2 × 10⁵ Ωm, einen realen Teil der Permeabilität bei 400 MHz von 3,7, einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von 0,21 besitzen. Es wurde weiter bestätigt, dass die Resonanzfrequenz 1,5 GHz, der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzfrequenz 1,6 und die Frequenz, bei der der reale Teil der Permeabilität abzunehmen begann, 0,69 GHz betrugen.
Beispiel 24
Die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, erhalten gemäß dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden in eine Metallform eingefüllt und unter einem Druck von 1 × 10⁷ kg/m² (1 × 10⁴ t/m²) pressverformt, wobei eine scheibenförmige Probe mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2,5 mm erhalten wurde. Die erhaltene scheibenförmige Probe wurde in Luftatmosphäre bei 900°C während 3 Stunden gesintert, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden. Es wurde bestätigt, dass die so erhaltenen Sinterkeramiken eine Sinterdichte von 5,1 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 7 × 10⁶ Ωm, einen realen Teil der Permeabilität bei 400 MHz von 2,1 und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von 0,03 besitzen. Es wurde weiter bestätigt, dass die Resonanzfrequenz 5,4 GHz, der Imaginärteil der Permeabilität bei der Resonanzfrequenz 1,0 und die Frequenz, bei der der reale Teil der Permeabilität abzunehmen begann, 2,0 betrugen.
Beispiele 27 bis 28 und 32 und Vergleichsbeispiele 11 bis 13
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 24 wurde durchgeführt, ausgenommen, dass die Zusammensetzung der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die spezifische BET-Oberfläche und die Menge an Bariumcarbonatpartikeln, Strontiumcarbonatpartikeln, Siliziumdioxidpartikeln, Wismutoxidpartikeln oder Kupferoxidpartikeln, der Druck, der beim Verformen verwendet wurde, die Sintertemperatur und die Sinterzeit verschiedentlich geändert wurden, wobei magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Sinterkeramiken erhalten wurden.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften der so erhaltenen magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Sinterkeramiken sind in den Tabellen 7 bis 14 aufgeführt.
Tabelle 1
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 2
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Tabelle 3
Tabelle 3 (Fortsetzung)
Tabelle 3 (Fortsetzung)
Tabelle 4
Tabelle 4 (Fortsetzung)
Tabelle 4 (Fortsetzung)
Tabelle 5
Tabelle 5 (Fortsetzung)
Tabelle 5 (Fortsetzung)
Tabelle 5 (Fortsetzung)
Tabelle 6
Tabelle 6 (Fortsetzung)
Tabelle 6 (Fortsetzung)
Tabelle 6 (Fortsetzung)
Tabelle 7
Tabelle 7 (Fortsetzung)
Tabelle 8
Tabelle 8 (Fortsetzung)
Tabelle 9
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 10
Tabelle 10 (Fortsetzung)
Tabelle 10 (Fortsetzung)
Tabelle 10 (Fortsetzung)
Tabelle 10 (Fortsetzung)
Tabelle 11
Tabelle 11 (Fortsetzung)
Tabelle 11 (Fortsetzung)
Tabelle 12
Tabelle 12 (Fortsetzung)
Tabelle 12 (Fortsetzung)
Tabelle 13
Tabelle 13 (Fortsetzung)
Tabelle 13 (Fortsetzung)
Tabelle 13 (Fortsetzung)
Tabelle 14
Tabelle 14 (Fortsetzung)
Tabelle 14 (Fortsetzung)
Tabelle 14 (Fortsetzung)

Claims

Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel, umfassend: 100 Gewichtsteile magnetisch weicher, hexagonaler Ferritpartikel, die Ferrit vom Z-Typ, Ferrit vom Y-Typ oder Ferrit vom W-Typ als eine Hauptphase enthalten; 0,3 bis 10 Gewichtsteile Bariumcarbonatpartikel, Strontiumcarbonatpartikel oder ein Gemisch davon; und 0,1 bis 5 Gewichtsteile Siliziumdioxidpartikel.
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel nach Anspruch 1, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 30 μm, eine spezifische BET-Oberfläche von 0,1 bis 40 m²/g, eine Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 60 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 0,50 bis 50 kA/m besitzen.
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, die Ferrit vom Z-Typ als eine Hauptphase enthalten, das Folgende umfassen: i) AO, wobei A für Ba, Sr oder Ba-Sr steht, in einer Menge von 15 bis 25 mol-%, berechnet als Oxid; ii) Me¹O, wobei Me¹ für Co und mindestens ein Element steht, dass aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn ausgewählt ist, in einer Menge von 5 bis 15 mol-%, berechnet als Oxid; unter der Maßgabe, dass der Co-Gehalt mindestens 30 mol-% bezogen auf die Gesamtmenge an Me¹ beträgt; und iii) Fe₂O₃ in einer Menge von 65 bis 75 mol-%, berechnet als Oxid; wobei die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, die Ferrit vom Y-Typ als eine Hauptphase enthalten, das Folgende umfassen: i) AO, worin A für Ba, Sr oder Ba-Sr steht, in einer Menge von 10 bis 30 mol-%, berechnet als Oxid; ii) Me²O, wobei Me² für mindestens ein Element steht, dass aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn ausgewählt ist, in einer Menge von 10 bis 30 mol-%, berechnet als Oxid; und iii) Fe₂O₃ in einer Menge von 55 bis 65 mol-%, berechnet als Oxid; und wobei die magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel, die Ferrit vom W-Typ als eine Hauptphase enthalten, das Folgende umfassen: i) AO, wobei A für Ba, Sr oder Ba-Sr steht, in einer Menge von 5 bis 14 mol-%, berechnet als Oxid; ii) Me¹O, wobei Me¹ für Co und mindestens ein Element steht, das aus Ni, Zn, Cu, Mg und Mn ausgewählt ist, in einer Menge von 10 bis 30 mol-%, berechnet als Oxid, unter der Maßgabe, dass der Co-Gehalt mindestens 30 mol-% bezogen auf die Gesamtmenge an Me¹ beträgt; und iii) Fe₂O₃ in einer Menge von 65 bis 80 mol-%, berechnet als Oxid.
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Menge der Bariumcarbonatpartikel, der Strontiumcarbonatpartikel oder des Gemisches davon 1 bis 10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel beträgt; und die Menge der Siliziumdioxidpartikel 0,5 bis 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel beträgt.
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren das Folgende umfassen: 1 bis 20 Gewichtsteile Bismutoxidpartikel bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel; und 0,3 bis 7 Gewichtsteile Kupferoxidpartikel bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel.
Magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel nach Anspruch 5, wobei: die Menge der Bariumcarbonatpartikel, der Strontiumcarbonatpartikel oder des Gemisches davon 0,3 bis 7 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetisch weichen, hexagonalen Ferritpartikel beträgt.
Grünfolie, die die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert sind, und ein Bindemittel umfasst.
Grünfolie nach Anspruch 7, die 100 Gewichtsteile magnetisch weiche, hexagonale Ferrit-Verbundpartikel; und 2 bis 20 Gewichtsteile Bindemittel umfasst.
Gesinterte Keramik aus magnetisch weichem, hexagonalem Ferrit, die aus magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikeln, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert sind, erhältlich ist und die eine Sinterdichte von nicht weniger als 5,0 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von nicht weniger als 1 × 10⁶ Ωm und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von nicht mehr als 1 besitzt.
Gesinterte Keramik aus magnetisch weichem, hexagonalem Ferrit nach Anspruch 9, die erhalten werden kann, indem die magnetisch weichen, hexagonalen Ferrit-Verbundpartikel zu einem Presskörper geformt werden und der Presskörper nachfolgend gesintert wird.
Gesinterte Keramik aus magnetisch weichem, hexagonalem Ferrit nach Anspruch 9, die erhalten werden kann, indem die Grünfolie, wie sie in Anspruch 7 oder 8 definiert ist, zu einem geschichteten Werkstoff aufgeschichtet wird und der resultierende geschichtete Werkstoff nachfolgend gesintert wird.
Gesinterte Keramik aus magnetisch weichem, hexagonalem Ferrit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, die eine Sinterdichte von 5,0 × 10³ bis 5,3 × 10³ kg/m³, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 1 × 10⁶ bis 5 × 10⁹ Ωm und einen Imaginärteil der Permeabilität bei 400 MHz von nicht mehr als 0,7 besitzt.