TWI720109B - 包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法 - Google Patents

包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI720109B
TWI720109B TW106101675A TW106101675A TWI720109B TW I720109 B TWI720109 B TW I720109B TW 106101675 A TW106101675 A TW 106101675A TW 106101675 A TW106101675 A TW 106101675A TW I720109 B TWI720109 B TW I720109B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dielectric material
magnetic dielectric
hexagonal ferrite
microfibers
magnetic
Prior art date
Application number
TW106101675A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201741381A (zh
Inventor
亞杰 陳
卡爾 愛德華 史博藍托
慕瑞里 塞斯麥德哈芬
Original Assignee
美商羅傑斯公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商羅傑斯公司 filed Critical 美商羅傑斯公司
Publication of TW201741381A publication Critical patent/TW201741381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI720109B publication Critical patent/TWI720109B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H01F1/348—Hexaferrites with decreased hardness or anisotropy, i.e. with increased permeability in the microwave (GHz) range, e.g. having a hexagonal crystallographic structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
    • C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • C08G61/04—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms
    • C08G61/06—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds
    • C08G61/08—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds of carbocyclic compounds containing one or more carbon-to-carbon double bonds in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L47/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3251—Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3256—Molybdenum oxides, molybdates or oxide forming salts thereof, e.g. cadmium molybdate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/408—Noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/526—Fibers characterised by the length of the fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5264—Fibers characterised by the diameter of the fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5296—Constituents or additives characterised by their shapes with a defined aspect ratio, e.g. indicating sphericity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C04B2235/721—Carbon content
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C04B2235/722—Nitrogen content
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/767—Hexagonal symmetry, e.g. beta-Si3N4, beta-Sialon, alpha-SiC or hexa-ferrites

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

在一實施例中，一種磁介電材料包含：一聚合物基質；複數個六方晶系鐵氧體微纖維；其中當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料具有：在與該磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上，2.5至7或2.5至5之一導磁率；以及小於或等於0.03之一磁損耗角正切。

Description

包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法 【優先權聲明】
本申請案主張2016年1月18日提出申請之第62/279,964號美國臨時專利申請案之權利。該相關申請案以引用方式併入本文中。
本發明概言之係關於一種包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法。
較新之設計及製造技術已驅使電子組件具有愈來愈小之尺寸，例如，位於電子積體電路晶片、電子電路、電子封裝、模組、及殼體、及天線上之組件(例如電感器)。一種減小電子組件大小之方法一直係使用磁介電材料作為基板。具體而言，鐵氧體(ferrites)、鐵電體(ferroelectrics)、及多鐵體(multiferroics)一直被作為具有增強之微波性質之功能材料而廣泛地進行研究。然而，此等材料並非完全令人滿意，乃因其可能不能提供所需頻寬，或者其在高頻下(例如在吉赫(gigahertz)範圍中)會展現出一高磁損耗。
因此，此項技術中仍需要一種在吉赫範圍中具有一低磁損耗之磁介電材料。
本文中揭露一種磁介電材料，其包含：一聚合物基質；複數個六方晶系鐵氧體微纖維(hexaferrite microfiber)；其中當在1吉赫(gigahertz；GHz)或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料具有：在與該磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上，2.5至7或2.5至5之一導磁率(permeability)；以及小於或等於0.03之一磁損耗角正切(magnetic loss tangent)。
一種製作上述磁介電材料之方法包含對該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行射出成型(injection molding)；其中該聚合物基質包含一熱塑性聚合物。
一種製作上述磁介電材料之方法包含對該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行反應射出成型(reaction injection molding)；其中該聚合物基質包含一熱固性聚合物。
亦闡述包含該磁介電材料及複合材料之物品，其包含一天線、一變壓器、一防電磁介面材料、或一電感器。
藉由以下各圖及詳細說明來例證上述特徵及其他特徵。
10‧‧‧磁介電基板
20‧‧‧導電層/第一導電層
30‧‧‧介電基板
以下各圖係為實例性實施例，其中相同元件具有相同之編號。
第1圖例示具有沿著x-y平面定向之晶粒之一六方晶系鐵氧體微纖維之一實施例； 第2圖例示具有沿著x-y平面定向之晶粒之一六方晶系鐵氧體微纖維之一實施例，第3圖例示一磁介電材料之一實施例，該磁介電材料包含在磁介電基板之x-y平面中隨機定向之複數個第2圖所示六方晶系鐵氧體微纖維；第4圖例示一磁介電材料之一實施例，該磁介電材料包含在磁介電基板之x-y平面之一x方向上定向之複數個第2圖所示六方晶系鐵氧體微纖維；第5圖例示設置於磁介電材料上之一導電層之一實施例；以及第6圖例示一雙頻磁介電材料之一實施例。
在微波頻率下具有一高導磁率及一低磁損耗角正切之磁介電材料可容許在無頻寬損失之情況下將例如天線等組件小型化，而頻寬損失在高介電常數材料中常常會出現。因此，開發出一種包含一聚合物基質及複數個六方晶系鐵氧體微纖維之磁介電材料。舉例而言，在1GHz或1GHz至2GHz下，該磁介電材料可具有以下其中之一或二者：小於或等於0.03之一磁損耗角正切；以及在與該磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上，2.5至7或2.5至5之一導磁率。具有此種低磁損耗之磁介電材料可有利地用於例如天線應用等高頻應用中。
該等六方晶系鐵氧體微纖維可包含一Z型六方晶系鐵氧體、一W型六方晶系鐵氧體、一U型六方晶系鐵氧體、一X型六方晶系鐵氧 體、一Y型六方晶系鐵氧體、或包含上述各項至少其中之一的一組合，具體而言，包含一Z型六方晶系鐵氧體。該等六方晶系鐵氧體微纖維可更包含Ni、Co、Cr、Au、Ag、Cu、Gd、Pt、Ba、Bi、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn、Zr、N、C、或包含上述各項至少其中之一的一組合。該等六方晶系鐵氧體微纖維可包含一鈷Z型六方晶系鐵氧體。該鈷Z型六方晶系鐵氧體具有下式：(BazSr(3-z))Co(2+x)MoxFe(y-2x)O41，其中x係為0.01至0.2，y係為20至24，且z係為0至3。
該等六方晶系鐵氧體微纖維可具有大於或等於10或者大於或等於50之一縱橫比，該縱橫比係指一最長尺寸對一最短尺寸之比(例如，一纖維長度對一纖維直徑之比)。該等六方晶系鐵氧體微纖維之一平均直徑可係為0.3微米至10微米或1微米至5微米。該等六方晶系鐵氧體微纖維之一平均長度可係為100微米至5,000微米或500微米至3,000微米。該等六方晶系鐵氧體微纖維之一平均長度可係為1毫米至15毫米、或2毫米至10毫米、或1毫米至5毫米。
該等六方晶系鐵氧體微纖維可包含實心纖維或空心纖維。若該等六方晶系鐵氧體微纖維包含空心纖維，則該等空心纖維可具有以下其中之一或二者：0.01微米至1微米之一平均內徑；及0.3微米至20微米或0.3微米至10微米之一平均外徑。空心纖維之存在可有助於降低磁介電材料之介電係數。
可藉由以下方式來形成該等六方晶系鐵氧體微纖維：電弧放電(arc discharge)、模板(templating)、電紡絲(electrospinning)、水性有機凝膠法(aqueous organic gel method)、有機凝膠法(organic gel method)、熱分解法(thermal decomposition method)等。
基於磁介電材料之總體積，該磁介電材料可包含10體積百分比(vol%)至60vol%、或20vol%至50vol%之六方晶系鐵氧體微纖維。
該等六方晶系鐵氧體微纖維可係為多晶的。該等六方晶系鐵氧體微纖維可具有0.3微米至20微米之一晶粒大小(grain size)。該磁介電材料之晶粒可係沿著微纖維之一x-y平面(即，平行於微纖維之最長尺寸)而定向。舉例而言，按數目計50%至100%之晶粒可沿著(平行於)x-y平面而定向。第1圖及第2圖例示一六方晶系鐵氧體微纖維中之複數個晶粒之實施例。第1圖例示其中所有晶粒(100%)皆係沿著x-y平面且在x-y平面中定向之一理想情形。第2圖例示其中大於50%之晶粒係在x-y平面中定向之一六方晶系鐵氧體微纖維。
在該磁介電材料內，該等六方晶系鐵氧體微纖維可係相對於該材料之一x-y平面完全隨機定向(對於一各向同性材料)、半定向、或有方向性定向。在完全隨機定向材料中，該等六方晶系鐵氧體微纖維係沿著該材料之x、y及z平面隨機地定向。
在半定向材料中，該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於x-y平面而定向，但在x-y平面內係隨機地定向。第3圖係為例示具有與磁介電材料之一寬闊表面平行之一x-y平面之一半定向材料之俯視圖。該等六方晶系鐵氧體纖維係平行於x-y平面而定向，但在x-y平面內係隨機地定向。
在有方向性定向之磁介電材料中，該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於x-y平面且平行於x方向而定向。第4圖係為例示具有與磁介電材料之一寬闊表面平行之一x-y平面之一半定向材料之俯視圖。該等六方晶系鐵氧體纖維在x-y平面之x方向上並且在x-y平面之x方向上對準。第5圖例示第4圖所示磁介電材料10之x-z平面，即，第4圖所示材料之剖視圖。第5圖顯 示該等六方晶系鐵氧體纖維係平行於x-y平面之x軸線而非在一x-z平面內對準。第5圖更例示：該磁介電材料可更包含一導電層20。視需要，可將導電層20圖案化。
該磁介電材料可包含一介電填充物。舉例而言，該介電填充物可包含二氧化鈦(金紅石及銳鈦礦)、鈦酸鋇、鈦酸鍶、二氧化矽(包含熔融非晶二氧化矽)、剛玉(corundum)、矽灰石(wollastonite)、Ba2Ti9O20、實心玻璃球、合成玻璃、或陶瓷空心球、石英、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、氧化鈹、氧化鋁、三水合氧化鋁、氧化鎂、雲母(mica)、滑石(talcs)、奈米黏土、氫氧化鎂、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
可以一含矽塗層(例如，一有機官能烷氧基矽烷偶合劑)對該介電填充物進行表面處理。可使用一鋯酸鹽或鈦酸鹽偶合劑。此等偶合劑可改良填充物在聚合物基質中之分散性，並降低完工複合電路基板之吸水性。基於填充物之重量，填充物組分可包含70vol%至30vol%之熔融非晶二氧化矽作為一次要填充物。
基於磁介電材料之總體積，該磁介電材料可包含5vol%至60vol%、或10vol%至50vol%、或15vol%至45vol%之介電填充物。
該磁介電材料可包含複數個空心陶瓷管。包含空心陶瓷管之磁介電材料可具有以下其中之一或多者：與不包含空心陶瓷管之相同磁介電材料相較，一提高之機械強度及一更高之特性阻抗。
該磁介電材料可包含一阻燃劑。該阻燃劑可係為鹵代的或未鹵代的。基於磁介電材料之體積，該阻燃劑可以0vol%至30vol%之一量存在於該磁介電材料中。
該阻燃劑可係為無機的，且可以微粒之形式存在。無機阻燃劑可包含體積平均粒徑(volume average particle diameter)例如為1奈米(nanometer；nm)至500奈米、具體而言1奈米至200奈米、或5奈米至200奈米、或10奈米至200奈米之一金屬水合物(metal hydrate)；另一選擇為，體積平均粒徑係為500奈米至15微米，例如，1微米至5微米。該金屬水合物可包含一金屬(例如Mg、Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu、Ni、或包含上述各項至少其中之一的一組合)之一水合物。可使用Mg、Al或Ca之水合物，例如，氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鐵、氫氧化鋅、氫氧化銅、及氫氧化鎳；以及鋁酸鈣之水合物、二水石膏、硼酸鋅之水合物及偏硼酸鋇之水合物。可使用此等水合物之複合物，例如，含有Mg且含有Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu、及Ni至少其中之一的一水合物。一複合金屬水合物可具有式MgMx(OH)y，其中M係為Ca、Al、Fe、Zn、Ba、Cu、或Ni，x係為0.1至10，且y係為2至32。可對阻燃劑微粒進行塗覆或以其他方式進行處理，以改良分散性及其他性質。
另一選擇為，或除無機阻燃劑以外，亦可使用有機阻燃劑。有機阻燃劑之實例包含三聚氰胺氰尿酸鹽、細粒徑三聚氰胺聚磷酸鹽、各種其他含磷化合物(例如芳香族亞膦酸酯、二磷酸酯、磷酸酯、磷酸鹽)、聚倍半矽氧烷、矽氧烷及鹵代化合物(例如六氯內亞甲基四氫酞酸(HET acid)、四溴鄰苯二甲酸及二溴新戊二醇)。基於樹脂之總重量，一阻燃劑(例如一含溴阻燃劑)可以20phr(每百份樹脂中之份數(parts per hundred parts of resin))至60phr、具體而言30phr至45phr之一量存在。溴化阻燃劑之實例包含Saytex BT93W(乙撐雙四溴鄰苯二甲醯亞胺)、Saytex 120(十四溴二苯氧基苯)及Saytex 102(十溴二苯醚)。阻燃劑可與一增效劑組合使用，例如，一鹵代阻燃劑可與例如三氧化銻等增效劑組合使用，且一含磷阻燃 劑可與例如三聚氰胺等含氮化合物組合使用。
該等六方晶系鐵氧體微纖維本身可提高磁介電材料之阻燃性。舉例而言，該磁介電材料與不具有六方晶系鐵氧體微纖維之相同材料相較可具有一改良之阻燃性。
該磁介電材料可具有改良之易燃性。舉例而言，該磁介電材料在1.6毫米(millimeter；mm)下可具有一UL94 V1或V0等級。
該磁介電材料可在0.5GHz至50GHz、或1GHz至2GHz、或1GHz之一高運作頻率下運作。
當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料可具有2.5至7或2.5至5之一導磁率。當在1GHz或1GHz至2GHz下在與磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上測定時，該磁介電材料可具有2.5至7或2.5至5之一導磁率。x方向上之導磁率係為z方向上之導磁率之0.75倍至2倍，z方向垂直於寬闊表面。
當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料可具有小於或等於0.03或者小於或等於0.01之一低磁損耗角正切。
當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料可具有小於或等於10或者小於或等於8之一低介電係數。當該磁介電材料包含空心六方晶系鐵氧體微纖維時，在於1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料可具有小於或等於5之一低介電係數。
當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料可具有小於或等於0.005或者小於或等於0.001之一低介電損耗角正切。
該聚合物基質可包含一熱塑性聚合物或一熱固性聚合物。該 聚合物可包含聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚醯亞胺(例如，聚醚醯亞胺)、聚丁二烯、聚丙烯腈、聚(C1-12)烷基丙烯酸甲酯(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate；PMMA))、聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚硫酯)、聚烯烴(例如，聚丙烯(polypropylene；PP)、高密度聚乙烯(high density polyethylene；HDPE)、低密度聚乙烯(low density polyethylene；LDPE)、線性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene；LLDPE))、聚醯胺(例如，聚醯胺醯亞胺)、聚芳酯、聚碸(例如，聚芳碸、聚磺醯胺)、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚(例如，聚醚酮(polyether ketone；PEK)、聚醚醚酮(polyether ether ketone；PEEK)、聚醚碸(polyethersulfone；PES))、聚丙烯酸酯、聚縮醛、聚苯并噁唑(例如，聚苯并噻唑、聚苯并噻嗪并吩噻嗪)、聚噁二唑、聚吡嗪並喹
Figure 106101675-A0202-12-0009-11
啉、聚均苯四醯亞胺、聚喹
Figure 106101675-A0202-12-0009-10
啉、苯并咪唑、聚羥吲哚、聚氧代異吲哚啉(例如，聚二氧代異吲哚啉)、聚三嗪、聚噠嗪、聚呱嗪、聚吡啶、聚呱啶、聚三唑、聚吡唑、聚吡咯烷、聚碳硼烷、聚氧雜二環壬烷、聚二苯并呋喃、聚苯酞、聚縮醛、聚酸酐、聚乙烯化合物(例如，聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚鹵乙烯(例如聚氯乙烯)、聚乙烯腈、聚乙烯酯)、聚磺酸鹽、聚硫化物、聚脲、聚磷腈、聚矽氮烷、聚矽氧烷、含氟聚合物(例如，聚氟乙烯(polyvinyl fluoride；PVF)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVDF)、氟化乙烯-丙烯(fluorinated ethylene-propylene；FEP)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)、聚乙烯四氟乙烯(polyethylenetetrafluoroethylene；PETFE))、或包含上述各項至少其中之一的一組合。該聚合物可包含聚(醚醚酮)、聚苯醚、聚碳酸酯、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、耐綸、或包含上述各項至少其中之一的一組合。該聚合物可包含一液晶聚 合物。該聚合物可包含一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。該聚合物可包含耐高溫耐綸。該聚合物可包含聚乙烯(例如高密度聚乙烯)。該聚合物基質可包含聚烯烴、聚氨酯、聚乙烯(例如聚四氟乙烯)、聚矽氧聚合物(例如聚二甲矽氧烷)、聚醚(例如聚醚酮及聚醚醚酮)、聚苯硫醚、或包含上述各項至少其中之一的一組合。該聚合物基質可包含聚烯烴、氟化聚合物(例如聚四氟乙烯)、聚氨酯、聚矽氧(例如聚二甲矽氧烷)、液晶聚合物、聚醚(例如聚醚酮及聚醚醚酮)、聚苯硫醚、或包含上述各項至少其中之一的一組合。舉例而言，該聚合物基質可包含環氧樹脂-氰酸酯摻合物。
聚合物基質組成物中之聚合物可包含熱固性聚丁二烯或聚異戊二烯。本文中所使用之術語「熱固性聚丁二烯或聚異戊二烯」包含具有衍生自丁二烯、異戊二烯、或其混合物之單元之均聚物及共聚物。衍生自其他可共聚單體之單元亦可以例如接枝形式存在於聚合物中。可共聚單體包含(但不限於)：乙烯基芳香族單體，例如取代及未取代單乙烯基芳香族單體，例如苯乙烯、3-甲基苯乙烯、3,5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基乙烯基甲苯、對羥基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、α-氯苯乙烯、α-溴苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯、四氯苯乙烯等；以及取代及未取代二乙烯基芳香族單體，例如二乙烯基苯、二乙烯基甲苯等。亦可使用包含上述可共聚單體至少其中之一的組合。熱固性聚丁二烯或聚異戊二烯包含(但不限於)丁二烯均聚物、異戊二烯均聚物、丁二烯-乙烯基芳香族共聚物(例如丁二烯-苯乙烯、異戊二烯-乙烯基芳香族共聚物(例如異戊二烯-苯乙烯共聚物))等。
熱固性聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物亦可被改性。舉例而言，該等聚合物可係羥基封端的、甲基丙烯酸酯封端的、羧酸酯封端的等。 可使用反應後聚合物，例如丁二烯或異戊二烯聚合物之環氧樹脂改性、馬來酸酐改性或胺基甲酸酯改性聚合物。亦可例如藉由二乙烯基芳香族化合物(例如二乙烯基苯)來使該等聚合物交聯，例如，聚丁二烯-苯乙烯與二乙烯基苯交聯。各聚合物依其製造商(例如，日本東京(Tokyo,Japan)之Nippon Soda公司、及賓夕法尼亞州埃克斯頓(Exton,PA)之Cray Valley Hydrocarbon Specialty Chemicals公司)皆可被廣泛地歸類為「聚丁二烯」。亦可使用各聚合物之混合物，例如聚丁二烯均聚物與聚(丁二烯-異戊二烯)共聚物之一混合物。包含間規聚丁二烯之組合亦可係為有用的。
可使用一固化劑來使熱固性聚丁二烯或聚異戊二烯組成物固化，以加速固化反應。固化劑可包含有機過氧化氫(例如，過氧化二異丙苯)、過苯甲酸第三丁基酯、2,5-二甲基-2,5-雙(第三丁基過氧基)己烷、α,α-二-雙(第三丁基過氧基)二異丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)乙炔-3、或包含上述各項至少其中之一的一組合。可使用碳-碳鍵引發劑，例如，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。固化劑或引發劑可單獨地或組合地使用。基於聚合物基質中聚合物之總重量，固化劑之量可係為1.5重量百分比(wt%)至10wt%。
聚合物基質可包含衍生自一單體組成物之一降莰烯型聚合物(norbornene type polymer)，該單體組成物包含一降莰烯單體、一降莰烯型單體、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
聚降莰烯基質可衍生自包含一降莰烯單體及一降莰烯型單體其中之一或二者以及其他選用共單體之一單體組成物。以下由式(I)顯示衍生自降莰烯之一重複單元。
Figure 106101675-A0202-12-0012-1
降莰烯型單體包含三環單體(例如二環戊二烯及二氫二環戊二烯)；四環單體(例如四環十二碳烯)；以及五環單體(例如五環戊二烯)；七環單體(例如七環戊二烯)。可使用包含上述各項至少其中之一的一組合。可使用上述單體其中之一來獲得一均聚物，或者可組合上述單體其中之二或更多者以獲得一共聚物。
降莰烯型單體可包含二環戊二烯，俾使聚降莰烯基質包含衍生自二環戊二烯之一重複單元，如下式(II)所示。
Figure 106101675-A0202-12-0012-2
基於聚降莰烯基質之總重量，聚降莰烯基質可包含50wt%至100wt%、具體而言75wt%至100wt%、更具體而言95wt%至100wt%的衍生自二環戊二烯之重複單元。
降莰烯型單體可包含一官能基，例如一烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基等)、一亞烷基(例如，亞乙基等)、一芳基(例如，苯基、甲苯基、萘基等)、一極性基團(例如，酯、醚、腈、鹵等)、或包含上述各項至少其中之一的一組合。具有一亞乙基官能基之一降莰烯型單體之一實例係為亞乙基降莰烯，如下式(III)所示。
Figure 106101675-A0202-12-0013-3
基於聚降莰烯基質之總重量，官能化之重複單元可以5wt%至30wt%、具體而言15wt%至28wt%、更具體而言20wt%至25wt%之一量存在於聚降莰烯基質中。
基於聚降莰烯基質之總重量，聚降莰烯基質可含有少於或等於20wt%的至少一種衍生自一可共聚單體之重複單元。可共聚單體可包含單環烯烴、雙環烯烴、或包含上述各項至少其中之一的一組合。單環烯烴及雙環烯烴可各自獨立地包含4個至16個碳原子、具體而言4個至8個或8個至12個碳原子。雙環烯烴可包含1個至4個雙鍵、具體而言2個至3個雙鍵。可共聚單體可包含降莰二烯、2-降莰烯、5-甲基-2-降莰烯、5-己基-2-降莰烯、5-亞乙基-2-降莰烯、乙烯基降莰烯、5-苯基-2-降莰烯、環丁烯、環戊烯、環戊二烯、環庚烯、環辛烯、環辛二烯、環癸烯、環十二烯、環十二烷二烯、環十二烷三烯、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
可藉由在存在一觸媒系統之情況下對單體進行開環移位聚合(ring-opening metathesis polymerization；ROMP)來形成聚降莰烯基質，該觸媒系統包含一移位觸媒及一活化劑。該觸媒系統可視需要包含一緩和劑(moderator)、一氟化化合物、一螯合劑(chelating agent)、一溶劑、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
可藉由射出成型、反應射出成型、擠製(extruding)、澆注壓縮成型(casting compression molding)、軋製技術(rolling technique)等來形成磁介電材料。舉例而言，可製備磁介電材料之一膏糊、油脂或漿料， 以用作一塗層或一密封劑。
對於各向同性磁介電材料，磁介電材料可係在不存在一外部磁場之情況下形成。相反地，對於各向異性磁介電材料，磁介電材料可係在存在一外部磁場(例如一旋轉磁場)之情況下形成。外部磁場可係為1千奧(kilooersted；kOe)至20千奧。
可使用一射出成型製程來形成磁介電材料，包含對包含一聚合物及六方晶系鐵氧體微纖維之一熔化磁性組成物進行射出成型。一種形成磁介電材料之方法可包含：形成包含一聚合物及六方晶系鐵氧體微纖維之一組成物；以及將該組成物徹底地混合，其中該聚合物可係在混合步驟之前或混合步驟之後熔化。
可藉由對一熱固性組成物進行反應射出成型來製備磁介電材料。反應射出成型可包含將至少二個流混合以形成一熱固性組成物並將該熱固性組成物射出至模具中，其中一第一流可包含一觸媒且第二流可包含一活化劑。第一流及第二流其中之一或二者或一第三流可包含一單體。第一流及第二流其中之一或二者或一第三流可包含一交聯劑、六方晶系鐵氧體微纖維、及一添加劑至少其中之一。可在射出熱固性組成物之前將六方晶系鐵氧體微纖維及添加劑其中之一或二者添加至模具。
混合步驟可係在一射出成型機器之一頭部空間(head space)中進行。混合步驟可係在一管路內混合器(inline mixer)中進行。混合步驟可係在向模具中射出期間進行。混合步驟可係在高於或等於攝氏0度(0℃)至200℃、具體而言15℃至130℃或0℃至45℃、更具體而言23℃至45℃之一溫度下進行。
可使模具維持於高於或等於0℃至250℃、具體而言23℃至200℃或45℃至250℃、更具體而言30℃至130℃或50℃至70℃之一溫度。填充一模具可花費0.25分鐘至0.5分鐘，在此時間期間，模具溫度可下降。在模具被填充之後，熱固性組成物之溫度可例如自0℃至45℃之一第一溫度提高至45℃至250℃之一第二溫度。成型步驟可係在65千帕(kiloPascal；kPa)至350千帕之一壓力下進行。成型步驟可進行少於或等於5分鐘、具體而言少於或等於2分鐘、更具體而言進行2秒鐘至30秒鐘。在聚合反應完成之後，可在模具溫度下或在一降低之模具溫度下取出磁介電材料。舉例而言，脫模溫度(release temperature)Tr可較成型溫度Tm低10℃或以上(Tr
Figure 106101675-A0202-12-0015-12
Tm-10℃)。
在自模具中取出磁介電材料之後，可對其進行後固化。後固化步驟可在100℃至150℃、具體而言140℃至200℃之一溫度下進行達多於或等於5分鐘。
該磁介電材料可係為例如包含一玻璃布之一強化磁介電材料。可藉由將包含聚合物及六方晶系鐵氧體微纖維之一組成物浸漬並層壓至一強化介質(reinforcing medium)上來形成強化磁介電材料。該強化介質可係為纖維性的，例如一編織纖維層或一非織纖維層。該強化介質可具有宏觀孔隙，進而容許組成物浸漬於強化介質中。強化介質可包含一玻璃布。
該磁介電材料可包含一導電層。該導電層可包含銅。該導電層可具有3微米至200微米、具體而言9微米至180微米之一厚度。適合之導電層包含一導電金屬之一薄層，例如目前在形成電路時所使用之一銅箔，舉例而言，電沉積之銅箔。銅箔可具有小於或等於2微米、具體而言小於或 等於0.7微米之一均方根(root mean squared；RMS)粗糙度，其中粗糙度係利用白光干涉方法(method of white light interferometry)、使用一維易科(Veeco)儀器WYCO Optical Profiler而量測得到。
可藉由在成型之前將導電層置於模具中、藉由將導電層層壓至磁介電材料上、藉由直接雷射結構化(direct laser structuring)、或藉由以一黏合層將導電層黏附至基板來施加該導電層。舉例而言，一疊層式基板可包含：一選用聚氟碳膜，可位於導電層與磁介電材料之間；以及一微玻璃強化氟碳聚合物層，可位於聚氟碳膜與導電層之間。微玻璃強化氟碳聚合物層可提高導電層至磁介電材料之黏附性。基於層之總重量，微玻璃可以4wt%至30wt%之一量存在。微玻璃可具有小於或等於900微米、具體而言小於或等於500微米之一最長長度尺度。微玻璃可係為由科羅拉多州丹佛市之約翰-曼維爾公司(Johns-Manville Corporation of Denver,Colorado)商業出售之類型之微玻璃。聚氟碳膜包含一含氟聚合物(例如聚四氟乙烯(PTFE)、一氟化乙烯-丙烯共聚物(例如鐵氟龍(Teflon)FEP)、及具有一四氟乙烯主鏈及一完全氟化烷氧基側鏈之一共聚物(例如鐵氟龍PFA))。
可藉由雷射直接結構化來施加導電層。此處，磁介電材料可包含一雷射直接結構化添加劑，使用一雷射來輻照基板之表面，進而為雷射直接結構化添加劑形成一軌道，並將一導電金屬施加至該軌道。該雷射直接結構化添加劑可包含金屬氧化物微粒(例如氧化鈦及銅鉻氧化物)。該雷射直接結構化添加劑可包含尖晶石系無機金屬氧化物微粒，例如銅尖晶石(spine copper)。該金屬氧化物微粒可例如塗覆有包含錫及銻(舉例而言，基於塗層之總重量，50wt%至99wt%之錫及1wt%至50wt%之銻)之一組成物。基於100份相應組成物，雷射直接結構化添加劑可包含2份至20份添加 劑。可藉由波長為1,064奈米之一YAG雷射在10瓦特(Watt)之一輸出功率、80千赫(kilohertz；kHz)之一頻率及3米/秒之一速率下執行輻照步驟。可在包含例如銅之一無電電鍍浴(electroless plating bath)中利用一電鍍製程來施加導電金屬。
另一選擇為，可藉由以黏合方式施加導電層來施加導電層。在一實施例中，導電層係為電路(另一電路之金屬化層)，例如，一撓性電路。舉例而言，可在該(等)導電層其中之一或二者與基板之間設置一黏附層。該黏附層可包含：聚芳醚；以及羧基官能化之聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物，包含丁二烯、異戊二烯或丁二烯及異戊二烯單元；以及0wt%至少於或等於50wt%之可共固化單體單元；其中黏合層之組成物不同於基板層之組成物。黏合層可以每平方米2克至15克之一量存在。聚芳醚可包含羧基官能化之聚芳醚。聚芳醚可係為聚芳醚與環酐之反應產物、或者聚芳醚與馬來酸酐之反應產物。羧基官能化之聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物可係為羧基官能化之丁二烯-苯乙烯共聚物。羧基官能化之聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物可係為聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物與環酐之反應產物。羧基官能化之聚丁二烯或聚異戊二烯聚合物可係為馬來酐化聚丁二烯-苯乙烯或馬來酐化聚異戊二烯-苯乙烯共聚物。可使用此項技術中已知的被特定材料及電路材料形式所容許使用之其他方法來施加導電層，例如，電沉積、化學氣相沉積、層壓等。
導電層可係為一經圖案化導電層。磁介電材料可包含位於磁介電材料之相對側上之一第一導電層及一第二導電層。
一種物品可包含該磁介電材料。該物品可係為一天線。該物品可係為一微波裝置，例如一天線或一電感器。該物品可係為一變壓器、 一天線、一電感器、或一防電磁介面材料。該物品可係為例如一貼片天線(patch antenna)、一倒F型天線(inverted-F antenna)、或一平面倒F型天線(planar inverted-F antenna)等的一天線。該物品可係為：一磁性匯流條(magnetic bus bar)，例如，用於無線充電；一NFC屏蔽材料；或一電子帶隙超材料(electronic bandgap meta-material)。
該磁介電材料可用於微波吸收或微波屏蔽應用中。
該物品可係為包含該磁介電材料及一介電材料之一多頻物品，基於該介電材料之總體積，該介電材料包含0vol%至2vol%之六方晶系鐵氧體微纖維。該介電材料可包含與磁介電材料相同或不同之聚合物及一相同或不同之填充物(例如，一介電填充物或一阻燃劑)。該多頻物品可能夠用作一天線，其中該介電材料在一第一頻率範圍下運作，且一磁介電材料在一第二頻率範圍下運作。舉例而言，磁介電材料及介電材料其中之一可在大於或等於值1GHz至2GHz之頻率下運作，且另一者可在小於該值之頻率下運作。特定值1至2可相依於天線類型及該天線中之損耗容差。
第6圖例示一多頻磁介電材料之俯視圖，其中第一導電層20設置於磁介電基板10及介電基板30之頂部上。第6圖例示：第一導電層20可相對於磁介電基板10及介電基板30不對稱。相反地，第一導電層20可在磁介電基板10及介電基板30上對稱。舉例而言，可基於所需輻射頻率及基板特性而在磁介電基板及介電基板其中之每一者上將導電層圖案化成於所需頻率範圍中進行共振及輻射。可藉由一雙注料射出成型製程(two-shot injection molding process)來形成(例如，藉由反應射出成型由一熱塑性材料或一熱固性材料形成)多頻磁介電材料，包含第一次對磁介電材料及介電材料其中之一進行射出成型、且隨後第二次對磁介電材料及介電材料其 中之第二者進行射出成型。
以下陳述一種包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、以及其製作及使用方法之非限制性實施例。
實施例1：一種磁介電材料，包含：一聚合物基質；以及複數個六方晶系鐵氧體微纖維(hexaferrite microfiber)；其中當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，該磁介電材料具有：在與該磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上，2.5至7或2.5至5之一導磁率(permeability)；以及小於或等於0.03之一磁損耗角正切(magnetic loss tangent)。
實施例2：如實施例1所述之磁介電材料，其中基於該磁介電材料之總體積，該磁介電材料包含10vol%至60vol%之該等六方晶系鐵氧體微纖維。
實施例3：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含一Z型六方晶系鐵氧體、一W型六方晶系鐵氧體、一U型六方晶系鐵氧體、一X型六方晶系鐵氧體、一Y型六方晶系鐵氧體、或包含上述各項至少其中之一的一組合；或其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含一Z型六方晶系鐵氧體。
實施例4：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含Ni、Co、Cr、Au、Ag、Cu、Gd、Pt、Ba、Bi、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn、Zr、N、C、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
實施例5：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含具有下式之一鈷Z型六方晶系鐵氧 體：(BazSr(3-z))Co(2+x)MoxFe(y-2x)O41，其中x係為0.01至0.2，y係為20至24，且z係為0至3。
實施例6：如前述實施例中至少一項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維具有大於或等於10或者大於或等於50之一縱橫比，該縱橫比即為一纖維長度對一纖維直徑之比。
實施例7：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維具有以下其中之一或二者：0.3微米至10微米或1微米至5微米之一平均直徑；以及100微米至5,000微米或500微米至3,000微米之一平均長度。
實施例8：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含空心六方晶系鐵氧體微纖維。
實施例9：如實施例8所述之磁介電材料，其中該等空心六方晶系鐵氧體微纖維具有以下其中之一或二者：0.01微米至1微米之一平均內徑；以及0.3微米至20微米之一平均外徑。
實施例10：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含晶粒大小為0.3微米至20微米之複數個晶粒。
實施例11：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含複數個晶粒；其中按數目計50%至100%之該等晶粒係沿著各自之該等微纖維之一x-y平面而定向。
實施例12：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於該磁介電材料之一x-y平面而 定向。
實施例13：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於該磁介電材料之一x-y平面且在該x方向上定向。
實施例14：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該x方向上之該導磁率係為z方向上之導磁率之0.75倍至2倍，該z方向垂直於該寬闊表面。
實施例15：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該磁介電材料更包含一介電填充物、一阻燃劑、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
實施例16：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，更包含複數個空心陶瓷管。
實施例17：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，具有以下其中之一或多者：1GHz至2GHz、0.5GHz至50GHz之一運作頻率；當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，小於或等於10或者小於或等於8之一介電係數(permittivity)；以及當在1GHz或1GHz至2GHz下測定時，小於或等於0.005或者小於或等於0.001之一介電損耗角正切(dielectric loss tangent)。
實施例18：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，更包含一導電層。
實施例19：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該聚合物基質包含聚烯烴(polyolefin)、聚氨酯(polyurethane)、 聚乙烯(polyethylene)、聚矽氧聚合物(silicone polymer)、聚醚(polyether)、聚苯硫醚(poly(phenylene sulfide))、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
實施例20：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該聚合物基質包含熱固性聚丁二烯(polybutadiene)或聚異戊二烯(polyisoprene)。
實施例21：如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料，其中該聚合物基質包含一降莰烯型聚合物(norbornene type polymer)。
實施例22：一種製作如實施例1至19中任一項或多項所述之磁介電材料之方法，包含：對包含該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維之一組成物進行射出成型(injection molding)；其中該聚合物基質包含一熱塑性聚合物。
實施例23：一種製作如實施例1至21中任一項或多項所述之磁介電材料之方法，包含：對包含一熱固性聚合物基質組成物及該等六方晶系鐵氧體微纖維之一組成物進行反應射出成型(reaction injection molding)；其中該聚合物基質包含一熱固性聚合物。
實施例24：如實施例22至23中任一項或多項所述之方法，包含在存在一磁場之情況下對該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行成型、較佳進行射出成型或反應射出成型。
實施例25：一種包含如前述實施例中任一項或多項所述之磁介電材料之物品。
實施例26：如實施例25所述之物品，其中該物品係為一天 線、一變壓器、一防電磁介面材料、或一電感器。
實施例27：如實施例25所述之物品，其中該物品係為一微波裝置。
實施例28：如實施例25至27中任一項或多項所述之物品，包含該磁介電材料及一介電材料，基於該介電材料之總體積，該介電材料包含0vol%至2vol%之該等六方晶系鐵氧體微纖維。
用語「一(a及an)」並不表示對數量之限制，而是表示存在至少一個所提及項。除非上下文另有清晰指示，否則用語「或」意指「及/或」。在本說明書通篇中所提及之「一實施例」、「另一實施例」、「某些實施例」等意指結合該實施例所述之一特定要素(例如，特徵、結構、步驟、或特性)包含於本文所述之至少一個實施例中，且可或可不存在於其他實施例中。用語「組合」包含摻合物、混合物、合金、反應產物等。
一般而言，組成物、方法及物品可替代地包含本文所揭露之任何成分、步驟或組分、由任何成分、步驟或組分組成、或者基本上由任何成分、步驟或組分組成。組成物、方法及物品可另外或替代地被調配、實施或製造成沒有或實質上不含對於達成本發明申請專利範圍之功能或目標並非必需之任何成分、步驟或組分。
除非在本文中被規定為相反情形，否則所有測試標準皆係為自本申請案之申請日期起、或者在優先權被主張時自測試標準所出現之最早優先權申請案之申請日期起生效之最新標準。
針對同一組分或性質之所有範圍之端點值包含該等端點值、可獨立地組合且包含所有中間點，舉例而言，範圍「最高達25wt%、 或5wt%至20wt%」包含端點值及範圍「5wt%至25wt%」之所有中間值，例如10wt%至23wt%等。除非另有定義，否則本文中所使用之技術及科學術語皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所理解之含義相同之含義。所有所述專利、專利申請案及其他參考文獻皆以引用方式全文併入本文中。然而，若本申請案中之一術語與所併入參考文獻中之一術語相矛盾或有衝突，則應以本申請案中之術語而非所併入參考文獻中有衝突之術語為準。
儘管本文中已闡述了各特徵之某些組合，但將瞭解，此等某些組合僅用於例示目的，且可明確地或等效地採用此等特徵其中之任一者之任一組合，此係呈個別形式或者與本文所揭露任何其他特徵相組合、呈任一組合形式，且所有這些皆係根據一實施例而定。任何及所有此等組合皆涵蓋於本文中且被視為屬於本發明之範圍。
儘管已參照實例性實施例闡述了本發明，但熟習此項技術者將理解，可作出各種改變，且可用等效形式來替代該等實施例之要素，此並不背離本發明之範圍。另外，可作出諸多潤飾，以使一特定情形或材料適應於教示內容，此並不背離本發明之實質範圍。因此，本發明並不旨在限於將所揭露之特定實施例作為所構想出的用於實施本發明之最佳方式或僅有方式，而是本發明將包含歸屬於隨附申請專利範圍之範疇內之所有實施例。此外，在附圖及說明中，已揭露了實例性實施例，且雖然可能已採用了特定術語，但除非另有說明，否則該等術語僅係以一般及說明性意義使用而非用於限制。

Claims (24)

  1. 一種磁介電材料，包含：一聚合物基質；以及複數個六方晶系鐵氧體微纖維(hexaferrite microfiber)；其中當在1GHz下測定時，該磁介電材料具有在與該磁介電材料之一寬闊表面平行之一x方向上，2.5至7之一導磁率(permeability)，以及小於或等於0.03之一磁損耗角正切(magnetic loss tangent)，其中該磁介電材料在該x方向上之導磁率係為z方向上之導磁率之0.75倍至2倍，該z方向垂直於該寬闊表面；或者其中該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於該磁介電材料之x-y平面而定向；或者其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含複數個晶粒，且按數目計50%至100%之該等晶粒係沿著各自微纖維之x-y平面而定向；或者其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含晶粒大小為0.3微米至20微米之複數個晶粒；或者其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含具有下式之一鈷Z型六方晶系鐵氧體：(BazSr(3-z))Co(2+x)MoxFe(y-2x)O41其中x係為0.01至0.2，y係為20至24，且z係為0至3。
  2. 如請求項1所述之磁介電材料，其中基於該磁介電材料之總體積，該磁介電材料包含10vol%至60vol%之該等六方晶系鐵氧體微纖維。
  3. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含一Z型六方晶系鐵氧體、一W型六方晶系鐵氧體、一U型六方晶系鐵氧體、一X型六方晶系鐵氧體、一Y型六方晶系鐵氧體、或包含上述各項至少 其中之一的一組合。
  4. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含Ni、Co、Cr、Au、Ag、Cu、Gd、Pt、Ba、Bi、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn、Zr、N、C、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
  5. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含具有下式之一鈷Z型六方晶系鐵氧體：(BazSr(3-z))Co(2+x)MoxFe(y-2x)O41其中x係為0.01至0.2，y係為20至24，且z係為0至3。
  6. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維具有大於或等於10之一縱橫比(aspect ratio)。
  7. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維具有以下其中之一或二者0.3微米至10微米之一平均直徑，以及100微米至5,000微米之一平均長度。
  8. 如請求項1述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含晶粒大小為0.3微米至20微米之複數個晶粒。
  9. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維包含複數個晶粒，且其中按數目計50%至100%之該等晶粒係沿著各自之該等微纖維之一x-y平面而定向。
  10. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行於該磁介電材料之一x-y平面而定向。
  11. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該等六方晶系鐵氧體微纖維係平行 於該磁介電材料之一x-y平面且平行於該x-y平面之該x方向而定向。
  12. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該磁介電材料在該x方向上之該導磁率係為該z方向上之該導磁率之0.75倍至2倍，該z方向垂直於該寬闊表面。
  13. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該磁介電材料更包含一介電填充物、一阻燃劑、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
  14. 如請求項1所述之磁介電材料，具有以下其中之一或多者1GHz之一運作頻率；當在1GHz下測定時，小於或等於10之一介電係數(permittivity)；以及當在1GHz下測定時，小於或等於0.005之一介電損耗角正切。
  15. 如請求項1所述之磁介電材料，更包含設置於該磁介電材料之一表面上之一導電層。
  16. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該聚合物基質包含聚烯烴(polyolefin)、聚氨酯(polyurethane)、聚矽氧(silicone)、聚醚(polyether)、聚苯硫醚(poly(phenylene sulfide))、或包含上述各項至少其中之一的一組合。
  17. 如請求項1所述之磁介電材料，其中該聚合物基質包含熱固性聚丁二烯(polybutadiene)或聚異戊二烯(polyisoprene)、或者熱固性聚降莰烯(polynorbornene)。
  18. 一種製作如請求項1所述之磁介電材料之方法，包含：對該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行射出成型 (injection molding)，其中該聚合物基質包含一熱塑性聚合物。
  19. 一種製作如請求項1所述之磁介電材料之方法，包含：對一熱固性聚合物前驅物組成物(thermosetting polymer precursor composition)及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行反應射出成型(reaction injection molding)。
  20. 如請求項19所述之方法，包含在存在一磁場之情況下對該聚合物基質及該等六方晶系鐵氧體微纖維進行射出成型或反應射出成型。
  21. 一種包含如請求項1所述之磁介電材料之物品。
  22. 如請求項21所述之物品，其中該物品係為一天線、一變壓器、一防電磁介面材料、或一電感器。
  23. 如請求項22所述之物品，其中該物品係為一微波裝置。
  24. 如請求項21所述之物品，包含該磁介電材料及一介電材料，基於該介電材料之總體積，該介電材料包含0vol%至2vol%之該等六方晶系鐵氧體微纖維。
TW106101675A 2016-01-18 2017-01-18 包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法 TWI720109B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662279964P 2016-01-18 2016-01-18
US62/279,964 2016-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201741381A TW201741381A (zh) 2017-12-01
TWI720109B true TWI720109B (zh) 2021-03-01

Family

ID=57944547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106101675A TWI720109B (zh) 2016-01-18 2017-01-18 包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11004583B2 (zh)
CN (1) CN108475568B (zh)
TW (1) TWI720109B (zh)
WO (1) WO2017127388A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6722684B2 (ja) 2015-01-30 2020-07-15 ロジャーズ コーポレーション 極超短波用ＭＯドープＣｏ２Ｚ型フェライト複合材料
DE112019000941B4 (de) * 2018-02-23 2023-05-04 Rogers Corporation Polytetrafluorethylen-Hexaferrit-Verbundwerkstoffe
US11295882B1 (en) * 2019-02-12 2022-04-05 Hrl Laboratories, Llc Magnetically anisotropic binder-free films containing discrete hexaferrite nanoplatelets
JP2022540910A (ja) 2019-07-16 2022-09-20 ロジャーズ・コーポレイション 磁性誘電材料、それを作製する方法及びその使用
US11679991B2 (en) 2019-07-30 2023-06-20 Rogers Corporation Multiphase ferrites and composites comprising the same
CN114206804B (zh) 2019-08-05 2023-06-16 罗杰斯公司 钌掺杂的z型六方铁氧体
TW202116700A (zh) 2019-09-24 2021-05-01 美商羅傑斯公司 鉍釕ｍ型六方晶系鐵氧體、包含彼之組合物及複合物、及製造方法
US11783975B2 (en) 2019-10-17 2023-10-10 Rogers Corporation Nanocrystalline cobalt doped nickel ferrite particles, method of manufacture, and uses thereof
TW202136174A (zh) * 2020-02-10 2021-10-01 美商羅傑斯公司 多晶１８ｈ六鐵氧體、其製備方法、及其用途
US11691892B2 (en) 2020-02-21 2023-07-04 Rogers Corporation Z-type hexaferrite having a nanocrystalline structure
CN111302706B (zh) * 2020-03-12 2021-07-20 江西重恒工瓷科技有限公司 一种高柔韧性磁介复合基板材料及其制备方法和应用
WO2024097554A1 (en) * 2022-11-03 2024-05-10 Rogers Corporation Single feed and dual polarization antenna

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103243417A (zh) * 2013-05-08 2013-08-14 江苏大学 一种铁氧体纳米纤维的制备方法
CN103304186A (zh) * 2013-07-03 2013-09-18 电子科技大学 一种铁氧体基复合磁介天线基板材料及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725490A (en) * 1986-05-05 1988-02-16 Hoechst Celanese Corporation High magnetic permeability composites containing fibers with ferrite fill
EP0265133A3 (en) * 1986-10-13 1990-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite magnetic powder, method for producing the same and recording medium containing the same
FR2653599B1 (fr) 1989-10-23 1991-12-20 Commissariat Energie Atomique Materiau composite stratifie presentant des proprietes electromagnetiques absorbantes et son procede de fabrication.
US5143583A (en) 1991-04-02 1992-09-01 Marchessault Robert H Preparation and synthesis of magnetic fibers
JP3608612B2 (ja) * 2001-03-21 2005-01-12 信越化学工業株式会社 電磁波吸収性熱伝導組成物及び熱軟化性電磁波吸収性放熱シート並びに放熱施工方法
US20030059609A1 (en) 2001-09-25 2003-03-27 Phoenix Textile Corporation Fabric with magnetic fibers
JP2007519219A (ja) 2003-07-03 2007-07-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ プリント回路基板製造用の軟磁性材料
JP2006290917A (ja) 2005-04-05 2006-10-26 Mitsui Chemicals Inc ゴム組成物およびその用途
WO2007046527A1 (ja) 2005-10-21 2007-04-26 Nitta Corporation 通信改善用シート体ならびにそれを備えるアンテナ装置および電子情報伝達装置
CN101104556A (zh) 2007-07-16 2008-01-16 江苏大学 一种Mn-Zn铁氧体纤维及其制备方法
CN101100374A (zh) 2007-07-16 2008-01-09 江苏大学 一种Ni-Zn铁氧体纤维及其制备方法
US7815820B2 (en) * 2007-10-18 2010-10-19 General Electric Company Electromagnetic interference shielding polymer composites and methods of manufacture
RU2410402C2 (ru) 2007-12-28 2011-01-27 Александр Метталинович Тишин Пористые материалы с внедренными наночастицами, способы их изготовления и применения
CN101545159B (zh) 2009-05-04 2010-12-29 南京航空航天大学 一种稀土掺杂尖晶石铁氧体/掺铝氧化锌复合纤维及其制备方法
CN101851814B (zh) 2010-05-14 2012-11-07 江苏大学 铁镍合金/镍铁氧体磁性复合纳米纤维及其制备方法
CN101914821B (zh) 2010-05-14 2012-08-15 江苏大学 Ni-Zn铁氧体/SiO2复合纳米纤维及其制备方法
CN102408202B (zh) * 2011-08-17 2013-02-13 电子科技大学 一种微带天线复合基板材料及其制备方法
CN103436994B (zh) 2013-08-05 2015-10-07 江苏科技大学 Fe-Ni合金/C复合纳米纤维微波吸收剂、制备方法及其应用
CN103630674B (zh) 2013-12-18 2015-05-13 天津市纺织纤维检验所 磁性功能纤维的定性分析、交织物的定量分析方法
WO2016064459A2 (en) 2014-07-31 2016-04-28 Northeastern University Co2 z-type ferrite composite material for use in ultra-high frequency antennas
US20160099498A1 (en) 2014-10-02 2016-04-07 Rogers Corporation Magneto-dielectric substrate, circuit material, and assembly having the same
US9596755B2 (en) 2014-10-15 2017-03-14 Rogers Corporation Magneto-dielectric substrate, circuit material, and assembly having the same
JP6722684B2 (ja) 2015-01-30 2020-07-15 ロジャーズ コーポレーション 極超短波用ＭＯドープＣｏ２Ｚ型フェライト複合材料
WO2016149465A1 (en) 2015-03-19 2016-09-22 Rogers Corporation Magneto-dielectric substrate, circuit material, and assembly having the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103243417A (zh) * 2013-05-08 2013-08-14 江苏大学 一种铁氧体纳米纤维的制备方法
CN103304186A (zh) * 2013-07-03 2013-09-18 电子科技大学 一种铁氧体基复合磁介天线基板材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108475568B (zh) 2022-05-31
US20190013128A1 (en) 2019-01-10
US11004583B2 (en) 2021-05-11
CN108475568A (zh) 2018-08-31
TW201741381A (zh) 2017-12-01
WO2017127388A1 (en) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI720109B (zh) 包含六方晶系鐵氧體纖維之磁介電材料、其製作及使用方法
US20190221343A1 (en) Core-shell particles, magneto-dielectric materials, methods of making, and uses thereof
US11574752B2 (en) Magneto-dielectric materials, methods of making, and uses thereof
KR102303160B1 (ko) 자기 유전기판, 회로 재료 및 이들을 갖는 어셈블리
KR101836324B1 (ko) 자기 유전기판, 회로 재료 및 이들을 갖는 어셈블리
US11198263B2 (en) Melt processable thermoplastic composite comprising a multimodal dielectric filler
DE112019002263T5 (de) Auf ein Substrat befestigte elektromagnetische dielektrische Struktur und Verfahren zu deren Herstellung