特許 7637118 ルテニウムドープＺ型ヘキサフェライト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-18

(45)【発行日】2025-02-27

(54)【発明の名称】ルテニウムドープＺ型ヘキサフェライト

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/26 20060101AFI20250219BHJP

   C01G 49/00 20060101ALI20250219BHJP

   H01F 1/11 20060101ALI20250219BHJP

   H01F 1/113 20060101ALI20250219BHJP

【ＦＩ】

C04B35/26

C01G49/00 C

C01G49/00 D

C01G49/00 E

H01F1/11

H01F1/113

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022506817

(86)(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-17

(86)【国際出願番号】 US2020043845

(87)【国際公開番号】W WO2021025902

(87)【国際公開日】2021-02-11

【審査請求日】2023-06-14

(31)【優先権主張番号】62/882,681

(32)【優先日】2019-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】521138305

【氏名又は名称】ロジャーズ・コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】キファン・リ

(72)【発明者】

【氏名】ヤジエ・チェン

【審査官】安積 高靖

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３０６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７１５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２８４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０８９６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４７８０２３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２９２６０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ３５／２６

Ｃ０１Ｇ ４９／００

Ｈ０１Ｆ １／１１

Ｈ０１Ｆ １／１１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

式：
（Ｂａ_３－ｘＭ_ｘ）Ｃｏ_２（Ｍ’Ｒｕ）_ｙＦｅ_{２４－２ｙ－ｚ}Ｏ_４１
（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種であり；Ｍ’は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種であり；ｘは、１～３であり；ｙは、０超～２であり；ｚは、－４～４である）
を有するＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを含むフェライト組成物。

【請求項2】

ｙが０．００１～２である、請求項１に記載のフェライト組成物。

【請求項3】

Ｍ’が、少なくともＣｏである、請求項１又は２に記載のフェライト組成物。

【請求項4】

フェライト組成物の総質量に対して、０．２～５．０質量パーセントの量のＢｉ_２Ｏ_３を更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のフェライト組成物。

【請求項5】

固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、３．５以上の透磁率を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のフェライト組成物。

【請求項6】

固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、６～１５の誘電率を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のフェライト組成物。

【請求項7】

固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．１２以下、又は０．０８以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のフェライト組成物。

【請求項8】

固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．０１以下、又は０．００８以下の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のフェライト組成物。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のフェライト組成物及びポリマーを含む複合体。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか一項に記載のフェライト組成物又は請求項９に記載の複合体を含む物品。

【請求項11】

アンテナ、フィルター、インダクタ、サーキュレータ又はフェーズシフターである、請求項１０に記載の物品。

【請求項12】

マイクロ波アンテナである、請求項１０又は１１に記載の物品。

【請求項13】

０．１ギガヘルツ以上、又は０．３ギガヘルツ以上、又は０．１～４ギガヘルツの周波数で動作可能なアンテナである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の物品。

【請求項14】

請求項１から８のいずれか一項に記載のフェライト組成物を作製する方法であって、
Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ及びＲｕを含むフェライト前駆体化合物を混合する工程；並びに
フェライト前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結して、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを形成する工程
を含む、方法。

【請求項15】

フェライト前駆体化合物が、ＢａＣＯ_３、ＭＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＲｕＯ_２及びＦｅ_２Ｏ_３（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種である）を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

フェライト前駆体化合物が、５～２０質量パーセントのＢａＣＯ_３、５～２０質量パーセントのＭＣＯ_３、２～１５質量パーセントのＣｏ_３Ｏ_４、０．１～１０質量パーセントのＲｕＯ_２、及び５０～８０質量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３を含み、すべて混合物の総質量に対するものとする、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

焼結する工程は、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間、行う、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

焼結する工程の前に、空気中でフェライト前駆体化合物をか焼する工程を更に含む、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を結合剤と混合する工程を更に含む、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を形成する工程を更に含む、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本出願は、２０１９年８月５日に出願された米国仮特許出願第６２／８８２，６８１号の優先権を主張する。この関連出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

特に種々の商業及び防衛関連産業において目的となる、極超短波（ＵＨＦ）、Ｌバンド及びＳバンド用途に使用されるデバイスの増加し続ける需要を満たすために改善された性能及び小型化が必要とされている。レーダー及び現代の無線通信システムの重要な構成要素として、小型のアンテナ素子が恒常的に開発されている。しかしながら、大部分のフェライト材料は短波において比較的高い磁気損失を示すため、そのような短波用途における使用のためのフェライト材料を開発することは困難であった。一般に、六方フェライト又はヘキサフェライトは、六方晶構造を有し、磁気特性を示す、ある種類の酸化鉄セラミック化合物である。Ｚ型フェライト、Ｂａ_３Ｍｅ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４１及びＹ－型フェライト、Ｂａ_２Ｍｅ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２（ここで、Ｍｅは、Ｃｏ、Ｎｉ又はＺｎ等の小さな２＋カチオンでありえ、ＢａはＳｒで置換されてもよい）を含む、数種類のヘキサフェライトのファミリーが公知である。他のヘキサフェライトの型としては、Ｍ型フェライト（（Ｂａ，Ｓｒ）Ｆｅ_１２Ｏ_１９）、Ｗ型フェライト（（Ｂａ，Ｓｒ）Ｍｅ_２Ｆｅ_１６Ｏ_２７）、Ｘ型フェライト（（Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｍｅ_２Ｆｅ_２８Ｏ_４６）及びＵ型フェライト（（Ｂａ，Ｓｒ）_４Ｍｅ_２Ｆｅ_３６Ｏ_６０）が挙げられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

コバルト置換バリウムＹ型（Ｃｏ_２Ｙ）及びＺ型（Ｃｏ_２Ｚ）ヘキサフェライト等のいくつかのヘキサフェライトは、スピネルフェライトと比較して、はるかに高い強磁性共鳴周波数及び透磁率を有することができ、そのため、短波用途に向いている。これらの改善にも関わらず、これらの置換により磁気損失も増加するため、短波及びマイクロ波デバイスにおけるそれらの使用は限定的である。Ｚ型フェライトは、高インピーダンス磁気誘電複合体の候補であるものの、高い磁気損失がその使用を制限している。したがって、改善されたＺ型フェライトが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書において、ルテニウムドープＺ型ヘキサフェライトが開示される。

【0005】

一態様では、フェライト組成物は、式（Ｂａ_３－ｘＭ_ｘ）Ｃｏ_２（Ｍ’Ｒｕ）_ｙＦｅ_{２４－２ｙ－ｚ}Ｏ_４１（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種であり；Ｍ’は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種であり；ｘは、１～３であり；ｙは、０超～２であり；ｚは、－４～４である）を有するＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを含む。

【0006】

別の態様では、物品は、フェライト組成物又はフェライト複合体の少なくとも一方を含む。

【0007】

なお別の態様では、フェライト組成物を作製する方法は、Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ及びＲｕを含むフェライト前駆体化合物を混合する工程；並びにフェライト前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結して、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを形成する工程を含む。

【0008】

上記及び他の特徴は、以下の図、詳細な説明及び特許請求の範囲によって例示される。

【0009】

以下の図は例示的な実施形態であり、これらは、本開示を例示するために提供される。図は実施例の例示であり、これらは、本開示に従って作製されるデバイスを、本明細書で示される材料、条件又はプロセスパラメーターに限定することを意図されない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１、２、４及び６についての周波数による透磁率及び磁気損失正接のグラフ表示である。

【図2】実施例３、５及び７についての周波数による透磁率及び磁気損失正接のグラフ表示である。

【図3】実施例４、６及び８についての周波数による透磁率及び磁気損失正接のグラフ表示である。

【図4】実施例４、６及び８についての周波数による誘電率及び誘電損失正接のグラフ表示である。

【図5】実施例９及び１０についての周波数による透磁率及び磁気損失正接のグラフ表示である。

【図6】実施例９及び１０についての周波数による誘電率及び誘電損失正接のグラフ表示である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

Ｚ型ヘキサフェライト中の鉄イオンの少なくとも一部をルテニウムで置換することにより、改善された特性を有するＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトがもたらされうることを発見した。具体的には、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、一般式：
（Ｂａ_３－ｘＭ_ｘ）Ｃｏ_２（Ｍ’Ｒｕ）_ｙＦｅ_{２４－２ｙ－ｚ}Ｏ_４１
（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種であり；Ｍ’は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種であり；ｘは、１～３であり；ｙは、０超～２、又は０．００１～２であり；ｚは、－４～４である）
を有しうる。Ｍ’は、Ｃｏでありうる。ＲｕのＭ’に対する比は、０．０１～３、又は０．０１～１でありうる。変数ｚは、非化学量論配合物を含むために非ゼロに変更されてもよい。

【0012】

Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、磁化容易平面（ｃ面）を有しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、高い透磁率、高い動作周波数又は低い磁気損失のうちの少なくとも１つを有することにより、Ｓ－Ｌバンド周波数でアンテナ又はインダクタとしての使用に適しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツ、又は２～４ギガヘルツの周波数において、３．５以上、又は５以上、又は５～１０の透磁率を有しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．４以下、０．２以下、又は０．１以下、又は０．０８以下、又は０．０４～０．４の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、６～１５、又は６～１２、又は１０～１４の誘電率を有しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．１５以下、０．００９以下、又は０．００８以下、又は０．００２、又は０．００１～０．１５の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有しうる。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、０．１～４ギガヘルツ、又は０．５～２ギガヘルツ、又は１～２ギガヘルツの動作周波数を有しうる。

【0013】

Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、極超短波範囲内で低い誘電損失正接ｔａｎδ_ε又は磁気損失正接ｔａｎδ_μの少なくとも一方を有しうる。例えば、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．０１以下、若しくは０．００８以下、若しくは０．００６～０．０１の誘電損失正接ｔａｎδ_ε、又は０．１２以下、若しくは０．０８以下、又は０．０５～０．１２の磁気損失正接ｔａｎδ_μの少なくとも一方を有しうる。

【0014】

本明細書で使用される場合、磁気及び誘電特性は、Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ（ＮＲＷ）方法を使用するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）によって同軸空中線で測定され、透磁率及び誘電率の値は、それぞれ相対透磁率及び相対誘電率である。

【0015】

Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、任意の適した方法を使用して調製できる。一般に、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、少なくともＢａ、Ｍ、Ｃｏ、Ｒｕ及びＦｅの酸化物を含む前駆体化合物を含む混合物を最初に形成することによって形成されてもよく、ここでＭは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種である。例えば、混合物は、少なくともＢａＣＯ_３、ＭＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＲｕＯ_２及びＦｅ_２Ｏ_３を含みうる。混合物は、混合物の総質量に対して、５～２０質量パーセントのＢａＣＯ_３を含みうる。混合物は、混合物の総質量に対して、５～５０質量パーセントのＭＣＯ_３を含みうる。混合物は、混合物の総質量に対して、２～１５質量パーセントのＣｏ_３Ｏ_４を含みうる。混合物は、混合物の総質量に対して、０．１～１０質量パーセントのＲｕＯ_２を含みうる。混合物は、混合物の総質量に対して、５０～８０質量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３を含みうる。混合物は、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種の酸化物を更に含みうる。混合物の質量パーセンテージは、混合物中の酸化物の総質量に対するものでありうることに留意されたい。

【0016】

混合物は空気中でか焼して、Ｚ型フェライトを含むフェライトを形成できる。か焼は、摂氏８００～１，３００度（℃）のか焼温度で行うことができる。か焼は、０．５～２０時間、１～１０時間、又は２～５時間のか焼時間、行うことができる。か焼する工程は任意選択であり、唯一の加熱工程は、焼結してフェライトを形成する工程でありうることに留意されたい。

【0017】

フェライトは粉砕し、任意選択により、篩い分けして粒状物を形成できる。篩い分ける工程は、１０～１００番のメッシュスクリーンを通して篩い分けることを含みうる。粗粒子は粒子径を低減するために更に摩砕されうる。微粒子は、０．５～５０マイクロメートル、又は０．５～１０マイクロメートルの中央Ｄ５０体積粒子径を有しうる。粒子径は、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０レーザー光散乱ＰＳＤ分析器を使用して、又はＡＳＴＭ Ｄ４４６４－１５に従って決定される通りに、決定できる。フェライトは結合剤と混合されうる。結合剤は、ポリ（ビニルアルコール）、メチルセルロース、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（エチレングリコール）又はポリ（アルキレンカルボネート）のうちの少なくとも１種を含みうる。結合剤は、フェライトと結合剤の総量に対して、８～１２質量パーセントの量で存在しうる。結合剤は、フェライトの成形を容易にしえ、焼結の間に完全に焼き切ることができる。結合フェライトは、１０～３００マイクロメートル、又は５０～３００マイクロメートルの中央Ｄ５０体積粒子径を有しうる。

【0018】

フェライトは、任意選択により成形し、焼結して、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを形成できる。成形する方法は限定されず、単軸圧縮、静水圧プレス、キャスティング、プレス等のうちの少なくとも１種を含みうる。プレスは、１平方センチメートル当たり０．５～２メートルトンの圧力で行うことができる。焼結は、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で行うことができる。焼結温度からの昇温及び降温は、各々独立して、毎分１～５℃の傾斜率で行うことができる。焼結は、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間、行うことができる。焼結は、酸素環境中で実施されて、誘電損失を低減するのを助けうる。酸素は、焼結チャンバーに毎分０．１～１０リットルの流量で導入されうる。焼結Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、用途に応じて任意の所望の方式で、例えば、切断する又は磨くことによって、仕上げることができる。

【0019】

焼結の前に、ある量の酸化ビスマスをフェライトに添加してもよい。酸化ビスマスは、フェライトの総質量に対して、０．２～５質量パーセントの量で添加されうる。Ｚ型フェライト相の粒界に存在しうるＢｉ_２Ｏ_３の添加は、低い磁気及び誘電損失正接を保持しながら、等しい又は実質的に等しい値の透磁率及び誘電率を有する組成物を実現するのを助けうる。

【0020】

Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、１～１００マイクロメートル、又は５～５０マイクロメートルの平均粒径を有しうる。粒径は、透過型電子顕微鏡、電界放出走査電子顕微鏡又はＸ線回折のうちの少なくとも１つを使用して測定できる。

【0021】

Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトは、バルクセラミックでありえ、又は例えばＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライト及びポリマーを含む複合体中に存在しうる。ポリマーは、熱可塑性物質又は熱硬化性物質を含みうる。本明細書で使用される場合、「熱可塑性物質」という用語は、可塑性又は変形可能であり、加熱されると液体に溶融し、十分に冷却されると、もろいガラス状態に凍結する材料を指す。使用されうる熱可塑性ポリマーの例としては、環式オレフィンポリマー（ポリノルボルネン及びノルボルネニル単位を含有するコポリマー、例えば、ノルボルネン等の環式ポリマー及びエチレン又はプロピレン等の非環式オレフィンのコポリマーを含む）、フルオロポリマー（例えば、フッ化ポリビニル（ＰＶＦ）、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化エチレン－プロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ（エチレン－テトラフルオロエチレン（ＰＥＴＦＥ）又はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ））、ポリアセタール（例えば、ポリオキシエチレン及びポリオキシメチレン）、ポリ（Ｃ_１～６アルキル）アクリレート、ポリアクリルアミド（非置換及びモノ－Ｎ－又はジ－Ｎ－（Ｃ_１～８アルキル）アクリルアミドを含む）、ポリアクリロニトリル、ポリアミド（例えば、脂肪族ポリアミド、ポリフタルアミド又はポリアラミド）、ポリアミドイミド、ポリ無水物、ポリアリーレンエーテル（例えば、ポリフェニレンエーテル）、ポリアリーレンエーテルケトン（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ））、ポリアリーレンケトン、ポリアリーレンスルフィド（例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ））、ポリアリーレンスルホン（例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）等）、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート（ホモポリカーボネート又はポリカーボネートコポリマー、例えば、ポリカーボネート－シロキサン、ポリカーボネート－エステル又はポリカーボネート－エステル－シロキサンを含む）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリーレート、又はポリエステル－エーテル等のポリエステルコポリマー）、ポリエーテルイミド（例えば、ポリエーテルイミド－シロキサンコポリマー等のコポリマー）、ポリイミド（例えば、ポリイミド－シロキサンコポリマー等のコポリマー）、ポリ（Ｃ_１～６アルキル）メタクリレート、ポリアルキルアクリルアミド（例えば、非置換及びモノ－Ｎ－又はジ－Ｎ－（Ｃ_１～８アルキル）アクリルアミド）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン、及びそれらのハロゲン化誘導体（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）及びそれらのコポリマー、例えば、エチレン－アルファ－オレフィンコポリマー）、ポリオキサジアゾール、ポリオキシメチレン、ポリフタリド、ポリシラザン、ポリシロキサン（シリコーン）、ポリスチレン（例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）又はメチルメタクリレート－ブタジエン－スチレン（ＭＢＳ）等のコポリマー）、ポリスルフィド、ポリスルホンアミド、ポリスルホネート、ポリスルホン、ポリチオエステル、ポリトリアジン、ポリウレア、ポリウレタン、ビニルポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ハロゲン化ビニル（例えば、塩化ポリビニル）、ポリビニルケトン、ポリビニルニトリル又はポリビニルチオエーテル）、パラフィンワックス等が挙げられる。前述の熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも１種を含む組合せが使用されうる。

【0022】

熱硬化性ポリマーは、不可逆的に硬化し、重合又は硬化により不溶性になりうる熱硬化性モノマー又はプレポリマー（樹脂）から誘導され、重合又は硬化は、加熱又は照射（例えば、紫外光、可視光、赤外光又は電子ビーム（ｅビーム）照射）への曝露によって誘導できる。熱硬化性ポリマーとしては、アルキド、ビスマレイミドポリマー、ビスマレイミドトリアジンポリマー、シアネートエステルポリマー、ベンゾシクロブテンポリマー、ベンゾオキサジンポリマー、ジアリルフタレートポリマー、エポキシド、ヒドロキシメチルフランポリマー、マレイミド－ホルムアルデヒドポリマー、フェノール類（ノボラック及びレゾール等のフェノール－ホルムアルデヒドポリマーを含む）、ベンゾオキサジン、ポリブタジエン等のポリジエン（そのホモポリマー及びコポリマー、例えば、ポリ（ブタジエン－イソプレン）を含む）、ポリイソシアネート、ポリウレア、ポリウレタン、トリアリルシアヌレートポリマー、トリアリルイソシアヌレートポリマー、特定のシリコーン、及び重合性プレポリマー（例えば、不飽和ポリエステル、ポリイミド等のエチレン性不飽和を有するプレポリマー）等が挙げられる。プレポリマーは、例えば、スチレン、アルファ－メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、アクリル酸、（メタ）アクリル酸、（Ｃ_１～６アルキル）アクリレート、（Ｃ_１～６アルキル）メタクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル、酢酸アリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート又はアクリルアミド等の反応性モノマーと重合、共重合又は架橋されうる。

【0023】

複合体を形成する方法は、限定されず、射出成形、反応射出成形、積層、押出、圧縮成形、カレンダー処理、キャスティング等を含みうる。複合体は、ボイド空間を含まない場合がある。

【0024】

物品は、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを含みうる。物品は、アンテナ又はインダクタコアでありうる。物品は、０．１～４ギガヘルツ範囲、又は０．５～２ギガヘルツ範囲の周波数における使用のためでありうる。物品は、短波又はマイクロ波アンテナ、フィルター、インダクタ、サーキュレータ又はフェーズシフター等の極超短波範囲内で動作可能な種々のデバイスに使用されうる。物品は、０．１ＧＨｚ以上の周波数、又は０．３ＧＨｚ以上の周波数で動作可能でありうる。そのような物品は、商業及び軍事用途、気象レーダー、科学通信、無線通信、自律自動車、航空機通信、宇宙通信、衛星通信又はサーベイランスに使用されうる。

【0025】

本明細書で開示される通り、フェライト組成物は、式（Ｂａ_３－ｘＭ_ｘ）Ｃｏ_２（Ｍ’Ｒｕ）_ｙＦｅ_{２４－２ｙ－ｚ}Ｏ_４１（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種であり；Ｍ’は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種であり；ｘは、１～３であり；ｙは、０超～２、又は０．００１～２であり；ｚは、－４～４である）のＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを含みうる。Ｍ’は、少なくともＣｏでありうる。ＲｕのＭ’に対する比は、０．０１～３でありうる。フェライト組成物は、フェライト組成物の総質量に対して、０．２～５．０質量パーセントの量のＢｉ_２Ｏ_３を更に含みうる。フェライト組成物は、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、３．５以上の透磁率を有しうる。フェライト組成物は、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、６～１５の誘電率を有しうる。フェライト組成物は、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．１２以下、又は０．０８以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有しうる。フェライト組成物は、固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．０１以下、又は０．００８以下の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有しうる。複合体は、フェライト組成物及びポリマーを含みうる。物品は、フェライト組成物又は複合体を含みうる。物品は、アンテナ、フィルター、インダクタ、サーキュレータ又はフェーズシフターでありうる。物品は、マイクロ波アンテナでありうる。アンテナは、０．１ギガヘルツ以上、又は０．３ギガヘルツ以上、又は０．１～４ギガヘルツの周波数で動作可能でありうる。

【0026】

フェライト組成物を作製する方法は、Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ及びＲｕを含むフェライト前駆体化合物を混合する工程；並びにフェライト前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結して、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを形成する工程を含みうる。フェライト前駆体化合物は、ＢａＣＯ_３、ＭＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＲｕＯ_２及びＦｅ_２Ｏ_３（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種である）を含みうる。フェライト前駆体化合物は、５～２０質量パーセントのＢａＣＯ_３、５～２０質量パーセントのＭＣＯ_３、２～１５質量パーセントのＣｏ_３Ｏ_４、０．１～１０質量パーセントのＲｕＯ_２、及び５０～８０質量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３を含んでもよく、すべて混合物の総質量に対するものとする。焼結する工程は、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間、行うことができる。方法は、焼結する工程の前に、空気中でフェライト前駆体化合物をか焼する工程を更に含みうる。方法は、焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を結合剤と混合する工程を更に含みうる。方法は、焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を形成する工程を更に含みうる。

【0027】

以下の実施例は、本開示を例示するために提供される。実施例は単なる例示であり、本開示に従って作製されるデバイスを、実施例で示される材料、条件又はプロセスパラメーターに限定することは意図されない。

【実施例】

【0028】

実施例において、得られたフェライトサンプルの透磁率を、Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ（ＮＲＷ）方法を使用するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）によって、同軸空中線で、０．１～１０ＧＨｚの周波数で測定した。

【0029】

（実施例１～８）
Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトサンプルの調製
Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトサンプルを、一般式（Ｂａ_１．５Ｓｒ_１．５）Ｃｏ_２（ＣｏＲｕ）_ｙＦｅ_{２２．４－２ｙ}Ｏ_４１中のルテニウムの量、ｙを変化させて形成して、Ｔａｂｌｅ １（表１）に示される通りのフェライト組成物を形成した。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを、適切な量のＢａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３及びＲｕＯ_２を、湿式遊星ミルで混合して混合物を形成することによって調製した。混合物を、空気中で４時間の浸漬時間、１，２００℃のか焼温度にか焼して、フェライトを形成した。フェライトを粉砕し、４０メッシュスクリーンを通して篩い分けした。粗粒子を湿式遊星ミルで摩砕して、０．５～１０マイクロメートルの中央Ｄ５０体積粒子径を有する微粒子を形成した。微粒子を、粒子混合物の総量に対して０．５～５質量パーセントのポリ（ビニルアルコール）と混合することによって粒子混合物を形成した。次いで、微粒子混合物を、１平方センチメートル当たり１メートルトンの圧力で圧縮して、７ミリメートルの外径、３ミリメートルの内径及び３～３．５ミリメートルの厚さを有するトロイド粒を形成した。トロイド粒を、毎分３℃の傾斜率及び毎分－３℃の冷却速度を使用し、毎分０．５リットルの速度で酸素ガスを流すことによって、酸素雰囲気中、１，２００℃、１，２２０℃又は１，２４０℃の焼結温度で１０時間焼結した。

【0030】

【表1】

【0031】

Ｔａｂｌｅ ２（表２）及びＴａｂｌｅ ３（表３）に示される焼結温度及びｙ値で種々のフェライト組成物を調製した。透磁率（実線）及び磁気損失正接（破線）を、周波数の関数として図１、図２及び図３に示し、異なる組成物の特性値をＴａｂｌｅ ２（表２）に示す。図３において、アスタリスク付きのサンプルは、反復サンプルであることに留意されたい。いくつかのサンプルの誘電率（実線）及び誘電損失正接（破線）を、周波数の関数として図４に示し、異なる組成物の特性値をＴａｂｌｅ ３（表３）に示す。

【0032】

【表2】

【0033】

結果は、ルテニウムの量を増加させると、１～２ギガヘルツで３以上の透磁率、μ’はなお維持される一方、磁気損失正接が大幅に減少することを示している。結果はまた、単に焼結温度を上昇させることによって、磁気損失正接が更に減少する一方、透磁率が増加しうることも示している。

【0034】

【表3】

【0035】

Ｔａｂｌｅ ３（表３）及び図４は、焼結温度を上昇させると、低い誘電正接値は維持される一方、誘電率が増加しうることを示している。

【0036】

（実施例９～１０）
１工程焼結プロセスを使用したＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトサンプルの調製
Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトサンプルを、一般式（Ｂａ_１．５Ｓｒ_１．５）Ｃｏ_２（ＣｏＲｕ）_ｙＦｅ_{２２．４－２ｙ}Ｏ_４１中のルテニウムの量、ｙを変化させて形成して、Ｔａｂｌｅ １（表１）に示される通りのフェライト組成物を形成した。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを、適切な量のＢａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＲｕＯ_２及びＦｅ_２Ｏ_３を、湿式遊星ミルで混合して混合物を形成することによって調製した。微粒子を混合物の総量に対して０．５～５質量パーセントのポリ（ビニルアルコール）と混合することによって混合物を形成した。次いで、混合物を、１平方センチメートル当たり１メートルトンの圧力で圧縮して、７ミリメートルの外径、３ミリメートルの内径及び３～３．５ミリメートルの厚さを有するトロイド粒を形成した。トロイド粒を、毎分３℃の傾斜率及び毎分－３℃の冷却速度を使用し、毎分０．５リットルの速度で酸素ガスを流すことによって、酸素雰囲気中、１，２２０℃又は１，２４０℃の焼結温度で１０時間、焼結した。

【0037】

Ｔａｂｌｅ ４（表４）及びＴａｂｌｅ ５（表５）に示される焼結温度及びｙ値で種々のフェライト組成物を調製した。透磁率（実線）及び磁気損失正接（破線）を、周波数の関数として図５に示し、異なる組成物の特性値をＴａｂｌｅ ４（表４）に示す。いくつかのサンプルの誘電率（実線）及び誘電損失正接（破線）を、周波数の関数として図６に示し、異なる組成物の特性値をＴａｂｌｅ ５（表５）に示す。

【0038】

【表4】

【0039】

【表5】

【0040】

結果は、１工程焼結プロセスを使用して、良好な透磁率及び磁気損失正接値が維持されることを示している。

【0041】

（実施例１１～１４）
フェライト組成物を含む複合体の調製
Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトサンプルを、一般式（Ｂａ_１．５Ｓｒ_１．５）Ｃｏ_２（ＣｏＲｕ）_ｙＦｅ_{２２．４－２ｙ}Ｏ_４１中のルテニウムの量、ｙを変化させて形成して、Ｔａｂｌｅ １（表１）に示される通りのフェライト組成物を形成した。Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを、適切な量のＢａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３及びＲｕＯ_２を、湿式遊星ミルで混合して混合物を形成することによって調製した。混合物を、空気中で４時間の浸漬時間、１，２００℃のか焼温度にか焼して、フェライトを形成した。フェライトを粉砕し、１００メッシュスクリーンを通して篩い分けした。粗粒子を空気中、１，２４０℃で１０時間、焼結し、湿式遊星ミルで摩砕して微粒子を形成し、毎分０．４リットルの速度で流れる酸素中、９００℃で２時間、アニールして、フェライト粉末を形成した。フェライト粉末は、３～６マイクロメートルの中央Ｄ５０粒子径を有した。フェライト粉末をパラフィンワックスと混合して、４０体積パーセントのフェライト粉末及び６０体積パーセントのパラフィンワックスを含む複合体を形成した。複合体を、７ミリメートルの外径、３ミリメートルの内径及び２．５ミリメートルの厚さを有するトロイドに成形し、磁気及び誘電特性を測定した。

【0042】

磁気特性をＴａｂｌｅ ６（表６）に示し、誘電特性をＴａｂｌｅ ７（表７）に示す。

【0043】

【表6】

【0044】

【表7】

【0045】

結果は、フェライト粒子を含む複合体の良好な透磁率及び磁気損失正接値を示している。

【0046】

以下に、本開示の非限定的な態様を示す。

【0047】

態様１
式：（Ｂａ_３－ｘＭ_ｘ）Ｃｏ_２（Ｍ’Ｒｕ）_ｙＦｅ_{２４－２ｙ－ｚ}Ｏ_４１（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種であり；Ｍ’は、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣｕのうちの少なくとも１種であり；ｘは、１～３であり；ｙは、０超～２であり；ｚは、－４～４である）を有するＲｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを含むフェライト組成物。

【0048】

態様２
ｙが０．００１～２である、態様１のフェライト組成物。

【0049】

態様３
Ｍ’が、少なくともＣｏである、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0050】

態様４
ＲｕのＭ’に対する比が、０．０１～３である、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0051】

態様５
フェライト組成物の総質量に対して、０．２～５．０質量パーセントの量のＢｉ_２Ｏ_３を更に含む、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0052】

態様６
固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、３．５以上の透磁率を有する、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0053】

態様７
固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、６～１５の誘電率を有する、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0054】

態様８
固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．１２以下、又は０．０８以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有する、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0055】

態様９
固体セラミックの形態で、１～２ギガヘルツの周波数において、０．０１以下、又は０．００８以下の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有する、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物。

【0056】

態様１０
先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物を含む物品。

【0057】

態様１１
アンテナ、フィルター、インダクタ、サーキュレータ又はフェーズシフターである、態様１０の物品。

【0058】

態様１２
マイクロ波アンテナである、態様１０～１１のいずれか１つ又は複数の物品。

【0059】

態様１３
０．１ギガヘルツ以上、又は０．３ギガヘルツ以上、又は０．１～４ギガヘルツの周波数で動作可能なアンテナである、態様１０～１２のいずれか１つ又は複数の物品。

【0060】

態様１４
例えば、先行する態様のいずれか１つ又は複数のフェライト組成物を作製する方法であって、Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ及びＲｕを含むフェライト前駆体化合物を混合する工程；並びにフェライト前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結して、Ｒｕ－Ｃｏ_２Ｚフェライトを形成する工程を含む、方法。

【0061】

態様１５
フェライト前駆体化合物が、ＢａＣＯ_３、ＭＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＲｕＯ_２及びＦｅ_２Ｏ_３（式中、Ｍは、Ｓｒ、Ｐｂ又はＣａのうちの少なくとも１種である）を含む、態様１４の方法。

【0062】

態様１６
フェライト前駆体化合物が、５～２０質量パーセントのＢａＣＯ_３、５～２０質量パーセントのＭＣＯ_３、２～１５質量パーセントのＣｏ_３Ｏ_４、０．１～１０質量パーセントのＲｕＯ_２、及び５０～８０質量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３を含み、すべて混合物の総質量に対するものとする、態様１５の方法。

【0063】

態様１７
焼結する工程は、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間、行う、態様１４～１６のいずれか１つ又は複数の方法。

【0064】

態様１８
焼結する工程の前に、空気中でフェライト前駆体化合物をか焼する工程を更に含む、態様１４～１６のいずれか１つ又は複数の方法。

【0065】

態様１９
焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を結合剤と混合する工程を更に含む、態様１４～１８のいずれか１つ又は複数の方法。

【0066】

態様２０
焼結する工程の前に、フェライト前駆体化合物を形成する工程を更に含む、態様１４～１９のいずれか１つ又は複数の方法。

【0067】

態様２１
先行する態様のうちのいずれか１つ又は複数のフェライト組成物を含む複合体。

【0068】

組成物、方法及び物品は、本明細書で開示される任意の適切な材料、工程又は構成要素を代替的に含んでもよく、それらからなってもよく、又はそれらから本質的になってもよい。組成物、方法及び物品は、組成物、方法及び物品の機能又は目的を達成するのに別途必ずしも必須ではないいずれの材料（若しくは種）、工程又は構成要素も含まない、又は実質的に含まないように更に又は代替的に考案されてもよい。

【0069】

本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」及び「少なくとも１つ」は、量の限定を記述せず、文脈がそうでないことを明らかに示していない限り、単数及び複数の両方を包含することが意図される。例えば、「１つの要素（ａｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、文脈がそうでないことを明らかに示していない限り、「少なくとも１つの要素」と同じ意味を有する。「組合せ」という用語は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物等を包含する。また、「のうちの少なくとも１つ」とは、リストが各要素を個々に、並びにリストの２つ以上の要素の組合せ及びリストの少なくとも１つの要素と列挙されない同様の要素との組合せを包含することを意味する。

【0070】

「又は」という用語は、文脈がそうではないことを明らかに示していない限り、「及び／又は」を意味する。本明細書全体を通して、「一態様」、「別の態様」、「一部の態様」等への参照は、その態様と関連して記載される特定の要素（例えば、特徴、構造、工程又は特性）が、本明細書に記載の少なくとも１つの態様に含まれ、他の態様では存在してもしなくてもよいことを意味する。更に、記載の要素は、任意の適した方法で種々の態様において組み合わせられうることを理解されたい。

【0071】

本明細書で逆のことが特定されていない限り、すべての試験標準は、本出願の出願日、又は優先権が主張される場合、試験標準が現れる最も速い優先権出願の出願日時点で有効な最新の標準である。

【0072】

同じ構成要素又は特性を対象とするすべての範囲の端値は、端値を含み、独立して組み合わせ可能であり、すべての中間点及び範囲を含む。例えば、「最大２５体積％、又は５～２０体積％」の範囲は、端値及び「５～２５体積％」の範囲のすべての中間値、例えば、１０～２３体積％等を含む。

【0073】

別途定義されない限り、本明細書で使用される技術及び科学用語は、本出願が属する分野の当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。

【0074】

すべての引用される特許、特許出願及び他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、本出願の用語が、組み込まれた参考文献の用語と矛盾する又は相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれた参考文献の相反する用語に優先する。

【0075】

特定の実施形態を記載したが、現在予期されていない又は予期されえない代替例、修正例、変更例、改善及び実質的な均等物が、出願人又は他の当業者に想起されうる。したがって、出願され、補正されうる添付の特許請求の範囲は、すべてのそのような代替例、修正例、変更例、改善及び実質的な均等物を包含することが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】