特表 2022-542233 多相フェライト及びそれを含む複合材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-30

(54)【発明の名称】多相フェライト及びそれを含む複合材

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/11 20060101AFI20220922BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20220922BHJP

   C08K 3/22 20060101ALI20220922BHJP

   H01F 1/113 20060101ALI20220922BHJP

【ＦＩ】

H01F1/11

C08L101/00

C08K3/22

H01F1/113

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022503864

(86)(22)【出願日】2020-07-28

(85)【翻訳文提出日】2022-01-19

(86)【国際出願番号】 US2020043843

(87)【国際公開番号】W WO2021021789

(87)【国際公開日】2021-02-04

(31)【優先権主張番号】62/880,278

(32)【優先日】2019-07-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

【テーマコード（参考）】

4J002

5E040

【Ｆターム（参考）】

4J002AA001

4J002BB001

4J002BD121

4J002CH091

4J002CJ001

4J002CK021

4J002CN021

4J002DE116

4J002FB006

4J002FB076

4J002FB096

4J002FB166

4J002FD016

4J002FD206

4J002GQ00

4J002GR00

4J002GR02

5E040AB03

5E040BB04

5E040CA20

(57)【要約】

１つの側面では、多相フェライトは、任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；式：Ｍｅ’’_ｒＣｏ_１－ｒＦｅ_２＋ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは、－０．５～０．５である。）を有するＣＦＯ相；及び、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、Ｂａは、任意選択でＳｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてもよい。）を有するＣｏＲｕ－ＢａＭ相、を含む。別の側面では、複合体は、ポリマー及び前記多相フェライトを含み得る。さらに別の側面では、前記多相フェライトを製造する方法は、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトと、ＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成させる工程、及び前記混合物を酸素雰囲気中で焼結して多相フェライトを形成する工程を含み得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；
式：Ｍｅ’’ _ｒＣｏ_１－ｒＦｅ_２＋ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは、－０．５～０．５である。）を有するＣＦＯ相；及び
式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、Ｂａは、任意選択でＳｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてもよい。）を有するＣｏＲｕ－ＢａＭ相
を含む、多相フェライト。

【請求項2】

いずれも多相フェライトの総体積に基づいて、
５０～９５体積％のＣｏ_２Ｗ相；
１～２０体積％のＣＦＯ相；及び
５～５０体積％のＣｏＲｕ－ＢａＭ相
を含む、請求項１に記載の多相フェライト。

【請求項3】

Ｃｏ_２Ｗ相がＲｕを含む、請求項１又は２に記載の多相フェライト。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の多相フェライト；及び
ポリマー
を含む、複合体。

【請求項5】

１０～９０体積％の前記多相フェライト；及び
１０～９０体積％の前記ポリマー
を含む、請求項４に記載の複合体。

【請求項6】

前記ポリマーが、フルオロポリマー、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、ポリ（アリーレンエーテルケトン）、又はポリ（フェニレンサルファイド）の少なくとも１つを含む、請求項４又は５に記載の複合体。

【請求項7】

１～６ギガヘルツの周波数で１以上の透磁率；
１～６ギガヘルツの周波数で６～１５の誘電率；
１～６ギガヘルツの周波数で０．１以下、又は０．０３以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μ；
１～６ギガヘルツの周波数で０．０５以下、又は０．０１以下の誘電損失正接ｔａｎδ_ε
のうちの少なくとも１つを有する、請求項４～６のいずれか一項に記載の複合体。

【請求項8】

請求項１～３のいずれか一項に記載の多相フェライト、又は、請求項４～７のいずれか一項に記載の複合体を含む、物品。

【請求項9】

アンテナ、フィルタ、インダクタ、サーキュレータ、又は移相器である、請求項８に記載の物品。

【請求項10】

マイクロ波アンテナである、請求項８又は９に記載の物品。

【請求項11】

０．１ギガヘルツ以上、又は０．３ギガヘルツ以上、又は０．１～６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８～１０のいずれか一項に記載の物品。

【請求項12】

請求項１～３のいずれか一項に記載の多相フェライトを製造する方法であって、
ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成する工程であって、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２である。）を有する、工程；及び
前記混合物を酸素雰囲気中で焼結して、多相フェライトを形成する工程
を含む、方法。

【請求項13】

前記多相フェライトを粉砕して、体積中央粒径（Ｄ５０）が１～５０マイクロメートルである複数の粒子を形成し、前記複数の粒子を、８００～１，０００℃にて１～１０時間酸素中でアニールする工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記焼結が、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度にて、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間で起こる、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記混合の前にＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程をさらに含み、前記ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程が、
Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ、及びＲｕを含むＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を混合する工程；及び
前記ＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結してＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程
を含む、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記混合の前にＣＦＯ相フェライトを形成する工程をさらに含み、前記ＣＦＯ相フェライトを形成する工程が、
Ｆｅ及びＣｏを含むＣＦＯ前駆体化合物を混合する工程；及び
前記ＣＦＯ前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結してＣＦＯ相フェライトを形成する工程
を含む、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記混合物が、いずれも前記混合物の総質量に基づいて、
４５～９５質量％のＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトと、
５～５５質量％のＣＦＯ相フェライトと
を含む、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記多相フェライトをポリマーと混合して、請求項４～７のいずれか１項に記載の複合体を形成することをさらに含む、請求項１２～１７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】

この出願は、２０１９年７月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／８８０，２７８の号の利益を主張する。この関連出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、多相フェライトに関する。

【背景技術】

【0002】

極超短波（ＵＨＦ）、Ｌバンド、及びＳバンドアプリケーションで使用されるデバイスの絶えず増大する要求を満たすために、改良された性能及び小型化が必要であり、これらは、様々な商業及び防衛関連産業において特に関心が持たれている。レーダーや最新の無線通信システムの重要なコンポーネントとして、コンパクトなサイズのアンテナエレメントが絶えず開発されている。しかし、ほとんどのフェライト材料が高周波では比較的高い磁気損失を示すため、そのような高周波用途で使用する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、六方晶フェライト、すなわちヘキサフェライトは、六方晶の結晶構造を持ち、磁気特性を示す酸化鉄セラミック化合物の一種である。ヘキサフェライトのいくつかのタイプのファミリーが知られており、Ｚ型フェライトＢａ_３Ｍｅ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４１、Ｙ型フェライトＢａ_２Ｍｅ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２などが含まれる。ここで、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、又はＺｎなどの小さな２＋カチオンであり得、ＳｒはＢａに置き換えられ得る。その他のヘキサフェライトのタイプには、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〕、Ｕ型フェライト〔（Ｂａ、Ｓｒ）_４Ｍｅ_２Ｆｅ_３６Ｏ_６０〕が含まれる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

フェライト複合体におけるこれらの進歩にもかかわらず、これらの代替品も磁気損失の増大をもたらすため、高周波及びマイクロ波デバイスにおけるそれらの使用は制限されている。したがって、改良されたフェライト組成物が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書は、多相フェライトを開示する。

【0005】

１つの側面では、多相フェライトは、任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；式：Ｍｅ’’_ｒＣｏ_１－ｒＦｅ^２＋ _ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは－０．５～６０．５である、ＣＦＯ相；及び、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、ＢａはＳｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてよい。）を有するＣｏＲｕ－ＢａＭ相を含む。

【0006】

別の側面では、複合体は、ポリマー及び前記多相フェライトを含むことができる。

【0007】

さらに別の側面では、物品は、前記多相フェライト又は前記複合体を含むことができる。

【0008】

さらに別の側面では、多相フェライトを製造する方法は、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成する工程であって、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０から２であり、ｙは０．０１から２である。）を有する工程；及び、前記混合物を酸素雰囲気中で焼結して多相フェライトを形成する工程、を含むことができる。

【0009】

上記及び他の特徴を、以下の図、詳細な説明、及び特許請求の範囲によって例示する。
以下の図は、例示的な実施形態であり、本開示を説明するために提供する。これらの図は１つの例を例示するものであり、本開示に従って製造されるデバイスを、本明細書に記載の材料、条件、又はプロセスパラメータに限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例３のＸ線回折データのグラフ図である。

【図2】実施例４のＸ線回折データのグラフ図である。

【図3】フェライト－ポリマー複合体の実施例５及び６の、周波数に対する磁気損失正接のグラフ図である。

【図4】図４は、フェライト－ポリマー複合体の実施例５及び６の、周波数に接する誘電損失正接のグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

多相フェライトを含む複合体が、高周波、例えば、最大６ギガヘルツ（ｇＨｚ）で、低磁気損失正接ｔａｎδ_μを達成し得ることが見出された。この多相フェライトは、任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；式：Ｍｅ’’_ｒＣｏ_１－ｒＦｅ^２＋ _ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇのうちの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは－０．５～０．５である）を有するＣＦＯ相；及び、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相を含む。

【0012】

多相フェライトは、多相フェライトの総体積に基づいて、５０～９５体積パーセント、又は６０～７５体積パーセントのＣｏ_２Ｗ相を含むことができる。多相フェライトは、多相フェライトの総体積に基づいて、１～２０体積パーセント、又は５～１０体積パーセントのＣＦＯ相を含むことができる。多相フェライトは、多相フェライトの総体積に基づいて、５～５０体積パーセント、又は１０～２５体積パーセントのＣｏＲｕ－ＢａＭ相を含むことができる。多相フェライトの平均粒径は、１～１００マイクロメートル、又は５～５０マイクロメートルであり得る。粒径は、透過型電子顕微鏡法、電界放出型走査電子顕微鏡法、又はＸ線回折の少なくとも１つを使用して測定することができす。

【0013】

Ｃｏ_２Ｗ相は、式：ＢａＲｕ_ｍＣｏ_２Ｍｅ_ｎＦｅ_１６－ｔＯ_２７を有することができ、式中、Ｍｅは、Ｎｉ又はＺｎ、Ｍｇ、Ｃｏのうちの少なくとも１つを含むことができ、ｍは０～１であり、ｎは０～２であり、ｔは０～２である。ＭｅがＣｏであるということは、単にＣｏ_２Ｗ相が増加したＣｏの量を有することを意味することに留意されたい。

【0014】

ＣｏＲｕ－ＢａＭ相は、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９を有することができ、式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、Ｂａは、Ｓｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてよい。

【0015】

複合体は、多相フェライト及びポリマーを含むことができる。ポリマーは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含むことができる。本明細書で使用される場合、「熱可塑性」という用語は、塑性又は変形可能であり、加熱されると溶融して液体になり、十分に冷却されると脆いガラス状態に凍結する材料を指す。使用することができる熱可塑性ポリマーの例には、環状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むコポリマー、例えば、ノルボルネンなどの環状ポリマーと、エチレン又はプロピレンなどの非環式オレフィンとのコポリマーを含む）、フルオロポリマー〔例えば、ポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、フッ素化エチレン－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）など〕、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンズイミダゾール、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）、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、又はポリエステルコポリマー、例えばポリエステル－エーテルなど）、ポリエーテルイミド（例えば、ポリエーテルイミド－シロキサンなどのコポリマー）、ポリイミド（例えば、ポリイミド－シロキサンコポリマーなどのコポリマー）、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）、及び線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）など、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など）、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）〕、ポリサルファイド、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、ポリ尿素、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、ポリビニルハライド（例えば、ポリ塩化ビニル）、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などが含まれる。前述の熱可塑性ポリマーの少なくとも１つを含む組み合わせを使用することができる。

【0016】

熱硬化性ポリマーは、熱、又は放射線〔例えば、紫外線、可視光、赤外線、又は電子ビーム（ｅ－ビーム）放射線〕への曝露によって有機される重合又は硬化によって非可逆的に硬化され不溶性になり得る、熱硬化性のモノマー又はプレポリマーから誘導される。熱硬化性ポリマーには、アルキッド、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、メラミン－ホルムアルデヒドポリマー、フェノリック（フェノール－ホルムアルデヒドポリマー、例えばノボラック及びレゾールなどを含む）、ベンゾオキサジン、ポリジエン、例えばポリブタジエンなど〔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、ポリ尿素、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、エチレン性不飽和を有するプレポリマー、例えば不飽和ポリエステル、ポリアミドなど）などが含まれる。プレポリマーは、例えば反応性モノマー、例えば、スチレン、α－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にと共に、重合、共重合、又は架橋され得る。

【0017】

ポリマーは、フルオロポリマー、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、ポリ（アリーレンエーテルケトン）、又はポリ（フェニレンサルファイド）のうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0018】

複合体は、複合体の総体積に基づいて、１０～９０体積パーセント、又は３０～７０体積パーセントの多相フェライトを含むことができる。複合体は、複合体の総体積に基づいて、１０～９０体積パーセント、又は３０～７０体積パーセントのポリマーを含むことができる。

【0019】

複合体は、高透磁率、高動作周波数、低誘電損失、又は低磁気損失のうちの少なくとも１つを有することができ、Ｓ－Ｌ帯域周波数でのアンテナ又はインダクタとしての使用に適している。複合体は、１～６ギガヘルツ、又は３～６ギガヘルツの周波数で、１以上、１．３以上、又は１～２の透磁率を有することができる。複合体は、１～３ギガヘルツの周波数で０．０５以下、０．０２以下、又は０．０２～０．０５の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有することができる。複合体は、１～６ギガヘルツ又は３～６ギガヘルツの周波数で、０．０３以下、又は０．１以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μを有することができる。複合体は、１～６ギガヘルツ、又は３～６ギガヘルツの周波数で６～１５、又は８～１０の誘電率を有することができる。複合体は、１～６ギガヘルツ、又は３～６ギガヘルツの周波数で０．１以下、０．０５以下、０．０１以下、０．００６以下、又は０．００６～０．０５の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有することができる。コンポジットの動作周波数は、０．１～６ギガヘルツ、又は４～６ギガヘルツ
であり得る。

【0020】

本明細書で使用されるように、磁気特性及び誘電特性は、ニコルソン－ロス－ウィアー（ＮＲＷ）法を使用するベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）によって同軸最短距離（coaxial airline）で測定され、その透磁率及び誘電率の値は、それぞれ比透磁率及び比誘電率である。

【0021】

多相フェライトは、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成することによって調製することができる。ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９を有することができ、式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２である。

【0022】

ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ、及びＲｕを含むＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を混合する工程；及び、このＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を、酸素雰囲気中で焼結して、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程によって形成され得る。ＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物の焼結は、８００～１，３００℃のＣｏＲｕ－ＢａＭ焼結温度で起こり得る。焼結されたＣｏＲｕ－ＢａＭは、０．５～１０マイクロメートルの体積中央粒径Ｄ５０を持つように粉砕することができる。

【0023】

ＣＦＯ相フェライトは、少なくともＦｅ_２Ｏ_３及びＣｏ_３Ｏ_４を含むＣＦＯ前駆体化合物を混合することによって形成する工程；及び、このＣＦＯ前駆体化合物を、酸素雰囲気中で焼結してＣＦＯ相フェライトを形成する工程によって形成され得る。ＣＦＯ前駆体化合物の焼結は、８００～１，２００℃のＣＦＯ焼結温度で起こり得る。焼結されたＣＦＯは、０．５～１０マイクロメートルの質量中央粒径Ｄ５０を持つように粉砕することができる。

【0024】

ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとの混合物は、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライト及びＣＦＯ相フェライトの混合物の総質量に基づいて、４５～９５質量パーセントのＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを含むことができる。この混合物は、いずれもＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライト及びＣＦＯ相フェライトの混合物の総質量に基づいて、５～５５質量パーセントのＣＦＯ相フェライトを含むことができる。次に、この混合物を、酸素雰囲気中で焼結して多相フェライトを形成することができる。焼結は、１，０００～１，３００℃又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で起こり得る。焼結は、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間で起こり得る。

【0025】

多相フェライトを粉砕して、１～３０マイクロメートルの質量中央粒径Ｄ５０を有する複数の粒子を形成することができる。この多相フェライトは、酸素中で８００～１，０００℃で１～１０時間焼鈍する（アニールする）ことができる。

【0026】

多相フェライトをポリマーと混合して複合体を形成することができる。混合は、ポリマーの融点の温度での混合を含むことができる。混合は、ポリマー前駆体を多相フェライトと混合する工程と、ポリマー前駆体を反応させてポリマーを形成する工程とを含むことができる。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、押出し、圧縮成形、カレンダリング、鋳造などが含まれ得る。複合体には、空隙（void space）がないものであり得る。

【0027】

多相フェライトは、ポリマー又はポリマー前駆体への分散を助けるために、例えば、界面活性剤（例えばオレイルアミンオレイン酸など）、無機材料（例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＭｇＯなど）、シラン、チタネート、又はジルコネートの少なくとも１つで表面処理（本明細書ではコーティングとも称する）することができる。

【0028】

コーティングは、シランコーティング、チタネートコーティング、又はジルコネートコーティングのうちの少なくとも１つを含むことができる。コーティングは、フェニルトリメトキシシラン、ｐ－クロロメチルフェニルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，３，３－トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、（トリデカフルオロ－１，１，２，２－テトラヒドロデシル）－１－トリエトキシシラン、ネオペンチル（ジアリル）オキシトリネオデカノイルチタネート、ネオペンチル（ジアリル）オキシトリ（ジオクチル）ホスフェートチタネート、ネオペンチル（ジアリル）オキシトリ（ジオクチル）ピロホスフェートジルコネート、又はネオペンチル（ジアリル）オキシトリ（Ｎ－エチレンジアミノ）エチルジルコネートのうちの少なくとも１つを含むことができる。コーティングは、フェニルトリメトキシシランなどの芳香族シラン、又は（トリデカフルオロ－１，１，２，２－テトラヒドロオクチル）トリエトキシシランなどのフッ素化脂肪族アルコキシシランのうちの少なくとも１つを含むシランコーティングを含むことができる。

【0029】

多相フェライトは、複合体混合物を形成する前に、コーティング剤で前処理することができ、あるいは、複合体を形成する前に、コーティング剤を複合体混合物に添加することができる。コーティングは、多相フェライトの総質量に基づいて、０．２～４質量％、又は１～３質量％の量で存在していてよい。

【0030】

物品は、前記複合体を含むことができる。物品は、アンテナ又はインダクタコアにすることができる。物品は、０．１～４ギガヘルツの周波数範囲、又は０．５～２ギガヘルツの周波数範囲で使用することができる。物品は、極超短波範囲内で動作する様々なデバイス、例えば、高周波又はマイクロ波アンテナ、フィルター、インダクター、サーキュレーター、又は移相器などに使用することができる。物品は、１ＧＨｚ以上の周波数、又は１～６ＧＨｚの周波数で動作可能である。このような物品は、商業的及び軍事的用途、気象レーダー、科学通信、無線通信、自動運転車、航空機通信、宇宙通信、衛星通信、又は監視で使用することができる。

【0031】

多相フェライトは、任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；式：Ｍｅ’’_ｒＣｏ_１－ｒＦｅ_２＋ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇのうちの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは－０．５～０．５である）を有するＣＦＯ相；及び、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、ＢａはＳｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてよい。）を有するＣｏＲｕ－ＢａＭ相を含むことができる。多相フェライトは、いずれも多相フェライトの総体積に基づいて、５０～９５体積パーセントのＣｏ_２Ｗ相、１～２０体積パーセントのＣＦＯ相、５～５０体積パーセントのＣｏＲｕ－ＢａＭ相を含むことができる。Ｃｏ_２Ｗ相はＲｕを含むことができる。複合体は、この多相フェライトを含むことができる。複合体は、いずれも複合体の総量に基づいて、１０～９０体積パーセントの多相フェライト、１０～９０体積パーセントのポリマーを含むことができる。ポリマーは、フルオロポリマー、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、ポリ（アリーレンエーテルケトン）、又はポリ（フェニレンサルファイド）のうちの少なくとも１つを含むことができる。複合体は、次の少なくとも１つ：１～６ギガヘルツの周波数で１以上の透磁率；１～６ギガヘルツの周波数で６～１５の誘電率；及び、１～６ギガヘルツの周波数で０．１以下、又は０．０３以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μ；１～６ギガヘルツの周波数で０．０５以下、又は０．０１以下の誘電損失正接ｔａｎδ_εを有することができる。物品は、多相フェライトまたは複合体を含むことができる。物品は、前記多相フェライト又は前記複合体を含むことができる。物品は、アンテナ、フィルター、インダクター、サーキュレーター、または移相器であり得る。物品は、マイクロ波アンテナであり得る。アンテナは、０．１ギガヘルツ以上、または０．３ギガヘルツ以上、または０．１～６ギガヘルツの周波数で動作可能である。

【0032】

多相フェライトを製造する方法は、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成する工程；及び、この混合物を、酸素雰囲気中で焼結して、多相フェライトを形成する工程を含むことができる。この方法は、多相フェライトを粉砕して、体積中央粒径（Ｄ５０）が１～５０マイクロメートルである複数の粒子を形成し、この複数の粒子を、酸素中で８００～１，０００℃で１～１０時間アニールする工程を含むことができる。焼結は、１，０００～１，３００℃又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度で起こり得る。焼結は、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間で起こり得る。この方法はさらに、前記混合前にＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程を含むことができる。ここで、前記形成は、Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ、及びＲｕを含むＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を混合する工程；及び、このＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を、酸素雰囲気中で焼結して、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程を含む。この方法はさらに、前記混合前にＣＦＯ相フェライトを形成する工程をさらに含むことができる。ここで、前記形成は、Ｆｅ及びＣｏを含むＣＦＯ前駆体化合物の混合；及びＣＦＯ前駆体化合物を、酸素雰囲気中で焼結して、ＣＦＯ相フェライトを形成する工程を含む。混合物は、いずれも２つのフェライトの混合物の総質量に基づいて、４５～９５質量パーセントのＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライト及び５～５５質量パーセントのＣＦＯ相フェライトを含むことができる。複合体は、前記多相フェライトを、ポリマーと混合することによって形成することができる。

【0033】

以下の実施例は、本開示を説明するために提供される。実施例は単に例示的なものであり、本開示に従って作製されたデバイスを、そこに記載された材料、条件、又はプロセスパラメータに限定することを意図するものではない。

【実施例】

【0034】

本実施例では、得られたフェライトサンプルの透磁率を、０．１～１０ＧＨｚの周波数にわたってＮｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ（ＮＲＷ）法を使用してベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）によって同軸最短距離で測定した。

【0035】

粒子サイズは、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０レーザー光散乱ＰＳＤ分析器を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ４４６４－１５により定義されているとおりに決定した。報告した粒子サイズは、体積中央粒径Ｄ５０である。

【0036】

［実施例１］：ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトの調製
湿式遊星ミル中で適切な量のＢａＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３、及びＲｕＯ_２を混合して混合物を形成することにより、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトの２つのサンプルを形成した。これらの混合物を、１２００℃の温度で４時間の空気浸漬時間で焼結した。焼結混合物を圧砕し、湿式遊星ミル内で粉砕して、中央粒径が１～２マイクロメートルの粒子を形成した。ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、それぞれ式：ＢａＣｏ_０．５Ｒｕ_０．２Ｆｅ_１１．４Ｏ_１９及びＢａＣｏ_０．２Ｒｕ_０．２Ｆｅ_１１．６Ｏ_１９を有していた。

【0037】

［実施例２］：ＣＦＯ相フェライトの調製
ＣＦＯ相フェライトは、湿式遊星ミル中で適切な量のＣｏ_３Ｏ_４及びＦｅ_２Ｏ_３を混合して混合物を形成することによって形成した。この混合物を、９００℃の温度で４時間の空気浸漬時間で焼結した。焼結混合物を圧砕し、湿式遊星ミル内で粉砕して、中央粒径が１～２マイクロメートルの粒子を形成した。

【0038】

［実施例３－４］：多相フェライトの調製
実施例１のＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライト及び実施例２のＣＦＯ相フェライトを表１に従って混合し、遊星ボールミルで粉砕して、２つのフェライトの混合物を形成した。混合物を、酸素雰囲気中、１２６０℃にて１０時間焼結して、多相フェライトを形成した。酸素の流量は０．１～２Ｌ／分であり、温度の上昇は１～５℃／分であった。焼結混合物は、１０～２０マイクロメートルの中央粒径を有する粒子を形成することが見出された。粒子を、酸素雰囲気中で９００℃にて３時間ポストアニールした。

【0039】

【表1】

【0040】

実施例３及び実施例４の粒子を、Ｘ線回折を使用して分析し、結果を図１及び図２にそれぞれ示した。これらの図において、四角で識別されたピークは、Ｃｏ_２Ｗ相の存在を示し、三角形で識別されたピークは、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相の存在を示し、円で識別されたピークは、ＣＦＯ相フェライトの存在を示す。図１及び図２は、実施例３及び実施例４の多相フェライトにおける３つの相の存在をそれぞれ明確に示している。

【0041】

［実施例５－６］：多相フェライト複合体の調製
複合体サンプルを、６０体積％の実施例３又は実施例４の多相フェライトと、４０体積％のパラフィンとを混合して、それぞれ実施例５及び６の複合体を形成することによって形成した。次に、この複合体を成形してトロイド（troid）を形成し、結果として得られる特性を測定した。実施例５及び６の透磁率及び磁気損失正接ｔａｎδ_μを図３に示し、実施例５及び６の透磁率及び誘電損失正接ｔａｎδ_εを図４に示し、実施例５及び実施例６の両方の値を表２に示す。

【0042】

【表2】

【0043】

図３及び図４は、０．１未満から最大で６ギガヘルツまでの広い周波数範囲にわたって実施例５及び実施例６の両方が、低い磁気損失正接値で留まることを示し、同時に、その周波数範囲にわたって良好な透磁率、誘電率、及び誘電損失値を示すことも示す。

【0044】

以下に記載されるのは、本開示の非限定的な態様である。

【0045】

態様１：任意選択でＲｕでドープされていてもよいＣｏ_２Ｗ相；
式：Ｍｅ’’ _ｒＣｏ_１－ｒＦｅ_２＋ｚＯ_４（式中、Ｍｅ’’は、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＭｇの少なくとも１つであり、ｒは０～０．５であり、ｚは、－０．５～０．５である。）を有するＣＦＯ相；及び
式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２であり、Ｂａは、任意選択でＳｒ又はＣａの少なくとも１つで部分的に置き換えられていてもよい。）を有するＣｏＲｕ－ＢａＭ相
を含む、多相フェライト。

【0046】

態様２：いずれも多相フェライトの総体積に基づいて、
５０～９５体積％のＣｏ_２Ｗ相；
１～２０体積％のＣＦＯ相；及び
５～５０体積％のＣｏＲｕ－ＢａＭ相
を含む、態様１に記載の多相フェライト。

【0047】

態様３：Ｃｏ２Ｗ相がＲｕを含む、態様１又は２に記載の多相フェライト。

【0048】

態様４：態様１～３のいずれか１つに記載の多相フェライト；及び
ポリマー
を含む、複合体。

【0049】

態様５：１０～９０体積％の前記多相フェライト；及び
１０～９０体積％の前記ポリマー
を含む、態様４に記載の複合体。

【0050】

態様６：前記ポリマーが、フルオロポリマー、ポリオレフィン、ポリウレタン、液晶ポリマー、ポリ（アリーレンエーテルケトン）、又はポリ（フェニレンサルファイド）の少なくとも１つを含む、態様４又は５に記載の複合体。

【0051】

態様７：１～６ギガヘルツの周波数で１以上の透磁率；
１～６ギガヘルツの周波数で６～１５の誘電率；
１～６ギガヘルツの周波数で０．１以下、又は０．０３以下の磁気損失正接ｔａｎδ_μ；
１～６ギガヘルツの周波数で０．０５以下、又は０．０１以下の誘電損失正接ｔａｎδ_ε
のうちの少なくとも１つを有する、態様４～６のいずれか１つに記載の複合体。

【0052】

態様８：態様１～３のいずれか１つに記載の多相フェライト、又は、態様４～７のいずれか１つに記載の複合体を含む、物品。

【0053】

態様９：アンテナ、フィルタ、インダクタ、サーキュレータ、又は移相器である、態様８に記載の物品。

【0054】

態様１０：マイクロ波アンテナである、態様８又は９に記載の物品。

【0055】

態様１１：０．１ギガヘルツ以上、又は０．３ギガヘルツ以上、又は０．１～６ギガヘルツの周波数で動作可能なアンテナである、態様８～１０のいずれか１つに記載の物品。

【0056】

態様１２：態様１～３のいずれか１項に記載の多相フェライトを製造する方法であって、
ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトとＣＦＯ相フェライトとを混合及び粉砕して混合物を形成する工程であって、ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトは、式：ＢａＣｏ_ｘ＋ｙＲｕ_ｙＦｅ_{１２－（２／３）ｘ－２ｙ}Ｏ_１９（式中、ｘは０～２であり、ｙは０．０１～２である。）を有する、工程；及び
前記混合物を酸素雰囲気中で焼結して、多相フェライトを形成する工程
を含む、方法。

【0057】

態様１３：前記多相フェライトを粉砕して、質量中央粒径（Ｄ５０）が１～５０マイクロメートルである複数の粒子を形成し、前記複数の粒子を、８００～１，０００℃にて１～１０時間酸素中でアニールする工程をさらに含む、態様１２に記載の方法。

【0058】

態様１４：前記焼結が、１，０００～１，３００℃、又は１，２００～１，２５０℃の焼結温度にて、１～２０時間、又は５～１２時間の焼結時間で起こる、態様１２又は１３に記載の方法。

【0059】

態様１５：前記混合の前にＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程をさらに含み、前記ＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程が、
Ｆｅ、Ｂａ、Ｃｏ、及びＲｕを含むＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を混合する工程；及び
前記ＣｏＲｕ－ＢａＭ前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結してＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトを形成する工程
を含む、態様１２～１４のいずれか１つに記載の方法。

【0060】

態様１６：前記混合の前にＣＦＯ相フェライトを形成する工程をさらに含み、前記ＣＦＯ相フェライトを形成する工程が、
Ｆｅ及びＣｏを含むＣＦＯ前駆体化合物を混合する工程；及び
前記ＣＦＯ前駆体化合物を酸素雰囲気中で焼結してＣＦＯ相フェライトを形成する工程
を含む、態様１２～１５のいずれか１つに記載の方法。

【0061】

態様１７：前記混合物が、いずれも前記混合物の総質量に基づいて、
４５～９５質量％のＣｏＲｕ－ＢａＭ相フェライトと、
５～５５質量％のＣＦＯ相フェライトと
を含む、態様１２～１６のいずれか１つに記載の方法。

【0062】

態様１８：前記多相フェライトをポリマーと混合して、態様４～７のいずれか１項に記載の複合体を形成することをさらに含む、態様１２～１７のいずれか１つに記載の方法。

【0063】

組成物、方法、及び物品は、本明細書に開示される任意の適切な材料、工程、又は構成要素「を含む」か、「からなる」か、又は「本質的にからなる」ことができる。本組成物、方法、及び物品は、追加的又は代替的に、組成物、方法、および物品の機能又は目的を達成するために組成物、方法、および物品の機能又は目的を達成するために必要とされない材料（又は種）、工程、または構成要素を欠くか、または実質的に含まないように構成され得る。

【0064】

本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「少なくとも１つ」は、量の制限を示すものではなく、文脈が明らかに他のことを示さない限り、単数形及び複数形の両方を包含することが意図されている。例えば、「要素」は、文脈で明確に示されていない限り、「少なくとも１つの要素」と同じ意味を持つ。「組み合わせ」という用語には、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などが含まる。また、「の少なくとも１つ」は、リストの各要素が個別に含まれることのみならず、リストの２つ以上の要素の組み合わせ、及びリストの少なくとも１つの要素と指定されていない同様の要素との組み合わせが含まれることを意味する。

【0065】

「又は」という用語は、文脈が明らかに他のことを示ない限り、「及び／又は」を意味する。「態様」、「別の態様」、「いくつかの態様」などへの本明細書全体での言及は、その態様に関連して説明される特定の要素（例えば、特徴、構造、工程、又は特性）が、本明細書に記載される少なくとも１つの態様に含まれ、他の態様には存在する場合も存在しない場合もあることを意味する。加えて、記載されたその要素を、様々な態様において任意の適切な方法で組み合わせることができることを理解されたい。

【0066】

本明細書で反対に指定されない限り、すべての試験規格は、本出願の出願日現在で有効な最新の規格であり、優先権が主張される場合は、その試験規格が記載されている最も早い優先出願の出願日現在で有効な最新の規格である。

【0067】

同じコンポーネント又は特性に向けられたすべての範囲の末端の値は、その末端の値を包含し、独立して組み合わせることができ、そのすべての中間の値及び範囲を包含する。たとえば、「最大で２５体積％、又は５～２０体積％」という範囲には、末端の値と、「５～２５体積％」の範囲のすべての中間の値（例えば１０～２３体積％など）が包含される。

【0068】

別段の定義がない限り、本明細書で使用する技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。

【0069】

引用したすべての特許、特許出願、及び他の参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ただし、本出願の用語が、組み込まれた参照の用語と矛盾又は矛盾する場合、本出願の用語は、組み込まれた文献の矛盾する用語に優先する。

【0070】

特定の実施形態が記載されているが、出願人又は当業者には、現在予想されていない、又は予想されない可能性のある、代替、修正、変形、改善、及び実質的な同等物が想起され得る。したがって、出願時に提出され、修正される可能性のある、添付の特許請求の範囲は、そのようなすべての代替案、修正のバリエーション、改善、及び実質的な同等物を包含することが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】