特表 2022-552004 ナノ結晶コバルトドープニッケルフェライト粒子、その製造方法、およびその使用

(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】2022-12-14

(54)【発明の名称】ナノ結晶コバルトドープニッケルフェライト粒子、その製造方法、およびその使用

(51)【国際特許分類】

   C01G 49/00 20060101AFI20221207BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20221207BHJP

   C08K 3/22 20060101ALI20221207BHJP

   C01G 53/00 20060101ALI20221207BHJP

   H01F 1/34 20060101ALI20221207BHJP

   H01F 1/37 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

C01G49/00 E

C08L101/00 ZNM

C08K3/22

C01G49/00 H

C01G53/00 A

H01F1/34 140

H01F1/37

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022522990

(86)(22)【出願日】2020-10-14

(85)【翻訳文提出日】2022-04-15

(86)【国際出願番号】 US2020055449

(87)【国際公開番号】W WO2021076536

(87)【国際公開日】2021-04-22

(31)【優先権主張番号】62/916,425

(32)【優先日】2019-10-17

(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】リ・ジャン

(72)【発明者】

【氏名】ヤジエ・チェン

【テーマコード（参考）】

4G002

4G048

4J002

5E041

【Ｆターム（参考）】

4G002AA10

4G002AB01

4G002AE05

4G048AA03

4G048AB01

4G048AC08

4G048AD03

4G048AE05

4J002AA001

4J002BB001

4J002BB031

4J002BD121

4J002BD141

4J002BD151

4J002BG021

4J002BG061

4J002CH091

4J002CN031

4J002DE116

4J002FD010

4J002FD016

4J002FD130

4J002FD206

4J002GQ00

4J002GR00

5E041AB12

5E041BB04

5E041CA08

5E041HB11

5E041HB17

5E041NN02

5E041NN06

5E041NN14

5E041NN15

(57)【要約】

式：Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有するナノ結晶フェライトであって、式中、ＭがＺｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎの少なくとも１つであり、ｘが０．０１から０．８であり、ｙが０．０１から０．８であり、ｚが－０．５から０．５であり、前記ナノ結晶フェライトが、５から１００ｎｍの平均粒径を有する、ナノ結晶フェライトが開示される。ナノ結晶フェライトを形成する方法は、高エネルギーボールミル粉砕を含み得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

式Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有するナノ結晶フェライトであって、
式中、ＭがＺｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎの少なくとも１つであり、ｘが０．０１から０．８であり、ｙが０．０１から０．８であり、ｚが－０．５から０．５であり、
前記ナノ結晶フェライトが、５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径を有する、ナノ結晶フェライト。

【請求項2】

前記ナノ結晶フェライトが、式Ｎｉ_１-ｘ-ｙＺｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有し、式中、ｘが０．１から０．３であり、ｙが０．２から０．４であり、ｚが－０．５から０．１である、請求項１に記載のナノ結晶フェライト。

【請求項3】

前記ナノ結晶フェライトが、
０．２から１００マイクロメートルの平均粒径を有する球形粒子、または
最長寸法が厚さより大きいという条件で、０．５から１００マイクロメートルの最長寸法、および０．０５から１マイクロメートルの厚さを有するプレートレット形状粒子
の少なくとも１つの形態である、請求項１または２に記載のナノ結晶フェライト。

【請求項4】

０．１から６ギガヘルツで１．５から５の透磁率、または０．１から６ギガヘルツで３から８の誘電率の少なくとも１つを有し、透磁率および誘電率が、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される、請求項１から３のいずれか一項に記載のナノ結晶フェライト。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のナノ結晶フェライトと、ポリマーとを含む複合体。

【請求項6】

前記ポリマーが、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、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））、ポリアルキル（メタ）アクリレート（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、またはポリ（エーテルスルホン）のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の複合体。

【請求項7】

前記複合体の総体積に基づいて５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含み、前記複合体の総体積に基づいて５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのポリマーを含む、請求項５または６に記載の複合体。

【請求項8】

１から３ギガヘルツで２以上、または３以上、または５以上の透磁率、
１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下の磁気損失正接、
０．１から６ギガヘルツで３、４、５、６、７、または８以下の誘電率、
０．１から６ギガヘルツで０．０２以下の誘電損失正接、または
１から６ギガヘルツの共振周波数、
の少なくとも１つを有し、
それぞれの特性が、０．１から８．５ギガヘルツの周波数範囲においてＮｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ法でベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）を同軸ケーブルとともに使用して決定される、請求項５から７のいずれか一項に記載の複合体。

【請求項9】

１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下の磁気損失正接、および
１から３ギガヘルツで３以上、または２以上の透磁率
を有する、請求項５から８のいずれか一項に記載の複合体。

【請求項10】

請求項５から９のいずれか一項に記載の複合体を含む物品。

【請求項11】

前記物品が、アンテナ、変圧器、反電磁インターフェース材料、またはインダクタであり、かつ／または前記物品がマイクロ波装置である、請求項１０に記載の物品。

【請求項12】

例えば請求項１から４のいずれか一項に記載のナノ結晶フェライトを形成する方法であって、
ニッケルフェライト相を有する粉砕粉末を提供するのに十分な時間（例えば、２から１００時間）および温度（例えば、８００から１２００℃）で、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を高エネルギーボールミル粉砕するステップであって、前記高エネルギーボールミル粉砕が任意選択的に４００から６００ｒｐｍのバイアル回転速度で行われる、高エネルギーボールミル粉砕するステップと、
５から１００ナノメートルの平均粒径を有するナノ結晶構造を有するナノ結晶フェライトを生成するのに十分な時間（例えば、０．５から３０時間）および温度（例えば、３００から１０００℃）で前記粉砕粉末を加熱するステップと、
を含む、ナノ結晶フェライトを形成する方法。

【請求項13】

例えば請求項１から４のいずれか一項に記載のナノ結晶フェライトを形成する方法であって、
ニッケルフェライト相を有する混合粉末を提供するのに十分な時間（例えば、２から４時間）および温度（例えば、８００から１２００℃）で、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を混合及び加熱するステップと、
前記混合粉末を一定時間（例えば、２から１００時間）高エネルギーボールミル粉砕して、無秩序な原子スケール構造を有する粉砕粉末を提供するステップであって、前記高エネルギーボールミル粉砕が任意選択的に４００から６００ｒｐｍのバイアル回転速度を有し得る、高エネルギーボールミル粉砕ステップと、
５から１００ナノメートル、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径を有するナノ結晶構造を発達させるのに十分な時間（例えば、０．５から３０時間）および温度（例えば、３００から１０００℃）で前記粉砕粉末を加熱するステップと、
を含む、方法。

【請求項14】

前記ナノ結晶フェライトが、式Ｎｉ_１-ｘ-ｙＺｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有し、式中、ｘが０．１から０．３であり、ｙが０．２から０．４であり、ｚが－０．５から０．１である、請求項１２または１３に記載の方法。

【請求項15】

前記前駆体粉末が、α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、およびＺｎＯを含む、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記高エネルギーボールミル粉砕の間のボール対総粉末質量比が２０：１から４０：１である、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記ボールが３ｍｍから２０ｍｍの直径を有する、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記加熱するステップが、空気、アルゴン、窒素、または酸素のうちの少なくとも１つの下で実施される、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記ナノ結晶フェライトが、
０．２から１００マイクロメートルの平均粒径を有する球形粒子、または
０．５から１００マイクロメートルの平面寸法、および０．０５から１マイクロメートルの厚さを有するプレートレット形状粒子
の少なくとも１つの形態である、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記ナノ結晶フェライトが、０．１から６ＧＨｚで１．５から５の透磁率、および／または０．１から６ＧＨｚで３から８の誘電率を有し、透磁率および誘電率が、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される、請求項１２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】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月１７日に出願された米国仮出願第６２／９１６，４２５号の利益を主張する。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。

【背景技術】

【0002】

極超短波（ＵＨＦ）、Ｌバンド、およびＳバンドで使用されるデバイスに対して絶えず増大する要求を満たすために、性能の向上と小型化が必要であり、これらは、様々な商業および防衛関連産業において特に関心がある。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、小型サイズのアンテナ要素が継続的に開発されている。しかしながら、多くのフェライト材料が高周波で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。したがって、高周波用途で使用するための改良されたフェライト材料が望まれる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本明細書に開示されるのは、ナノ結晶コバルトドープニッケルフェライト粒子、その製造方法、およびその使用である。

【0004】

本明細書に開示されるのは、式：Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有するナノ結晶フェライトであり、式中、Ｍは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎのうちの少なくとも１つであり、ｘは０．０１から０．８であり、ｙは０．０１から０．８であり、ｚは－０．５から０．５であり、ナノ結晶フェライトの平均粒径は５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍである。

【0005】

さらに、上記のナノ結晶フェライトおよびポリマーを含む複合体も開示されている。

【0006】

上記のナノ結晶フェライトを形成する方法は、ニッケルフェライト相を有する粉砕粉末を提供するのに十分な時間および温度で、Ｎｉ、Ｍ、ＣＯ、およびＦｅ前駆体粉末を高エネルギーボールミル粉砕するステップと、平均粒径が５から１００ナノメートルのナノ結晶構造を有するナノ結晶フェライトを生成するのに十分な時間および温度で、粉砕粉末を加熱するステップと、を含む。

【0007】

上記のナノ結晶フェライトを形成する別の方法は、ニッケルフェライト相を有する混合粉末を提供するのに十分な時間および温度で、Ｎｉ、Ｍ、ＣＯ、およびＦｅ前駆体粉末を混合および加熱するステップと、混合粉末を一定時間高エネルギーボールミル粉砕して、無秩序な原子スケール構造を有する粉砕粉末を提供するステップと、平均粒径が５から１００ｎｍのナノ結晶構造を発達させるのに十分な時間および温度で、粉砕粉末を加熱するステップと、を含む。

【0008】

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

【0009】

以下の図面は、本開示を説明するために提供される例示的な態様である。これらの図面は例示するものであり、本開示に従って製造されたデバイスを、本明細書に記載の材料、条件、また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1A】本開示によるナノ結晶構造を有する球形粒子の概略図である。

【図1B】本開示によるナノ結晶構造を有するプレートレット形状粒子の概略図である。

【図1C】本開示によるナノ結晶構造を有するプレートレット形状粒子の断面の概略図である。

【図2】実施例１で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子（球形）のＸＲＤパターンを示す。

【図3】実施例１で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。

【図4】実施例１で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。

【図5】実施例２で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。

【図6】実施例２で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。

【図7】実施例３で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。

【図8】実施例３で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。

【図9】実施例４で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子（球形）のＸＲＤパターンを示す。

【図10】実施例４で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【図11】実施例４で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【図12】実施例５で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【図13】実施例５で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【図14】実施例６で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【図15】実施例６で生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子の複素誘電率を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

高エネルギーボールミル粉砕によって、５から１００ナノメートル（ｎｍ）のナノ結晶粒径を有するＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４などのＮｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４フェライトが提供されることが発見された。このようなフェライトは、本明細書においてナノ結晶フェライトと呼ばれる。ポリマーと配合されると、本開示によるナノ結晶フェライトは、低磁気損失、高透磁率、低誘電率、または低誘電損失のうちの少なくとも１つを有する複合体を提供する。ここで説明する複合体は、アンテナ基板、インダクタコア、および広範囲の周波数（０．１から６ＧＨｚ）にわたるＥＭＩサプレッサとしての用途において特に有用である。

【0012】

ナノ結晶フェライトは、式Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有し、式中、Ｍは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎの少なくとも１つであり、ｘは０．０１から０．８であり、ｙは０．０１から０．８であり、ｚは－０．５から０．５である。ナノ結晶フェライトは、例えば、シェラー方程式を用いたＸ線回折によって測定される、５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径（例えば、結晶子径）を有するが、粒径は、一般的に、ＴＥＭによって測定され得る。

【0013】

ナノ結晶フェライトは、式Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｚｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有することができ、式中、ｘは０．１から０．３であり、ｙは０．２から０．４であり、ｚは－０．５から０．１である。ナノ結晶フェライトは式Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２＋ｚＯ_４を有することができ、式中、ｚは－０．５から０である。ナノ結晶フェライトは、式Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４またはＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４を有することができる。

【0014】

ナノ結晶フェライトは、図１Ａに示されるようなナノサイズの粒子を含む球形粒子を含み得る。ナノ結晶フェライトは、図１Ｂ（広い表面）および図１Ｃ（断面）に示されるように、ナノサイズの粒子を含むプレートレット粒子を含み得る。粒径は、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ－９１０レーザー光散乱ＰＳＤアナライザを使用して、またはＡＳＴＭ Ｄ４４６４－１５に従って決定され得る。球形粒子は、０．２から１００マイクロメートルの平均粒径を有し得る。プレートレット形状粒子は、最長寸法がプレートレット厚さより大きい条件で、最長寸法（長さ）が０．５から１００マイクロメートル、または５から１００マイクロメートル、またはプレートレットの厚さが０．０５から１マイクロメートル、または０．０５から０．５マイクロメートルの少なくとも１つを有することができる。

【0015】

ナノ結晶フェライトは、０．１から６ＧＨで１．５から５の透磁率、および／または０．１から６ＧＨで３から８の誘電率を有することができ、透磁率および誘電率は、０．１から８．５ＧＨｚの周波数範囲でＮｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ（ＮＲＷ）法とともにベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）を使用して、３×７×２．８ミリメートルのトロイドにプレスされた複合体の総体積に基づいて６０体積パーセント（ｖｏｌ．％）のナノ結晶フェライトを有するパラフィンワックス複合体として決定される。誘電率および透磁率は、２５℃の温度および５０±５％の相対湿度で決定され得る。

【0016】

ナノ結晶フェライトを形成する方法は、化学量論的または非化学量論的な量のＮｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を、粉砕粉末を提供するのに十分な時間および温度で、高エネルギーボールミル粉砕するステップを含む。高エネルギーボールミル粉砕は、２から１００時間行われ得る。高エネルギーボールミル粉砕中のバイアルの回転速度は、毎分４００から６００回転（ｒｐｍ）であり得る。粉砕粉末は、平均粒径が５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍのナノ結晶構造を有するナノ結晶フェライトを生成するのに十分な時間および温度で加熱され得る。加熱は、摂氏３００から１０００度（℃）の温度で行われ得る。加熱は０．５から３０時間行われ得る。

【0017】

ナノ結晶フェライトを形成する方法は、化学量論的または非化学量論的な量のＮｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を、混合粉末を提供するのに十分な温度および時間で混合するステップと、ニッケルフェライト相を有する混合フェライトを生成するのに十分な時間および温度で混合粉末を加熱するステップと、を含む。混合粉末を加熱するステップは、８００から１，２００℃の温度で行われ得る。混合粉末を加熱するステップは、２から４時間行われ得る。混合フェライトには、一定時間高エネルギーボールミル粉砕が施され、無秩序な原子スケール構造を有する粉砕粉末が提供され得る。高エネルギーボールミル粉砕は、２から１００時間行われ得る。高エネルギーボールミル粉砕中のバイアルの回転速度は、毎分４００から６００回転（ｒｐｍ）である。粉砕粉末は、５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径を有するナノ結晶構造を発達させるのに十分な時間および温度で加熱して形成され得る。加熱は、摂氏３００から１０００度（℃）の温度で行われ得る。加熱は０．５から３０時間行われ得る。

【0018】

高エネルギーボールミル粉砕は当技術分野で知られている。高エネルギーボールミルの例には、ＳＰＥＸミル、振動ミル、極低温グラインダ、および摩砕機が含まれる。好ましくは、高エネルギーボールミル粉砕は、３から２０ミリメートル（ｍｍ）、より好ましくは３から１０ｍｍの直径を有するボールの存在下で行われる。例示的なボールには、硬化クロム鋼ボールが含まれ、粉砕用の例示的な容器には硬化クロム鋼容器が含まれる。

【0019】

高エネルギーボールミル粉砕プロセスでは、ボール対全粉末（例えば、前駆体粉末または焼成フェライト）の質量比は、２０：１から４０：１、または３０：１であり得る。

【0020】

ナノ結晶フェライトを製造するための前駆体には、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅの前駆体酸化物または炭酸塩粉末が含まれる。例示的な前駆体には、酸化鉄（例えば、α－Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ）、酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）、および酸化亜鉛（例えば、ＺｎＯ）が含まれる。その他の鉄前駆体には、Ｆｅ（ＮＯ_３）_３・９Ｈ_２Ｏ、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３・Ｈ_２Ｏが含まれ、その他のニッケル前駆体には、Ｎｉ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２・４Ｈ_２Ｏ、Ｎｉ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ、ＮｉＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏが含まれ、その他のコバルト前駆体には、Ｃｏ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２・４Ｈ_２Ｏ、Ｃｏ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ、ＣｏＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏが含まれ、その他の亜鉛前駆体には、Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ、ＺｎＣｌ_２、ＺｎＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏが含まれる。

【0021】

それぞれの加熱ステップは、例えば、空気、アルゴン、窒素、または酸素のうちの少なくとも１つにおいて実施することができる。加熱ステップは、結晶粒径およびフェライト相の形成を制御することに加えて、内部応力を解放することができる。

【0022】

複合体は、ナノ結晶フェライトおよびポリマーを含み得る。ポリマーは、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含み得る。本明細書で使用される場合、「熱可塑性」という用語は、塑性または変形可能であり、加熱す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硬化する材料を指す。使用され得る熱可塑性ポリマーの例には、環状オレフィンポリマー（ポリノルボルネンおよ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また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（フッ化ビニル）（ＰＶＦ）、ポリ（フッ化ビニリデン）（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）、また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およ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（非置換およびモノ－Ｎ－またはジ－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、またはポリアラミド）、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）およ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、またはポリカーボネート－シロキサン、ポリカーボネート－エステル、もしくはポリカーボネート－エステル－シロキサンなどのポリカーボネートコポリマーを含む）、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、ポリアリレート、またはポリエステル－エーテルなど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、非置換およびモノ－Ｎ－またはジ－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、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、および直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらのハロゲン化誘導体（ポリテトラフルオロエチレンなど）、およ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）またはメチルメタクリレート－ブタジエン－スチレン（ＭＢＳ）などのコポリマー）、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、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、また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。

【0023】

熱硬化性ポリマーは、熱または放射線（例えば、紫外線、可視光、赤外線、または電子ビーム（ｅビーム）放射線）への曝露によって誘発され得る、重合または硬化により不可逆的に硬化して不溶性になり得る熱硬化性モノマーまたはプレポリマー（樹脂）に由来する。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、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（ノボラックおよびレゾールなどのフェノール－ホルムアルデヒドポリマーを含む）、ベンゾオキサジン、ポリブタジエンなどのポリジエン（ホモポリマーおよびコポリマー、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、および重合性プレポリマー（例えば、不飽和ポリエステル、ポリイミドなどのエチレン性不飽和を含むプレポリマー）、または類似のものが含まれる。プレポリマーは、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、またはアクリルアミドなどの反応性モノマーを用いて、重合、共重合、または架橋され得る。

【0024】

ポリマーは、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、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））、ポリアルキル（メタ）アクリレート（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、またはポリ（エーテルスルホン）のうちの少なくとも１つを含み得る。

【0025】

複合体を形成する方法は限定されず、圧縮成形、射出成形、反応射出成形、押し出し、圧延などのうちの少なくとも１つを含み得る。

【0026】

複合体は、複合体の総体積に基づいて、５から９５体積％、または３０から７０体積％のナノ結晶フェライトを含み得る。複合体は、複合体の総体積に基づいて、５から９５体積％、または３０から７０体積％のポリマーを含み得る。

【0027】

ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１から３ギガヘルツ（ＧＨｚ）で０．０５以下、または０．５から２．５ＧＨｚで０．００１から０．０２、または０．５から２ＧＨｚで０．００１から０．０１の磁気損失正接を有し得る。好ましくは、ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１から３ＧＨｚで０．０５以下、または０．０２以下の磁気損失正接を維持しつつ、１から３ＧＨｚで２以上または３以上の透磁率を維持する。このような低い磁気損失を有する磁性材料は、アンテナ用途などの高周波用途において有利に使用することができる。

【0028】

ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１から３ＧＨｚで２以上、３以上、または５以上の透磁率を有し得る。ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、０．１から６ＧＨｚの広い周波数範囲にわたって２以上または３以上の高透磁率を有し得る。

【0029】

ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１ＧＨｚ、または０．１から６ＧＨｚで３、４、５、６、７、または８以下の誘電率を有することができ、誘電率は、複合体中のナノ結晶フェライトの含有率に応じて調整可能である。

【0030】

ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１ＧＨｚ、または０．１から６ＧＨｚで０．０２以下の誘電損失正接を有し得る。

【0031】

ナノ結晶フェライトを含むポリマー複合体は、１から６ＧＨｚの共振周波数を有し得る。

【0032】

ポリマー複合体は、誘電性フィラーおよび難燃剤などの追加の添加剤を含み得る。追加の添加剤は、複合体の総体積の５体積％以下の量で存在し得る。

【0033】

粒子状の誘電性フィラーを使用して、複合体の誘電率、誘電損失、熱膨張係数、および他の特性を調節することができる。例示的な誘電性フィラーには、二酸化チタン（ルチルおよびアナターゼ）、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、シリカ（溶融非晶質シリカを含む）、コランダム、ウォラストナイト、Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_２０、固体ガラス球、合成ガラスまたはセラミック中空球、石英、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ベリリア、アルミナ、アルミナ三水和物、マグネシア、マイカ、タルク、ナノクレイ、水酸化マグネシウム、および前述の少なくとも１つを含む組み合わせが含まれる。

【0034】

難燃剤は、ハロゲン化または非ハロゲン化され得る。例示的な無機難燃剤は、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｎｉまたは前述の少なくとも１つを含む組み合わせなどの金属の水和物などの金属水和物である。特定の水和物には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄、水酸化亜鉛、水酸化銅、および水酸化ニッケル；アルミン酸カルシウム、石膏二水和物、ホウ酸亜鉛、およびメタホウ酸バリウムの水和物が含まれる。有機難燃剤は、無機難燃剤の代わりに、またはそれに加えて使用することができる。有機難燃剤の例には、メラミンシアヌレート、微粒子メラミンポリホスフェート、芳香族ホスフィネート、ジホスフィネート、ホスホネート、およびホスフェートなどのさまざまな他のリン含有化合物、特定のポリシルセスキオキサン、シロキサン、ならびにヘキサクロロエンドメチレンテトラヒドロフタル酸（ＨＥＴ酸）、テトラブロモフタル酸およびジブロモネオペンチルグリコールなどのハロゲン化化合物が含まれる。

【0035】

ナノ結晶フェライトを含む物品も本明細書に含まれる。物品は、アンテナまたはインダクタなどのマイクロ波装置であり得る。物品は、変圧器、インダクタ、または反電磁インターフェース材料であり得る。物品は、パッチアンテナ、逆Ｆアンテナ、または平面逆Ｆアンテナなどのアンテナであり得る。物品は、例えば、ワイヤレス充電用の磁気バスバー、ＮＦＣシールド材、または電子バンドギャップメタマテリアルであり得る。磁性粒子は、マイクロ波吸収またはマイクロ波シールド用途で使用され得る。

【0036】

ナノ結晶フェライトは、式：Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有してよく、式中、Ｍは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎのうちの少なくとも１つであり、ｘは０．０１から０．８であり、ｙは０．０１から０．８であり、ｚは－０．５から０．５である。ナノ結晶フェライトは、５から１００ｎｍ、または１０から４０ｎｍの平均粒径を有し得る。ナノ結晶フェライトは、式：Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｚｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有してよく、ｘは０．１から０．３であり、ｙは０．２から０．４であり、ｚは－０．５から０．１である。ナノ結晶フェライトは、平均粒径が０．２から１００マイクロメートルの球形粒子を含み得る。ナノ結晶フェライトは、最長寸法がプレートレットの厚さよりも大きいという条件で、０．５から１００マイクロメートルの最長寸法および０．０５から１マイクロメートルの厚さを有するプレートレット形状の粒子を含み得る。ナノ結晶フェライトは、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される０．１から６ギガヘルツで１．５から５の透磁率を有し得る。ナノ結晶フェライトは、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される０．１から６ギガヘルツで３から８の誘電率を有し得る。

【0037】

複合体は、ナノ結晶フェライトおよびポリマーを含み得る。ポリマーは、例えば、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、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））、ポリアルキル（メタ）アクリレート（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、またはポリ（エーテルスルホン）の少なくとも１つを含み得る。複合体は、複合体の総体積に基づいて、５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含み得る。複合体は、複合体の総体積に基づいて、５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのポリマーを含み得る。複合体は、１から３ギガヘルツで２以上、または３以上、または５以上、または２から１０の透磁率を有し得る。複合体は、１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下、または０超０．０５までの磁気損失正接を有し得る。複合体は、０．１から６ギガヘルツで３、４、５、６、７、または８、または１から８の誘電率を有し得る。複合体は、０．１から６ギガヘルツで０．０２以下、または０超０．０２までの誘電損失正接を有し得る。複合体は、１から６ギガヘルツの共振周波数を有し得る。複合体は、１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下の磁気損失正接を有し得る。複合体は、１から３ギガヘルツで３以上、または２以上の透磁率を有し得る。物品は、例えば、複合体の形態でナノ結晶フェライトを含み得る。物品は、アンテナ、変圧器、反電磁インターフェース材料、またはインダクタであってよく、かつ／または物品はマイクロ波装置である。

【0038】

ナノ結晶フェライトを形成する方法は、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を十分な時間（例えば、２から１００時間）および十分な温度（例えば、８００から１２００℃）で高エネルギーボールミル粉砕してニッケルフェライト相を有する粉砕粉末を提供するステップであって、高エネルギーボールミル粉砕が任意選択でバイアル回転速度４００から６００ｒｐｍで行われる、ステップと、粉砕粉末を十分な時間（たとえば、０．５から３０時間）および十分な温度（例えば３００から１０００℃）で加熱して、平均粒径が５から１００ナノメートルのナノ結晶構造を有するナノ結晶フェライトを製造するステップと、を含み得る。ナノ結晶フェライトを形成する方法は、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を十分な時間（例えば、２から４時間）および十分な温度（たとえば、８００から１２００℃）で混合および加熱してニッケルフェライト相を有する混合粉末を提供するステップと、混合粉末を一定時間（例えば、２から１００時間）高エネルギーボールミル粉砕して、無秩序な原子スケール構造を有する粉砕粉末を提供するステップであって、高エネルギーボールミル粉砕が、任意選択で、４００から６００ｒｐｍのバイアル回転速度を有し得る、ステップと、粉砕粉末を十分な時間（例えば、０．５から３０時間）および十分な温度（例えば、３００から１０００℃）で加熱して５から１００ｎｍ、または１０から４０ｎｍの平均粒径を有するナノ結晶構造を発達させるステップと、を含み得る。前駆体粉末は、α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、およびＺｎＯを含み得る。高エネルギーボールミル粉砕の間のボールと総粉末の質量比は、２０：１から４０：１であり得る。ボールの直径は３ｍｍから２０ｍｍであり得る。加熱は、空気、アルゴン、窒素、または酸素のうちの少なくとも１つの下で行うことができる。

【0039】

以下の実施例を提供して本開示を説明する。実施例は単に例示的なものであり、本開示によって作製される装置を、記載された材料、条件、また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】

【0040】

ナノ結晶フェライトの電磁特性を決定するために、ナノ結晶フェライトをパラフィン（フェライト粒子の６０体積％）と混合し、３×７×２．８ミリメートルのトロイドにプレスして、周波数範囲０．１から８．５ＧＨｚにおいて、Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ（ＮＲＷ）方式で同軸ケーブルを備えたＶｅｃｔｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＶＮＡ）によって電磁特性測定（透磁率および誘電率）を行った。誘電率および透磁率は、２５℃の温度および５０±５％の相対湿度で決定され得る。

【0041】

実施例１：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の調製；アルゴン下での熱処理
Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４は、遊星ボールミルにロードされた３０グラム（ｇ）のα－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末の化学量論的混合物から調製した。硬化クロム鋼バイアル（容量５００ミリリットル（ｍＬ））および１０ｍｍ硬化クロム鋼ボールを粉砕プロセスに使用した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中で、５００ｒｐｍで３０時間行った。合成されたコバルトドープニッケル亜鉛フェライト粉末を、ナノ結晶構造およびフェライト相を制御するために、アルゴン中で６００℃で２時間熱処理した。次に、熱処理された粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図２は、生成されたナノ結晶ＮｉＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子（球状）のＸＲＤパターンを示す。図３は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図４は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表１に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0042】

【表1】

【0043】

実施例２：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の調製；窒素下での熱処理
Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４は、遊星ボールミルにロードされた３０ｇのα－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末の化学量論的混合物から調製した。硬化クロム鋼バイアル（容量５００ｍＬ）および１０ｍｍ硬化クロム鋼ボールを粉砕プロセスに使用した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中、５００ｒｐｍで３０時間行った。合成されたコバルトドープニッケル亜鉛フェライト粉末を、ナノ結晶構造、フェライト相、およびＦｅ^２＋を制御するために、１体積％Ｏ_２および９９体積％Ｎ_２の雰囲気下で６００℃で２時間熱処理した。次に、熱処理された粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図５は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図６は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表２に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0044】

【表2】

【0045】

実施例３：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４；の調製；空気下での熱処理
Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４は、遊星ボールミルにロードされた３０ｇのα－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末の化学量論的混合物から調製した。硬化クロム鋼バイアル（容量５００ｍＬ）および１０ｍｍ硬化クロム鋼ボールを粉砕プロセスに使用した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中、５００ｒｐｍで３０時間行った。合成されたコバルトドープニッケル亜鉛フェライト粉末を、ナノ結晶構造、フェライト相、およびＦｅ^２＋を制御するために、空気中で６００℃で２時間熱処理した。次に、熱処理された粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図７は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図８は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表３に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0046】

【表3】

実施例４：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の調製
α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末をブレンドして１１５０℃で２時間か焼してＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の組成を有するフェライトを合成した。か焼されたフェライト粉末を、高エネルギーボールミル粉砕のために遊星ボールミルに充填した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中、５００ｒｐｍで５時間行った。次に、ナノ結晶構造を発達および制御するために、粉砕された粉末を空気中で５８０℃で２時間アニールした。次に、アニールされた粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図９は、生成されたナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子（球状）のＸＲＤパターンを示す。図１０は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図１１は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表４に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0047】

【表4】

【0048】

実施例５：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の調製
α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末をブレンドして１１５０℃で２時間か焼してＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の組成を有するフェライトを合成した。か焼されたフェライト粉末を、高エネルギーボールミル粉砕のために遊星ボールミルに充填した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中、５００ｒｐｍで５時間行った。次に、ナノ結晶構造を発達および制御するために、粉砕された粉末を空気中で６００℃で２時間アニールした。次に、アニールされた粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図１２は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図１３は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表５に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0049】

【表5】

【0050】

実施例６：Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の調製
α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、およびＣｏ_３Ｏ_４粉末をブレンドして１１５０℃で２時間か焼してＮｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の組成を有するフェライトを合成した。か焼されたフェライト粉末を、高エネルギーボールミル粉砕のために遊星ボールミルに充填した。ボールと粉末の質量比は３０：１であった。粉砕は、空気中、５００ｒｐｍで５時間行った。次に、ナノ結晶構造を発達および制御するために、粉砕された粉末を空気中で７００℃で５分間アニールし、続いて５５０℃で３時間焼戻し（ｄｒａｗｉｎｇ）した。次に、熱処理した粒子をパラフィンワックスとブレンドし、上記のようにＮＲＷ法を使用して試験した。図１４は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素透磁率を示す。図１５は、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４粒子－パラフィンワックス複合体の複素誘電率を示す。表６に、ナノ結晶Ｎｉ_０．５Ｚｎ_０．３Ｃｏ_０．２Ｆｅ_１．９５Ｏ_４の電磁特性の概要を示す。

【0051】

【表6】

【0052】

以下に記載されるのは、本開示の非限定的な態様である。
態様１：式：Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｍ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有するナノ結晶フェライトであって、式中、ＭがＺｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、またはＭｎの少なくとも１つであり、ｘが０．０１から０．８であり、ｙが０．０１から０．８であり、ｚが－０．５から０．５であり、ナノ結晶フェライトが、５から１００ｎｍ、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径を有する、ナノ結晶フェライト。

【0053】

態様２：式Ｎｉ_{１－ｘ－ｙ}Ｚｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有し、式中、ｘが０．１から０．３であり、ｙが０．２から０．４であり、ｚが－０．５から０．１である、態様１のナノ結晶フェライト。

【0054】

態様３：０．２から１００マイクロメートルの平均粒径を有する球形粒子、または最長寸法が厚さよりも大きいという条件で、０．５から１００マイクロメートルの最長寸法および０．０５から１マイクロメートルの厚さを有するプレートレット形状粒子の少なくとも１つの形態である、態様１または２に記載のナノ結晶性フェライト。

【0055】

態様４：０．１から６ギガヘルツで１．５から５の透磁率、または０．１から６ギガヘルツで３から８の誘電率の少なくとも１つを有し、透磁率および誘電率が、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される、態様１から３のいずれか１つに記載のナノ結晶フェライト。

【0056】

態様５：態様１から４のいずれか１つに記載のナノ結晶フェライトと、ポリマーとを含む複合体。

【0057】

態様６：前記ポリマーが、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、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））、ポリアルキル（メタ）アクリレート（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、またはポリ（エーテルスルホン）のうちの少なくとも１つを含む、態様５に記載の複合体。

【0058】

態様７：前記複合体の総体積に基づいて５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含み、前記複合体の総体積に基づいて５から９５体積パーセント、または３０から７０体積パーセントのポリマーを含む、態様５または６に記載の複合体。

【0059】

態様８：１から３ギガヘルツで２以上、または３以上、または５以上、または２から１０の透磁率；１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下、または０超０．０５以下の磁気損失正接；０．１から６ギガヘルツで３、４、５、６、７、または８以下、または１から８の誘電率；０．１から６ギガヘルツで０．０２以下、または０超０．０２以下の誘電損失正接；または１から６ギガヘルツの共振周波数；の少なくとも１つを有し、それぞれの特性が、０．１から８．５ギガヘルツの周波数範囲においてＮｉｃｈｏｌｓｏｎ－Ｒｏｓｓ－Ｗｅｉｒ法でベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）を同軸ケーブルとともに使用して決定される、態様５から７のいずれか１つに記載の複合体。

【0060】

態様９：１から３ギガヘルツで０．０５以下、または０．０２以下、または０超０．０５以下の磁気損失正接、および１から３ギガヘルツで３以上、または２以上、または２から１０の透磁率を有する、態様５から８のいずれか１つに記載の複合体。

【0061】

態様１０：態様５から９のいずれか１つに記載の複合体を含む物品。

【0062】

態様１１：前記物品が、アンテナ、変圧器、反電磁インターフェース材料、またはインダクタであり、かつ／または前記物品がマイクロ波装置である、態様１０に記載の物品。

【0063】

態様１２：例えば態様１から４のいずれか１つに記載のナノ結晶フェライトを形成する方法であって、ニッケルフェライト相を有する粉砕粉末を提供するのに十分な時間（例えば、２から１００時間）および温度（例えば、８００から１２００℃）で、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を高エネルギーボールミル粉砕するステップであって、前記高エネルギーボールミル粉砕が任意選択的に４００から６００ｒｐｍのバイアル回転速度で行われる、高エネルギーボールミル粉砕するステップと；５から１００ナノメートルの平均粒径を有するナノ結晶構造を有するナノ結晶フェライトを生成するのに十分な時間（例えば、０．５から３０時間）および温度（例えば、３００から１０００℃）で前記粉砕粉末を加熱するステップと；を含む、ナノ結晶フェライトを形成する方法。

【0064】

態様１３：例えば態様１から４のいずれか１つに記載のナノ結晶フェライトを形成する方法であって、ニッケルフェライト相を有する混合粉末を提供するのに十分な時間（例えば、２から４時間）および温度（例えば、８００から１２００℃）で、Ｎｉ、Ｍ、Ｃｏ、およびＦｅ前駆体粉末を混合及び加熱するステップと；前記混合粉末を一定時間（例えば、２から１００時間）高エネルギーボールミル粉砕して、無秩序な原子スケール構造を有する粉砕粉末を提供するステップであって、前記高エネルギーボールミル粉砕が任意選択的に４００から６００ｒｐｍのバイアル回転速度を有し得る、高エネルギーボールミル粉砕ステップと；５から１００ナノメートル、好ましくは１０から４０ｎｍの平均粒径を有するナノ結晶構造を発達させるのに十分な時間（例えば、０．５から３０時間）および温度（例えば、３００から１０００℃）で前記粉砕粉末を加熱するステップと；を含む、方法。

【0065】

態様１４：前記ナノ結晶フェライトが、式Ｎｉ_１-ｘ-ｙＺｎ_ｙＣｏ_ｘＦｅ_２＋ｚＯ_４を有し、式中、ｘが０．１から０．３であり、ｙが０．２から０．４であり、ｚが－０．５から０．１である、態様１２または１３に記載の方法。

【0066】

態様１５：前記前駆体粉末が、α－Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、およびＺｎＯを含む、態様１２から１４のいずれか１つに記載の方法。

【0067】

態様１６：前記高エネルギーボールミル粉砕の間のボール対総粉末質量比が２０：１から４０：１である、態様１２から１５のいずれか１つに記載の方法。

【0068】

態様１７：前記ボールが３ｍｍから２０ｍｍの直径を有する、態様１６に記載の方法。

【0069】

態様１８：前記加熱するステップが、空気、アルゴン、窒素、または酸素のうちの少なくとも１つの下で実施される、態様１２から１７のいずれか１つに記載の方法。

【0070】

態様１９：前記ナノ結晶フェライトが、０．２から１００マイクロメートルの平均粒径を有する球形、または０．５から１００マイクロメートルの平面寸法、および０．０５から１マイクロメートルの厚さを有するプレートレット形状粒子の少なくとも１つの形態である、態様１２から１８のいずれか１つに記載の方法。

【0071】

態様２０：前記ナノ結晶フェライトが、０．１から６ＧＨｚで１．５から５の透磁率、および／または０．１から６ＧＨｚで３から８の誘電率を有し、透磁率および誘電率が、パラフィンワックス複合体の総体積に基づいて６０体積パーセントのナノ結晶フェライトを含むパラフィンワックス複合体として決定される、態様１２から１９のいずれか１つに記載の方法。

【0072】

組成物、方法、および物品は、代替的に、本明細書に開示される任意の適切な材料、ステップ、または構成要素を含むか、それらから構成されるか、または本質的に構成されることができる。組成物、方法、および物品は、追加的または代替的に、組成物、方法、および物品の機能または目的の達成に必要ではない材料（または種）、ステップ、または構成要素を含まないか、または実質的に含まないように配合することができる。

【0073】

「１つの」という用語は、量の制限を示すのではなく、むしろ、言及されるものの少なくとも１つの存在を示す。「または」という用語は、文脈によって明確に示されない限り、「および／または」を意味する。本明細書全体において、「態様」、「実施形態」、「別の実施形態」、「いくつかの実施形態」などの記載は、関連して説明される特定の要素（例えば、特徴、構造、ステップ、または特性）が本明細書に記載される少なくとも１つの態様に含まれることを意味するものであり、他の態様に存在する場合も存在しない場合もある。さらに、記載された要素は、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。本明細書で使用される「第１」、「第２」などの用語は、順序、量、または重要性を示すのではなく、ある要素を別の要素と区別するために使用される。「組み合わせ」という用語は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などを含む。また、「少なくとも１つ」とは、リストに各要素が個別に含まれること、リストの２つ以上の要素の組み合わせ、およびリストの少なくとも１つの要素と記載されていない同様の要素の組み合わせが含まれることを意味する。別段の定義がない限り、本明細書で使用される技術的および科学的用語は、本開示が属する当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。

【0074】

本明細書で反対に特定されない限り、すべての試験規格は、本出願の出願日に有効な最新の規格であり、優先権が主張される場合は、試験規格が現れる最も早い優先出願の出願日である。同じ構成要素または特性を対象とするすべての範囲のエンドポイントは、エンドポイントを含み、独立して組み合わせることができ、すべての中間ポイントと範囲を含む。例えば、「最大２５体積％、または５から２０体積％」の範囲には、「５から２５体積％」の範囲のエンドポイントとすべての中間値（１０から２３体積％など）が含まれる。

【0075】

化合物は、標準的な命名法を使用して記載されている。例えば、示された基で置換されていない位置は、示された結合または水素原子によってその原子価が満たされていると理解される。２つの文字または記号の間にないダッシュ（「－」）は、置換基の結合点を示すために使用される。例えば、－ＣＨＯはカルボニル基の炭素を介して結合する。本明細書で使用される場合、「（メタ）アクリル」という用語は、アクリル基とメタクリル基の両方を含む。本明細書で使用される場合、「（イソ）シアヌレート」という用語は、シアヌレートおよびイソシアヌレート基の両方を含む。

【0076】

引用されたすべての特許、特許出願、および他の参考文献は、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する場合、本出願の用語は、組み込まれた参照の矛盾する用語よりも優先される。特定の態様について説明したが、代替案、修正、変形、改善、および現在予測されていない、または現在予測されていない可能性のある実質的な同等物が、出願人または当業者に生じ得る。したがって、提出された、および補正され得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、および実質的な同等物を包含することを意図するものである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【国際調査報告】