專利名稱：強化的六方晶系鐵氧體材料及其制備方法以及用途的制作方法
強化的六方晶系鐵氧體材料及其制備方法以及用途發(fā)明的
背景技術(shù)：
1.本發(fā)明中的實施方式以及方面涉及到適合用于高頻率的應(yīng)用中的磁性材料，制 備這樣的材料的方法，以及包含這些材料的設(shè)備。2.相關(guān)技術(shù)的討論被用來進行高頻率應(yīng)用(例如，800兆赫茲-2. 5千兆赫)的某些電氣設(shè)備可以利 用一種磁性材料來行使它們的功能或者強化它們的功能，其中所述的電氣設(shè)備例如是變壓 器，感應(yīng)器，循環(huán)器，以及減震器，所述的磁性材料例如是一種陶瓷鐵氧體。各種不同的六方晶系鐵氧體已經(jīng)被利用來作為設(shè)備的組件，其中所述的設(shè)備例如 是高頻率感應(yīng)器。這樣的材料一般而言是下述材料所進行的組合鋇或者鍶，一種二價過渡 金屬元素例如鎳(Ni)，鈷(Co)，錳(Mn)，鋅(Si)，或者鐵0 )，以及三價鐵的氧化物。這些 化合物能夠依據(jù)所述的磁鉛礦單元形成各種不同的晶體結(jié)構(gòu)，這些晶體結(jié)構(gòu)通常被表示為 M-相，W-相，Y-相，Z-相，X-相，或者U-相。能夠表現(xiàn)出高的導(dǎo)磁率的一種磁性材料是Z-相的鋇鈷鐵氧體(BhC02Fe24O41)，其 具有達到大約500兆赫茲的頻率，其通常被縮略的表示為Co2Z。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明中的某些實施方式以及方面，一種類型的材料能夠促進具有優(yōu)越的運 作特性的電氣設(shè)備在高頻率的條件下進行運作。與之前已經(jīng)在以鋇鈷鐵氧體為基礎(chǔ)的材料 中所獲得的導(dǎo)磁率相比，摻雜有小劑量的堿金屬的鋇鈷鐵氧體能夠幫助在高頻率下一種顯 著的導(dǎo)磁率的保持，其中所述的堿金屬例如是鈉，鉀，或者銣。與未經(jīng)修飾的鐵氧體相比，在 極高的頻率下所述的材料所具有的導(dǎo)磁率能夠以合理的損耗被得以保持。這對設(shè)備中的與 頻率有關(guān)的限制進行了擴展，其中所述的設(shè)備例如是感應(yīng)器或者天線。根據(jù)本發(fā)明中的一種實施方式，提供了一種化合物，所述的化合物包括一種摻雜 有堿金屬的六方晶系鐵氧體。根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，這種化合物具有下述的 分子式Ba3_yMxCo2Fe24041，其中χ存在于0至大約為1的范圍內(nèi)，y小于1，并且M是一種或者多 種堿金屬。根據(jù)一個或者多個方面，M是一種選自由下述金屬所組成的組中的堿金屬鈉， 鉀，以及銣。根據(jù)某些方面，所述的摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體包括Ba3Co2Fii24O41，其中 摻雜有達到大約1重量％的堿金屬，其中所述的堿金屬是鉀、鈉、以及銣中的至少一種。根 據(jù)某些方面，所述的化合物所具有的平均粒徑存在于大約5微米至大約1毫米的范圍內(nèi)。根 據(jù)進一步的方面，所述的摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體包括一種Z-型的鐵氧體以及至 少一種化合物，其中所述的化合物選自由下述化合物所組成的組中氧化鈉，氧化鉀，以及 氧化銣。根據(jù)本發(fā)明中的另外一種實施方式，提供了一種電氣組件，所述的電氣組件中包 括Ba3Co2Fe524O41,其中摻雜有達到大約1重量％的堿金屬氧化物。根據(jù)一個或者多個方面， 所述的電氣組件是一種射頻鐵氧體循環(huán)器，所述的射頻鐵氧體循環(huán)器根據(jù)一個或者多個方 面被配置成為一種隔振器。根據(jù)一個或者多個其他的方面，所述的電氣組件是感應(yīng)器、變壓 器、以及天線中的任意一種。
根據(jù)一種進一步的實施方式，提供了一種用于制備六方晶系鐵氧體的方法。所 述的方法包括制備一種前體混合物，其中包括鋇來源，鈷來源，以及鐵來源，向所述的前 體混合物中導(dǎo)入一種堿金屬來源，從而制備一種含有堿金屬的混合物，并且在至少為大約 1100°C的第一溫度下對所述的含有堿金屬的混合物進行第一個時間段的加熱，使其足以形 成六方晶系鐵氧體顆粒。根據(jù)一個或者多個方面，這種方法中進一步的包括使所述的前體 混合物被暴露于氧來源之下。根據(jù)某些方面，所述的氧來源包括鋇、鈷、鐵、以及堿金屬中的 任意一種的至少一種含氧化合物。根據(jù)某些方面，所述的氧來源包括一種氣體。根據(jù)進一 步的方面，所述的第一溫度存在于大約1100°c至大約1300°C的范圍內(nèi)并且所述的第一個 時間段存在于大約兩小時至大約12小時的范圍之內(nèi)。根據(jù)某些方面，所述的方法中進一步 的包括將所述的六方晶系鐵氧體磨成一種粉末，所述的粉末具有存在于大約一微米至大約 四微米的平均顆粒直徑。根據(jù)一個或者多個方面，所述的方法中進一步的包括在第二溫度 下對所述的粉末進行第二個時間段的加熱，使其足以形成燒結(jié)的六方晶系鐵氧體，其中所 述的第二溫度存在于大約1150°C至大約1450°C的范圍之內(nèi)，所述的第二個時間段存在于 大約兩小時至大約12小時的范圍之內(nèi)。根據(jù)某些方面，對所述粉末進行的加熱包括在一 種氣體環(huán)境下對所述的粉末進行加熱，所述的氣體環(huán)境所具有的絕對氧分壓存在于0. 003 每平方英寸磅至大約20每平方英寸磅的范圍之內(nèi)并且根據(jù)某些方面，對所述粉末進行的 加熱包括在一種環(huán)境下對所述的粉末進行加熱，在所述的環(huán)境中所述的加熱速率為大約每 小時20°C至每小時200°C的范圍之內(nèi)。根據(jù)某些方面，所述的方法中進一步的包括在一種 環(huán)境下對所述的燒結(jié)的六方晶系鐵氧體進行冷卻，其中在對所述的粉末進行加熱之后，以 大約80°C每小時的速率對其進行冷卻。根據(jù)某些方面，對所述的含有堿金屬的混合物所進 行的加熱包括在一種氣體環(huán)境下對所述的含有堿金屬的混合物進行加熱，所述的氣體環(huán)境 所具有的絕對氧分壓存在于0. 003每平方英寸磅至大約20每平方英寸磅的范圍之內(nèi)并且 根據(jù)某些方面，對所述的含有堿金屬的混合物所進行的加熱包括在一種環(huán)境下對所述的含 有堿金屬的混合物進行加熱，在所述的環(huán)境中所述的加熱速率為大約每小時20°C至每小時 200°C的范圍之內(nèi)。根據(jù)另外一種實施方式，提供了一種用于制備六方晶系鐵氧體的方法。所述的方 法包括提供一種混合物，所述的混合物包括鋇來源，鈷來源，以及鐵來源，在一段時間內(nèi) 對所述的混合物進行一定溫度下的煅燒，使其足以形成六方晶系鐵氧體顆粒，其中所述的 溫度為至少大約1100°C，并且向所述的六方晶系鐵氧體顆粒中導(dǎo)入一種堿金屬。根據(jù)一 個或者多個方面，所述的用于制備一種摻雜的六方晶系鐵氧體的方法包括利用至少一種 堿金屬化合物對Ba3Co2Fe524O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種足以能夠提供 具有至少一種期望的磁性特征的摻雜的六方晶系鐵氧體的劑量存在的。根據(jù)某些方面， 對BhCo2Fi524O41進行摻雜包括利用至少一種堿金屬化合物對BhCo2Fi524O41進行摻雜，其中 所述的堿金屬化合物是以一種足以能夠增加頻率的劑量存在的，所述的頻率相對應(yīng)于所 述摻雜的六方晶系鐵氧體的導(dǎo)磁率的實分量(real component)的峰值。根據(jù)某些方面， 對Ba3Co2Fii24O41進行摻雜包括向Ba3Co2Fii24O41中導(dǎo)入至少一種堿金屬化合物，其中所述的 堿金屬化合物是以一種足以能夠增加頻率的劑量存在的，所述的頻率相對應(yīng)于所述摻雜的 六方晶系鐵氧體的導(dǎo)磁率的虛分量(imaginary component)的峰值。根據(jù)某些方面，對 Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用至少一種堿金屬化合物對Β &)2 ^24041進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種足以能夠?qū)λ龅膿诫s的六方晶系鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率與 介電常數(shù)的比率μ^ ε ^進行增加的劑量存在的，所述的比率指的是在大約0. 5千兆赫以 及大約1千兆赫中的至少一種的頻率條件下所具有的比率，所述的增加是相對于未經(jīng)摻雜 的Ba3Co2Fi524O41而言的。根據(jù)某些方面，對Ba3Co2Fi524O41進行摻雜包括利用至少一種堿金 屬化合物對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種足以能夠為所述的 摻雜的六方晶系鐵氧體提供高于大約0. 8的導(dǎo)磁率與介電常數(shù)的比率μ y、的劑量存在 的，所述的比率指的是在大約0. 5千兆赫以及大約1千兆赫中的至少一種的頻率條件下所 具有的比率。根據(jù)某些方面，對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用至少一種堿金屬化合物對 Ba3Co2Fe24O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種在高于1千兆赫的頻率條件下足 以能夠賦予所述的摻雜的六方晶系鐵氧體以比未經(jīng)摻雜的BhCo2Fii24O41所具有的相對導(dǎo)磁 率的實分量高的相對導(dǎo)磁率實分量的劑量存在的。根據(jù)某些方面，對Ba3Co2Fe524O41進行摻雜 包括利用至少一種堿金屬化合物對Ba3Cofe24O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以 一種在高于1千兆赫的頻率條件下足以能夠賦予所述的摻雜的六方晶系鐵氧體以高于大 約10的相對導(dǎo)磁率實分量的劑量存在的。根據(jù)某些方面，對Ba3Cofe24O41進行摻雜包括利 用至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fe524O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種足 以能夠賦予所述的摻雜的六方晶系鐵氧體以比未經(jīng)摻雜的BhCo2Fii24O41所具有的共振頻率 高的共振頻率的劑量存在的。根據(jù)某些方面，對Ba3Cofe24O41進行摻雜包括利用至少一種堿 金屬化合物對Ba3Co2Fe524O41進行摻雜，其中所述的堿金屬化合物是以一種足以能夠賦予所 述的摻雜的六方晶系鐵氧體以高于1千兆赫的共振頻率的劑量存在的。附圖的簡要說明根據(jù)下述的附圖，下文中對至少一種實施方式所具有的各個方面進行了討論。在 所述的附圖中，在各種不同的附圖中所描述的每一個相同的部件或者近乎相同的部件用一 種相似的數(shù)字來進行表示。出于清楚的目的，并不會將每一個部件在每一個附圖內(nèi)進行標 記。提供所述附圖的目的在于進行闡述以及解釋，并且并不意在作為對本發(fā)明的限制的定 義。在所述的附圖中附

圖1是一幅流程圖，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一種實施方式用以生成一種材料 的方法；附圖2A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，各種不同的摻 雜鉀的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量(real component)，所述的實分量是 頻率的函數(shù)；附圖2B是附圖2A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖3A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，各種不同的摻 雜鈉的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量(real component)，所述的實分量是 頻率的函數(shù)；附圖:3B是附圖3A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖4A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，各種不同的摻 雜銣的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量(real component)，所述的實分量是頻率的函數(shù)；附圖4B是附圖4A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖5是一幅圖表，表示的是摻雜鉀、鈉、以及銣的六方晶系鐵氧體所具有的共振 頻率，所述的共振頻率是所述摻雜水平的函數(shù)；附圖6A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻 雜水平下所述的摻雜鉀的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的虛分量(imaginary component)，所述的虛分量是頻率的函數(shù)；附圖6B是附圖6A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖7A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻 雜水平下所述的摻雜鈉的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的虛分量(imaginary component)，所述的虛分量是頻率的函數(shù)；附圖7B是附圖7A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖8A是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻 雜水平下所述的摻雜銣的六方晶系鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的虛分量(imaginary component)，所述的虛分量是頻率的函數(shù)；附圖8B是附圖8A中所述的圖表，其中對所述的頻率軸進行了重新縮放，從而更加 清楚的描述出了在100兆赫茲至10千兆赫之間的頻率下的所述數(shù)據(jù)；附圖9是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻雜水 平下所述的摻雜鉀的六方晶系鐵氧體所具有的磁損耗正切，所述的磁損耗正切是頻率的函 數(shù)；附圖10是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻雜水 平下所述的摻雜鈉以及銣的六方晶系鐵氧體所具有的磁損耗正切，所述的磁損耗正切是頻 率的函數(shù)；附圖11是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻雜水 平下所述的摻雜鉀的六方晶系鐵氧體所具有的相對介電常數(shù)的實分量(real component), 所述的實分量是頻率的函數(shù)；附圖12是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻雜 水平下所述的摻雜鈉以及銣的六方晶系鐵氧體所具有的相對介電常數(shù)的實分量(real component)，所述的實分量是頻率的函數(shù)；附圖13是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻 雜水平下所述的摻雜鉀的六方晶系鐵氧體所具有的相對介電常數(shù)的虛分量(imaginary component)，所述的虛分量是頻率的函數(shù)；附圖14是一幅圖表，表示的是根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在幾種摻雜水 平下所述的摻雜鈉以及銣的六方晶系鐵氧體所具有的相對介電常數(shù)的虛分量(imaginary component)，所述的虛分量是頻率的函數(shù)；附圖15是一份X-射線衍射圖樣測試的副本，所述的X-射線衍射圖樣測試是在Philips衍射儀模型號碼PW 1830中進行的，是在4萬5千伏特以及35毫安的條件下進行 的，在距離10至60度的鋇鈷鐵氧體化合物的2 θ角的條件下進行掃描的，其中所述的鋇鈷 鐵氧體中摻雜有0. 3重量％的氧化鉀，是依照本發(fā)明所述方法中的一個方面制備得到的。詳細說明應(yīng)當被意識到，在本發(fā)明中所討論的所述材料、方法、以及裝置的實施方式并不能 被局限在下面的說明書中所列出的或者在所述的附圖中所描述的構(gòu)建細節(jié)以及組建的排 列的應(yīng)用中。所述的材料、方法、以及裝置能夠被運用在其他的實施方式中并且能夠以各種 不同的方式被進行實踐或者被進行實現(xiàn)。在本發(fā)明中提供了具體運用的例子，這僅僅是出 于描述的目的并且并不意在構(gòu)成限制。特別是，通過任何一種或者多種實施方式所討論的 行為、元素、以及特征并不意在被排除在相類似的角色之外，其中所述的相類似的角色是存 在于任何其他的實施方式中的。同樣的，在本發(fā)明中所使用到的措辭以及術(shù)語是出于進行 描述的目的并且不應(yīng)當被看作是限定。在本發(fā)明中，“包括”，“包含”，“具有”，“含有”，“涉及 到”，以及它們的變化形式的使用意在涵蓋其后所列出的條目以及這些條目的等價物以及 復(fù)數(shù)的條目。本發(fā)明提供了具有強化的性能的設(shè)備，所述的設(shè)備被用在高頻率的應(yīng)用中，例如 是變壓器，感應(yīng)器，循環(huán)器，以及減震器，所述的設(shè)備利用一種磁性材料例如陶瓷鐵氧體，通 過在高頻率下對一種或者多種它們所具有的運作性質(zhì)進行強化的方式來實現(xiàn)。本發(fā)明中公 開的所述材料能夠表現(xiàn)出，尤其是，期望的特征，例如提高的導(dǎo)磁率，同時在高頻率條件下 表現(xiàn)出低的磁損耗正切，這使得所述的利用這些材料的設(shè)備能夠得到高頻率運作特征的強 化。可以通過向某些材料的純化形式中添加雜質(zhì)的方法對所述的材料所具有的磁性 特征進行調(diào)節(jié)。這些雜質(zhì)通常被稱為摻雜物。向某些磁性材料中進行某些摻雜物的添加能 夠?qū)е滤龅拇判圆牧纤哂械男再|(zhì)的變化，其中所述的性質(zhì)例如是磁矩，導(dǎo)磁率，介電常 數(shù)，磁損耗正切，以及峰值磁化強度。本發(fā)明中的某些方面涉及到化合物，所述的化合物包括摻雜有堿金屬的六方晶系 鐵氧體。根據(jù)某些方面，所述的化合物可以是由一種六方晶系鐵氧體以及一種堿金屬或者 堿金屬氧化物組成，或者在本質(zhì)上由一種六方晶系鐵氧體以及一種堿金屬或者堿金屬氧化 物組成。在其他的方面，所述的化合物包括一種不含有二價摻雜物的六方晶系鐵氧體。一種適合被用在高頻率感應(yīng)器以及在高頻率下運作的其他設(shè)備中的材料可以是 由一種鋇、鈷、鐵、氧以及一種或者多種堿金屬的混合物形成的，其中所述的設(shè)備例如是，變 壓器，循環(huán)器，隔振器，天線，以及減震器。這種材料可以具有一種類似于鋇鈷鐵氧體的組 成，但是具有足夠劑量的一種或者多種摻雜物，從而能夠有利的提供一種或者多種所期望 的特征。在一些實施方式中，所述的摻雜物能夠?qū)Υ嬖谟谒龅匿^鈷鐵氧體晶體點陣中的 鋇原子的一部分進行取代，例如，在間隙位點上，從而生成一種具有聚集的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的化合 物Ba3_yMxCo2Fe24041，其中M代表一種或者多種堿金屬，χ存在于零至大約一之間，并且y小于 或者等于X。在一些實施方式中，所述的化合物中可以包括下述具有聚集的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的部 分=BiVyMxCo2Fe24O
41+0. 5x 和 / 或(Bei3Co2) ^xMxCo2Fe24O
41+0. 5x°在一些方面中，所述的化合物可以包括帶有其他相的Z-相晶體點陣，例如，同樣 可以存在Y-相和/或M-相，所述的相以例如從大約2摩爾％至大約10摩爾％的濃度存在。
在一些實施方式中，在所述的晶體基質(zhì)中可以存在一種或者多種以氧化物的形式 存在的摻雜物。不希望受到特定理論的限制，可以確信向所述的鋇鈷鐵氧體基質(zhì)或其晶體 結(jié)構(gòu)中進行一種或者多種含有堿金屬的摻雜物的添加或者導(dǎo)入能夠防止或者抑制在制備 鋇鈷鐵氧體的過程中所述的鐵從鐵離子向亞鐵離子狀態(tài)的還原，允許上述制備得到的材料 在高于未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體的頻率的條件下表現(xiàn)出一種令人期望的導(dǎo)磁率，并且具有相 對低的磁損耗正切。本發(fā)明中的某些方面能夠涉及到用于制備經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的技術(shù)。根 據(jù)本發(fā)明中的某些方面，用以形成一種磁性材料的方法已經(jīng)在附圖1中被進行了范例性的 描述。在這個方法的第一個步驟中，將適當劑量的前體材料——能夠提供鋇、鈷、鐵的反應(yīng) 物，一種或者多種堿金屬，以及能夠形成所述的磁性材料的氧——混合在一起。在某些方 面，至少一部分的氧可以通過下述的形式來進行提供一種鋇(Ba)、鈷(Co)、鐵0 )、或者 一種或多種堿金屬的含氧化合物。例如，這些元素可以以碳酸鹽或者氧化物的形式來提供， 或者以本領(lǐng)域已知的其他含氧前體形式來提供。在一個或者多個方面中，可以以一種不含 氧的化合物的形式提供一種或者多種前體材料，或者以一種純化的元素形式提供一種或者 多種前體材料。在其他的方面，可以通過一種單獨的化合物來進行氧的提供，其中所述的化 合物例如是過氧化氫，或者通過氣態(tài)氧或空氣來進行氧的提供。例如，在一個方面，以一種適合于形成所述的鋇鈷鐵氧體的比例對碳酸鋇、氧化 鈷、以及氧化鐵前體進行混合(例如，大約22重量％的碳酸鋇，大約6重量％的氧化鈷，以 及大約72重量％的氧化鐵)，同時混合大約0. 06重量％至大約3. 6重量％的碳酸鉀。使用 例如Cowles混合器、球磨機、或者振動球磨機在水或者醇中對這些前體化合物進行混合。 這些前體物質(zhì)同樣可以以無水的形式來進行混合。在此之后，如果需要的話，可以對上述混合后的混合物進行干燥(步驟20)。可 以以各種不同的方式中的任意一種對所述的混合物進行干燥，所述的方式包括，例如，平板 干燥或者噴霧干燥。在此之后可以在一定的溫度下對所述的經(jīng)過干燥的混合物進行加熱 (步驟30)并且保持一段時間從而促進煅燒。例如，在加熱步驟30中所使用到的所述的 加熱系統(tǒng)中的溫度可以以每小時大約20°C至每小時大約200°C的速率上升，從而達到大約 1100°C-130(TC的浸泡溫度，上述浸泡溫度可以被維持大約兩小時至大約十二小時。所述的 加熱系統(tǒng)可以是，例如，一個烤箱或者一個干燥爐。所述的混合物能夠經(jīng)歷水分的喪失，和 /或一種或者多種組分的還原或者氧化，和/或碳酸鹽和/或有機化合物的分解，其中所述 的碳酸鹽和/或有機化合物是可能存在的。至少有一部分所述的混合物能夠形成一種六方 晶系鐵氧體固熔體?？梢詫λ鰷囟鹊纳郎厮俾省⑺龅慕轀囟?、以及所述混合物的加熱時間進行 選擇，這種選擇取決于一種特定應(yīng)用的需要。例如，如果在加熱之后期望在所述的材料中 存在小的晶體顆粒，可以選擇一個更快速的溫度升溫速率，和/或更低的浸泡溫度，和/或 更短的加熱時間，這與期望獲得較大的晶體顆粒的應(yīng)用是相反的。除此之外，不同劑量和/ 或形式的所述前體材料的使用能夠?qū)е聦τ趨?shù)的不同需求，從而為所述的經(jīng)過加熱后的 混合物提供所期望的特征，其中所述的參數(shù)例如是溫度的升溫速率以及浸泡溫度和/或時 間。經(jīng)過加熱之后，所述的混合物能夠形成六方晶系鐵氧體固熔體的聚集顆粒，可以將其冷卻至室溫，或者將其冷卻至能夠促進進一步的加工的任意其他的溫度。所述的加熱 系統(tǒng)所具有的冷卻速率可以是，例如，每小時80°C。在步驟40中，可以對所述的聚集顆粒進 行磨制。磨制可以發(fā)生在水中，在醇中，在球磨機中，在振動球磨機中，或者在其他的磨粉裝 置中。在某些方面，所述的磨制步驟持續(xù)進行直至上述得到的粉末狀的材料所具有的平均 顆粒直徑為大約一微米至大約四微米，盡管其他的顆粒尺寸，例如，直徑大約一微米至大約 十微米，在某些應(yīng)用中是可以被接受的?？梢允褂美绯两祱D或者激光散射技術(shù)對這種顆 粒尺寸進行測量?？梢赃x定一種目標平均顆粒尺寸，從而提供足夠的顆粒表面積，用以對下 個步驟中的燒結(jié)進行促進。與較大的顆粒相比，具有較小的平均直徑的顆粒具有更強的反 應(yīng)性并且更加容易被燒結(jié)。在一些方法中，可以在這個節(jié)點上(步驟40)添加一種或者多 種堿金屬或者堿金屬前體或者其他的摻雜物材料，而不是在步驟10中添加，或者同時也在 步驟10中添加。如果需要的話，可以對所述的粉末狀的材料進行干燥(步驟50)并且可以將上述 經(jīng)過干燥的粉末壓制成一種期望的形狀，其中使用例如一種單軸擠壓機或者等靜壓機(步 驟60)。用來對所述的材料進行壓制的所述壓力可以是，例如，達到80000牛/平方米，并且 通常情況下存在于大約20000牛/平方米至大約60000牛/平方米的范圍之內(nèi)。與一種較 低的擠壓壓力相比，較高的擠壓壓力能夠在進一步的加熱之后生成一種更為密實的材料。在步驟70中，可以對上述經(jīng)過擠壓的粉末狀的材料進行燒結(jié)，從而生成一種經(jīng)摻 雜的六方晶系鐵氧體的固體塊。可以在模具中對所述的經(jīng)摻雜的六方晶系鐵氧體的固體塊 進行燒結(jié)，其中所述的模具具有一種組件的形狀，所述的組件是期望通過所述的經(jīng)過摻雜 的六方晶系鐵氧體來形成的組件。可以在一種適當?shù)幕蛘咂谕臏囟认聦λ龅慕?jīng)過摻 雜的六方晶系鐵氧體進行燒結(jié)，并且進行一段時間的燒結(jié)使得足以能夠提供一種或者多種 所期望的特征，例如，但不局限于，晶體顆粒的尺寸，雜質(zhì)的水平，可壓縮性，抗張強度，孔隙 度，以及在某些情形中的導(dǎo)磁率。優(yōu)選的，所述的燒結(jié)條件能夠促進一種或者多種所期望 的材料的特征并且不會對其他令人期望的或者不期望的性質(zhì)產(chǎn)生影響，或者至少以可以接 受的水平為其他令人期望的或者不期望的性質(zhì)帶來變化。例如，所述的燒結(jié)條件能夠促進 所述被燒結(jié)的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的形成，同時伴有微小的或者最小程度的鐵的還 原。根據(jù)某些方面，在所述的燒結(jié)步驟70中所使用到的所述的加熱系統(tǒng)中的溫度可以以每 小時大約20°C至每小時大約200°C的速率上升，從而達到大約1150°C _1450°C的浸泡溫度， 上述浸泡溫度可以被維持大約兩小時至大約十二小時。所述的加熱系統(tǒng)可以是，例如，一個 烤箱或者一個干燥爐。與使用一種更高的溫度升溫速率，和/或更低的浸泡溫度，和/或更 短的加熱時間所能夠達到的結(jié)果相比，一個更低的升溫速率，和/或更高的浸泡溫度，和/ 或更長的燒結(jié)時間能夠生成一種更為密實的經(jīng)過燒結(jié)的材料?？梢詫λ龅淖罱K經(jīng)過燒結(jié) 的材料所具有的密度進行增加，例如通過對所述的燒結(jié)過程進行調(diào)節(jié)的方式，能夠提供一 種材料，所述的材料具有令人期望的導(dǎo)磁率，飽和磁化強度，和/或磁致伸縮系數(shù)。根據(jù)本 發(fā)明中所述的方法中的某些方面，所述的經(jīng)過燒結(jié)的六方晶系鐵氧體所具有的密度范圍可 以是大約大約4. 75克/立方厘米至大約5. 36克/立方厘米。同樣可以通過對所述材料的 熱處理進行修剪的方式制備具有期望尺寸的顆粒，來實現(xiàn)上述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體 的期望的導(dǎo)磁率。在本發(fā)明所述方法的實施方式中制備得到的所述材料所具有的顆粒尺寸可以在大約五微米至一毫米的直徑范圍內(nèi)進行改變，這取決于所述的加工條件，在根據(jù)本發(fā)明所 述方法的某些方面中，即使更大的顆粒尺寸也是可能的。在某些方面，所述材料中的每一個 晶體中可以包括一個單一的磁性結(jié)構(gòu)域。經(jīng)過摻雜的鋇鈷鐵氧體以及未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧 體均屬于所述的平面六方晶系鐵氧體家族中的成員，其中所述的平面六方晶系鐵氧體被稱 為費勞克斯普納鐵氧體(ferroxplana)，具有一種Z-型的鐵氧體晶體結(jié)構(gòu)。在一些需要對用途進行迎合的方法中，可以在進行燒結(jié)之后對所述經(jīng)過燒結(jié)的材 料進行粉碎(步驟80)，其中在所述的用途中，一種粉末狀的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體材 料是令人期望的。在上文中所描述的方法中，所述的加熱步驟30以及70中的一個或者兩個步驟可 以在大氣壓力下(具有大約為三每平方英寸磅的絕對氧分壓)在空氣中進行，或者在這樣 的一種氣體環(huán)境下進行，所述的氣體環(huán)境所具有的絕對氧分壓比大氣壓力下在空氣中的絕 對氧分壓高出達到大約十二每平方英寸磅(即，大約十五每平方英寸磅)。根據(jù)本發(fā)明中 所述的方法中的其他方面，所述的加熱步驟30以及70中的一個或者兩個步驟可以在其他 的空氣壓力以及氧分壓的條件下在空氣中進行。根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在一 些方法中，可以進行這些加熱步驟中的一個或者兩個的氣體類型可以包括被加壓至二十 每平方英寸磅的絕對壓力的氧氣，流動氧氣，停滯空氣，流動空氣，以及氮氣或者氬氣與氧 氣的混合物，其中在所述的混合物中氧氣占據(jù)0. 5原子％直至純氧。所述的空氣或者氧氣 的流動速率可以存在變化并且取決于各種不同的因素，包括，但不局限于，可以利用的當量 氧的期望劑量。例如，所述的空氣或者氧氣的流動速率可以達到大約每分鐘50立方英尺 (cfm)。在利用流動空氣、氧氣、或者其他氣體的方面，所述的流動速率可以是，例如，大約30 立方英尺/分鐘(cfm)。對于上述方法的說明并不意在進行限制。根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在 一些方法中，在上文中所描述的步驟中的某一些可以被進行組合使用，以另外的順序來進 行，或者甚至是被除去。進一步的，沒有進行明確描述的額外的步驟可以被包括在根據(jù)本發(fā) 明所述的方法的一個或者多個方面之中。通過上文中所描述的方法的一個或者多個方面制備得到的材料可以包括具 有下述結(jié)構(gòu)式的化合物Ba3_yMxCO2Fe24041，其中M是一種堿金屬，χ在零與大約一之間， 并且y小于或者等于χ。在上文中所描述的方法的一個或者多個其他的方面中，可以 向所述的材料中導(dǎo)入多種堿金屬的摻雜物，從而生成具有例如下述結(jié)構(gòu)式的化合物 BahKwNaxRbyCo2Fi524O41，其中所述的w、x、以及y的和存在于零以及大約一的范圍之內(nèi)并且ζ 小于大約一。所述的下標w，X，y，以及ζ所具有的數(shù)值將隨著在所述的材料的生成過程中 利用到的所述堿金屬和/或堿金屬前體所具有的劑量而發(fā)生改變?？梢詫λ砑拥挠靡孕?成所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的各種不同的堿金屬的劑量進行選擇，從而對所述的 材料所具有的磁性性質(zhì)以及電學(xué)性質(zhì)進行剪裁，使其適合于一種特定的應(yīng)用，其中所述的 磁性性質(zhì)以及電學(xué)性質(zhì)例如是介電常數(shù)以及導(dǎo)磁率。在根據(jù)本發(fā)明所述的方法的某些方面中，除了一種或者多種堿金屬的摻雜物之 外，其他形式的摻雜物可以被包括在內(nèi)，這些摻雜物以類似于在上文中所討論的用于導(dǎo)入 所述的一種或者多種堿金屬摻雜物的方式被使用，其中所述的摻雜物例如是單價金屬或 者多價金屬，例如，但不局限于下述金屬中的一種或者多種鎳(Ni)，鉍(Bi)，鈷(Co)，錳(Mn)，鍶(Sr)，銅(Cu)或者鋅(Zn)。向所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體中進行所述的一 種或者多種單價金屬摻雜物或者多價金屬摻雜物的添加可以被有效的用于這樣的應(yīng)用中， 其中在所述的應(yīng)用中期望對上述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率進行修飾。在進一步的方面中，在制備的過程中同樣可以向所述的化合物中添加燒結(jié)助劑和 /或密度修飾助劑和/或磁損耗正切調(diào)節(jié)劑，其中所述的密度修飾助劑例如是二氧化硅和 /或氧化鈣，所述的磁損耗正切調(diào)節(jié)劑例如是氧化酶，上述試劑可以以例如從大約零至大約 三摩爾％的濃度水平進行添加?？梢源嬖谟谒龅幕衔镏械钠渌脑噭┖?或雜質(zhì)能 夠包括下述試劑和/或雜質(zhì)中的一種或者多種氧化錳，氧化鋁，氧化鎳，氧化鋅，氧化鍶， 氧化鈦，氧化鋯，氧化錫，氧化釔，氧化鉻，五氧化二鈮，或者氧化銅，上述試劑可以以例如從 大約零至大約三摩爾％的濃度水平進行添加。在根據(jù)本發(fā)明所述的方法中的進一步的方面，一種經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體可 以與一種或者多種鐵磁材料，一種或者多種鐵電材料，和/或一種或者多種介電材料，或者 各種不同的金屬氧化物中的任意一種或者上述物質(zhì)的組合進行組合，從而形成一種復(fù)合材 料，其中所述的鐵磁材料例如是鈷，鐵，或者鎳，所述的鐵電材料例如是鈦酸鋇或者鈦酸鉛， 所述的介電材料例如是二氧化硅?？梢詫λ龅膹?fù)合材料所具有的性質(zhì)進行裁剪，用于一 種特定的應(yīng)用，其中所述的裁剪可以通過例如將不同劑量的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體與 不同劑量的鐵磁材料、鐵電材料、和/或介電材料進行混合的方式來實現(xiàn)，所述的性質(zhì)例如 是導(dǎo)磁率和/或介電常數(shù)。一種完整的組件所具有的摻雜水平在所述的整個組件內(nèi)可以是均勻的，其中所述 的組件是由所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體形成的。然而，根據(jù)本發(fā)明中的某些方面，一 種完整的組件所具有的摻雜水平在所述的整個組件內(nèi)可以是不均勻的，其中所述的組件是 由所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體形成的。例如，在所述組件的近端區(qū)域或者在所述組 件的表面上，所述的一種或者多種摻雜物所具有的摻雜水平可以與所述組件的內(nèi)部區(qū)域相 反，具有較高或者較低的摻雜水平。這可以通過各種方式來完成。根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在一種方法中，可以通過下述方式來建立一 種摻雜的濃度梯度相對于存在于所述的預(yù)先燒結(jié)的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體材料中的 不同區(qū)域內(nèi)的所述的六方晶系鐵氧體而言，對所添加的所述的前體摻雜化合物所具有的劑 量進行改變。根據(jù)本發(fā)明中的一個或者多個方面，在另外的方法中，在所述的煅燒步驟和/ 或燒結(jié)步驟的至少一部分中，可以將一種化合物與所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的一 個或者多個區(qū)域進行接觸，其中在所述的化合物中包含了較高水平的特定摻雜物，所述的 特定摻雜物所具有的水平高于其存在于所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體中的水平，從而 允許摻雜物從所述的表面向內(nèi)擴散至所述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體之中，形成了這種摻 雜物的梯度，在所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體組件的表面上所具有的較高水平至所述 的內(nèi)部所具有的較低水平的梯度?？梢酝ㄟ^熱處理的方法對所述的摻雜濃度梯度所具有 的摻雜曲線進行修飾，從而生成例如線性的或者指數(shù)型的摻雜物濃度梯度?？晒┻x擇的，在 所述的煅燒步驟和/或燒結(jié)步驟的至少一部分中，可以將一種材料化合物與所述的經(jīng)過摻 雜的六方晶系鐵氧體的一個或者多個區(qū)域進行接觸，其中在所述的材料化合物中包含了較 低水平的特定摻雜物，所述的特定摻雜物所具有的水平低于其存在于所述的經(jīng)過摻雜的六 方晶系鐵氧體中的水平，從而允許摻雜物從所述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的表面向外擴散，形成了所述摻雜物的濃度梯度，在上述形成的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體組件的內(nèi)部 所具有的較高水平至所述的表面上所具有的較低水平的梯度。可以通過下述的這種方式對多種不同摻雜物的摻雜水平所具有的梯度進行控制， 例如在用以形成所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體化合物的煅燒步驟和/或燒結(jié)步驟的 各種不同的階段中，在不同的時間處或者持續(xù)不同的時間段或者在不同的溫度下，將具有 不同水平的不同摻雜物的不同化合物與所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體進行接觸。摻雜物的梯度同樣可以被導(dǎo)入到所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體之中，其中使 用諸如下述的技術(shù)那些涉及到離子注入以及隨后的熱處理的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明所述的方 法中的一個進一步的方面，在高溫之下，例如在一種燒結(jié)的步驟過程中，可以將所述的經(jīng)過 摻雜的六方晶系鐵氧體暴露于一種富含摻雜物或者摻雜物化合物的氣體環(huán)境下，其目的在 于向所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體中導(dǎo)入所述的摻雜物。在所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體中，摻雜水平的梯度在某些應(yīng)用中可能是有 效的，在所述的應(yīng)用中，諸如傳導(dǎo)性這樣的性質(zhì)期望被保持在一種特定的水平，例如，在所 述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的表面上具有低的傳導(dǎo)性，但是在所述材料中的大部分中 具有較高的傳導(dǎo)性。一種特定的摻雜物能夠?qū)Χ喾N性質(zhì)產(chǎn)生影響，其中所述的性質(zhì)例如是 傳導(dǎo)性以及導(dǎo)磁率。如果傳導(dǎo)性被得以增強，同時通過增加一種特定摻雜物所具有的水平 對導(dǎo)磁率進行降低，在一些應(yīng)用中，可能期望制造一種經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體組件，所 述的組件在其內(nèi)部具有一種高水平的這種摻雜物，但是在其外部具有低的水平，從而提供 了這樣一種組件，所述的組件具有高的整體導(dǎo)磁率以及低的表面?zhèn)鲗?dǎo)性。根據(jù)本發(fā)明中的一些方面，在將所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體燒結(jié)成為一種 期望的組件所具有的形狀以及尺寸之前或者之后，可以對所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧 體進行機床加工。在其他的方面，以粉末狀的形式或者非粉末狀的形式存在的所述經(jīng)過摻雜的六方 晶系鐵氧體可以被導(dǎo)入到一種聚合物或者其他材料之中，例如一種環(huán)氧樹脂之中，從而形 成一種具有所期望的形狀的復(fù)合材料。所述的聚合物或者環(huán)氧樹脂可以作為所述的經(jīng)過摻 雜的六方晶系鐵氧體材料的粘合劑來發(fā)揮功能。所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體可以被 粉碎成為粉末并且與一種熔化的聚合物或者液體環(huán)氧樹脂進行混合，其中所述的熔化的聚 合物或者液體環(huán)氧樹脂可以被凝固化。在一些應(yīng)用中，所述的聚合物或者環(huán)氧樹脂可以在 模具中被凝固化，其中所述的模具具有一種期望的組件的形狀。這在某些應(yīng)用中是有效的， 在這樣的應(yīng)用中，難以通過機床加工來獲得所期望的組件的形狀，或者期望為所述的包含 有經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的組件賦予一定程度的彈性或者抵御破裂的抗性?？梢詫?有適當?shù)膹椥院?或硬度水平的聚合物或者環(huán)氧樹脂進行選擇并且可以向所述的聚合物 或者環(huán)氧樹脂基質(zhì)內(nèi)導(dǎo)入各種不同負載量的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體材料，從而制成一 種組件，所述的組件具有所期望的彈性和/或沖擊抗性以及所期望的磁性性質(zhì)以及電學(xué)性 質(zhì)。在一些方面，額外的材料可以與存在于所述的環(huán)氧樹脂或者聚合物基質(zhì)之中的所述經(jīng) 過摻雜的六方晶系鐵氧體進行組合，從而形成一種具有所期望的磁性性質(zhì)和/或電學(xué)性質(zhì) 的復(fù)合材料，其中所述的額外的材料例如是鐵電材料或者介電材料。在其他的方面，所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體可以與一種介電材料進行結(jié) 合，從而形成一種復(fù)合的磁性/電學(xué)設(shè)備組件。例如，可以將一種由所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體形成的桿與一種存在于介電管之中的膠粘劑進行結(jié)合，其中所述的介電管例如 是一種陶瓷材料，其中含有所述的組成氧化鎂-氧化鈣-氧化鋅-氧化鋁-氧化鈦。所 述的桿以及管的裝配可以在此之后被切割成圓盤，包括一種經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體圓 盤，所述的圓盤被一環(huán)介電材料進行同軸的圍繞。這樣的圓盤可以被用來作為高頻率循環(huán) 器或者隔振器中的組件。在其他的方面，根據(jù)本發(fā)明中的方面所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體可以通過 噴鍍法或者其他的方式被堆放在半導(dǎo)體之上，作為例如射頻集成電路的構(gòu)造中的一個部 分，從而形成一種多層的芯片感應(yīng)器或者多層的片式磁珠。正如在附圖2-14中所描述到的，與例如未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體這樣的材料相比， 在上文中所討論的所述材料以及材料的組合能夠在高頻率下表現(xiàn)出優(yōu)異的磁性性質(zhì)。
實施例樣本的制備將適當水平的碳酸鋇、氧化鈷、以及氧化鐵前體與各種不同劑量的堿金屬碳酸鹽 (0. 06重量％，0. 12重量％，0.6重量％，1.2重量％，以及3.6重量％的碳酸鉀；0. 04重 量％，0. 08重量％，以及0. 4重量％的碳酸鈉；以及0. 02重量％，0. 04重量％，0. 1重量％， 0. 2重量％，0. 4重量％，和0. 8重量％的碳酸銣)進行混合，從而形成經(jīng)過摻雜的鋇鈷鐵氧 體樣本。形成每種材料樣本的兩個七毫米外徑的圓環(huán)，一個短圓環(huán)(長度為大約100密耳 (0. 254厘米)以及一個長圓環(huán)(長度為大約200密耳(0. 508厘米)。通過下述方式形成所述的樣本首先在球磨機中將所述的碳酸鋇、氧化鈷、以及氧 化鐵前體混合在水中，對上述經(jīng)混合的混合物進行干燥，并且在干燥爐中在停滯空氣的條 件下對上述經(jīng)混合的混合物進行煅燒，所述的煅燒是在大氣壓力下于1190°C的浸泡溫度下 進行八個小時的煅燒，所具有的加熱速率以及冷卻速率為100°C /小時。將具有上述列出的 濃度的堿金屬碳酸鹽添加到所述的經(jīng)過煅燒的材料中去，其中所述的經(jīng)過煅燒的材料是被 用來形成每一種單獨的樣本的材料。在此之后在球磨機中將用于每一種樣本的所述的經(jīng)過 煅燒的材料以及堿金屬碳酸鹽在水中進行磨碎從而形成具有大約五十微米的平均直徑的 顆粒。上述被磨碎的材料被進行干燥并且被壓制成為具有0.5英寸(1.3厘米)直徑、兩英 寸(5.1厘米)長度的桿，其中所述的壓制是于大約180000牛/平方米的壓力下在等靜壓 機內(nèi)完成的。在此之后將所述的桿切割成上文中所描述的形狀以及尺寸并且在干燥爐內(nèi)于 大氣壓力下在氧氣中對其進行燒結(jié)，其中所述的氧氣是以30立方英尺/分鐘(cfm)的速度 流動的，并且在1250°C的浸泡溫度下進行八小時的燒結(jié)，所具有的加熱速率以及冷卻速率 為100°C /小時。上述的方法能夠制造出根據(jù)本發(fā)明中的某些方面所述的鋇鈷鐵氧體，其中在所述 的鋇鈷鐵氧體中摻雜有堿金屬的氧化物。正如在附圖15中所表示出的，根據(jù)上述方法制備 得到的并且摻雜有0. 3重量％的氧化鉀的化合物能夠在某些位置上表現(xiàn)出X-射線衍射峰 值，其中所述的位置與那些能夠在鋇鈷鐵氧體中預(yù)料到的位置相對應(yīng)，其所具有的角度位 置是通過存在于所述的水平線上的短垂直線來表示的，其中所述的水平線在附圖15中被 標記為“鋇鈷鐵氧化物”。分析方法
附圖2-14中的數(shù)據(jù)是通過下述操作步驟而產(chǎn)生的在一條同軸航線(airline)中對所述的樣本進行分析并且記錄下從50兆赫茲 至18500兆赫茲(18. 5千兆赫)所述全部的S-參數(shù)散射矩陣。通過這個數(shù)據(jù)，所述的材 料特征^(無量綱的復(fù)數(shù)相對介電常數(shù))以及μ*(無量綱的復(fù)數(shù)相對導(dǎo)磁率)被提取出 來，其中使用的是 A.M. Nicolson 以及 G. F. Ross 于 1970 年 11 月在 IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement《美國電氣及電子工程師協(xié)會儀器以及測量匯刊》第19 卷，第 4 期，第 377-382 頁中發(fā)表的文章 “Measurement of the intrinsicproperties of materials by time domain techniques《通過時區(qū)域技術(shù)對材料的固有性質(zhì)所進行的測 量》”中所描述的方法，所述的方法在James Baker-Jarvis, Eric J. Vanzura,以及William A. Kissick 于 1990 年 8 月在 IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques 《美國電氣及電子工程師協(xié)會微波理論及技術(shù)匯刊》第38卷，第8期，第1096-1103頁 中發(fā)表的論文 ‘‘ ImprovedTechnique for Determining Complex Permittivity with theTransmission/Reflection Method《用以使用傳輸/反射法對復(fù)數(shù)介電常數(shù)進行測定 的改進技術(shù)》”中被進行了修飾，上述文獻在本發(fā)明中被引入作為參考。所述的較短的樣本 趨向于在這種頻率范圍的低端點處生成噪音數(shù)據(jù)，但是在較高的頻率條件下提供了一致的 結(jié)果。所述的較長的樣本表現(xiàn)出了相反的行為；它們趨向于在所述的低頻率的范圍處生成 一致的數(shù)據(jù)但是在較高的頻率條件下生成噪音數(shù)據(jù)。在測試所進行的所述頻率范圍之內(nèi)， 兩組數(shù)據(jù)在橫跨了一段相當寬的部分內(nèi)發(fā)生了重合。在對這些測量值進行收集之后，在從 1兆赫茲至1800兆赫茲(1. 8千兆赫)的頻率下，使用Hewlett-Packard 4291阻抗分析器 對上述較小的樣本進行分析。因此針對每一種測試樣本產(chǎn)生了三組數(shù)據(jù)，所述的三組數(shù)據(jù) 在很大的程度上存在重合。對這一數(shù)據(jù)進行共同繪制，并且將那些在組與組之間不一致的 點舍棄，從而生成從1兆赫茲至18. 5千兆赫的平滑曲線。在上述生成的曲線中觀察到了一 些中斷，這些中斷被認為是這種測量方法所存在的人為缺陷。碳酸鉀的摻雜對導(dǎo)磁率的實分量所產(chǎn)生的影響根據(jù)附圖2A以及2B，所表示出的是鋇鈷鐵氧體所具有的無量綱復(fù)數(shù)相對導(dǎo)磁率 μ ’(在此處被簡稱為所述的導(dǎo)磁率)的實分量相對于頻率所發(fā)生的變化，其中在所述的鋇 鈷鐵氧體中摻雜有各種不同水平的碳酸鉀。在這些附圖中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分 析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖2-a至2-f，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0 重量％、0. 06重量％、0. 12重量％、0. 6重量％、1. 2重量％、以及3. 6重量％的碳酸鉀?？?以看出，摻雜有碳酸鉀的鋇鈷鐵氧體示范出了一種相對恒定的低于大約0. 2千兆赫的導(dǎo)磁 率。在較高的頻率下，所述的材料示范出了導(dǎo)磁率的上升，此后達到峰值并且在此之后隨著 所述頻率的進一步的增加出現(xiàn)了導(dǎo)磁率的快速跌落。一種材料所具有的導(dǎo)磁率達到峰值時 所處的點位將在本發(fā)明中被稱為所述材料的“共振頻率”。在附圖2A以及2B中可以觀察 到，向鋇鈷鐵氧體進行小劑量(例如，小于大約3. 6重量％ )的碳酸鉀的添加能夠增加所述 的材料所具有的共振頻率。例如，未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一種為大約0. 64千兆 赫的共振頻率，而通過碳酸鋇、氧化鈷、以及氧化鐵前體并且摻雜有大約0. 6重量％的碳酸 鉀前體所形成的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一種為大約1. 4千兆赫的共振頻率，比未經(jīng)摻雜的 鋇鈷鐵氧體多出大約兩倍。這表明了通過摻雜有鉀的鋇鈷鐵氧體制備得到的電氣設(shè)備組件 能夠保持它們的導(dǎo)磁率并且能夠在一種較高的頻率范圍或者較寬的頻率范圍內(nèi)運作，其中所述的頻率范圍比通過未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體制備得到的類似設(shè)備或者設(shè)備組件的頻率 范圍高或者寬，其中所述的電氣設(shè)備組件例如是高頻率感應(yīng)器核。同樣可以觀察到，向所述的鋇鈷鐵氧體材料中進行碳酸鉀前體的添加能夠?qū)е略?所述的低頻率下(例如，低于所述材料所具有的共振頻率的頻率)所述導(dǎo)磁率的絕對水平 的下降。這表明了共振頻率的增強可能與絕對導(dǎo)磁率的下降相互關(guān)聯(lián)。對于高水平的鉀的摻雜(例如，3. 6重量％的碳酸鉀前體)而言，所述的材料所具 有的共振頻率的增強并不像具有較低水平的鉀的摻雜的鋇鈷鐵氧體那樣顯著。在一種高的 鉀摻雜水平下(例如，3. 6重量％的碳酸鉀前體)，所述的經(jīng)過摻雜的材料所具有的共振頻 率接近于未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體所具有的共振頻率。碳酸鈉以及碳酸銣的摻雜對導(dǎo)磁率的實分量所產(chǎn)生的影響附圖3A、3B、4A、以及4B描述的是分別摻雜有各種不同水平的碳酸鈉以及碳酸銣 的鋇鈷鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率相對于頻率所發(fā)生的變化。在這些附圖中，在附圖3A以及;3B 中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖3-a至3-d，其中在 所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 04重量％、0. 08重量％以及0. 4重量％的碳 酸鈉，并且在附圖4A-4B中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定 為線圖4-a至4-g，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 02重量％、0. 04重 量％、0. 1重量％、0. 2重量％、0. 4重量％以及0. 8重量％的碳酸銣。與同所述的摻雜有碳酸鉀的鋇鈷鐵氧體一同進行分析的未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體 相比，同所述的摻雜有碳酸鈉以及碳酸銣的鋇鈷鐵氧體一同進行分析的未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵 氧體具有不同的燒制密度(fired density)，這使得在附圖3A、3B、4A、以及4B所描述的內(nèi) 容中觀察到的未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體所具有的磁性性質(zhì)與在附圖2A以及2B所描述的內(nèi)容 中觀察到的未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體所具有的磁性性質(zhì)不同。這對于例如存在于下述方面的 差異進行了解釋，所述的差異是在與所述的摻雜碳酸鉀的材料一同進行測試的所述未經(jīng) 摻雜的鋇鈷鐵氧體中觀察到的共振頻率與在與所述的摻雜碳酸鈉以及碳酸銣的材料一同 進行測試的所述未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體中觀察到的共振頻率之間的差異。與涉及碳酸鉀的附圖2A以及2B相似，在附圖3A、3B、4A以及4B中同樣可以觀察 到，相對于未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體而言，向鋇鈷鐵氧體中進行充足劑量的碳酸鈉或者碳酸 銣的添加能夠增強所述材料所具有的共振頻率，同時降低在低頻率條件下的導(dǎo)磁率的絕對 水平。例如，摻雜有大約0. 4重量％的碳酸鈉前體的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一種為大約1. 3 千兆赫的共振頻率以及大約9. 5的低頻率導(dǎo)磁率，而未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一 種為大約0. 4千兆赫的共振頻率以及大約14的低頻率導(dǎo)磁率。摻雜有大約0. 8重量％的 碳酸銣前體的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一種為大約1. 15千兆赫的共振頻率以及大約10的低 頻率導(dǎo)磁率，而未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體能夠表現(xiàn)出一種為大約0. 4千兆赫的共振頻率以及 大約14的低頻率導(dǎo)磁率。在不同的堿金屬摻雜物之間進行的共振頻率的比較附圖5描述了相對于鋇鈷鐵氧體的摻雜水平而言的導(dǎo)磁率共振頻率，其中所述的 鋇鈷鐵氧體摻雜有碳酸鉀，碳酸鈉，以及碳酸銣。為了進行清楚的表示，從這張圖表上省略 了相對應(yīng)于摻雜有3. 6重量％的碳酸鉀的鋇鈷鐵氧體的數(shù)據(jù)點?？梢杂^察到，在低于大約 0. 2重量％的摻雜物前體的添加水平時在共振頻率方面存在一種快速的上升，伴隨著所述添加的摻雜物的總劑量的增加，所添加的額外摻雜物的每個單元中所述的共振頻率發(fā)生的 變化在減小。這表明可能存在一種堿金屬摻雜物的特定的上水平，可以按照所述的上水平 進行添加從而對所述的基于鋇鈷鐵氧體的材料所具有的共振頻率進行增強，超過所述的上 水平則對所述材料所具有的共振頻率會產(chǎn)生一種微小的附加影響。堿金屬的摻雜對導(dǎo)磁率的虛分量所產(chǎn)生的影響附圖6A-8B描述的是經(jīng)過摻雜的以及未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體的μ，，的應(yīng)答，其中 所述的μ ”指的是所述的復(fù)數(shù)相對導(dǎo)磁率的虛分量，其對應(yīng)于高頻率下的所述材料中的能 量損耗。在這些附圖中，在附圖6Α-6Β中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組 分別被指定為線圖6-a至6-f，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 06重 量％、0. 12重量％、0. 6重量％、1. 2重量％、以及3. 6重量％的碳酸鉀，在附圖7A-7B中，通 過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖7-a至7-d，其中在所述 的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 04重量％、0. 08重量％以及0. 4重量％的碳酸鈉， 并且在附圖8A-8B中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖 8-a至8-g，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 02重量％、0. 04重量％、 0. 1重量％、0. 2重量％、0. 4重量％以及0. 8重量％的碳酸銣。可以觀察到，對于所有的摻雜堿金屬的材料而言，與未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體相比， 在μ ”中所述的初始的上升以及所述的峰值均發(fā)生在更高的頻率下。同樣可以觀察到的是， 與所有的材料所具有的μ，相比，包括所述的未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體，μ ”在更高的頻率下 達到峰值。這表明這些材料在低于它們的共振頻率之下不會表現(xiàn)出高水平的能量損耗，并 且因此能夠在接近它們的共振頻率的頻率條件下被有效的應(yīng)用于高頻率的設(shè)備中。堿金屬的摻雜對磁損耗正切所產(chǎn)生的影響附圖9以及10所描述的是在摻雜有碳酸鉀(附圖9)、碳酸鈉、以及碳酸銣(附圖 10)的鋇鈷鐵氧體中，所述的μ ”與μ ’相對于頻率所具有的比率，所述的量同樣被稱之為 所述的磁損耗正切(Tan δ Μ)。這個參數(shù)代表的是相對于一種材料中的存儲量而言所述的磁 能量的損耗劑量，其中所述的材料被暴露在電磁輻射之中。對于一些利用磁性鐵氧體材料 的電氣設(shè)備而言，在這樣的一種磁性狀況下進行運作可能是令人期望的，其中在所述的磁 性狀況中所述的磁性鐵氧體材料所具有的磁損耗正切是低的，所述的電氣設(shè)備例如是感應(yīng) 器以及變壓器。在這些附圖中，在附圖9中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù) 組分別被指定為線圖9-a至9-f，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 06重 量％、0. 12重量％、0. 6重量％、1. 2重量％、以及3.6重量％的碳酸鉀，在附圖10中，通過對 鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖10-a至10-d，其中在所述的 鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 04重量％、0. 08重量％以及0. 4重量％的碳酸鈉，并 且在附圖10中，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖10-e 至10-j，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0. 02重量％、0. 04重量％、0. 1重量％、0. 2 重量％、0. 4重量％以及0. 8重量％的碳酸銣。正如可以在附圖9以及10中看到的，摻雜有堿金屬的鋇鈷鐵氧體所具有的磁損耗 正切大致與未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體所具有的磁損耗正切相同或者低于未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵 氧體所具有的磁損耗正切，直至達到大約2千兆赫的頻率，此時所述的經(jīng)過摻雜的以及未 經(jīng)摻雜的材料所具有的磁損耗正切接近大約2。這與在附圖2A-5中所描述的數(shù)據(jù)一同表明，與未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體相比，所述的摻雜有堿金屬的鋇鈷鐵氧體能夠在更高的頻率 下(例如，對于摻雜有鉀的鋇鈷鐵氧體而言，直至大約1.4千兆赫)促進所述的高頻率設(shè)備 的運作，同時表現(xiàn)出不高于未經(jīng)摻雜的鋇鈷鐵氧體的能量損耗，其中所述的高頻設(shè)備中利 用了鐵氧體材料。碳酸鉀的摻雜對導(dǎo)磁率與介電常數(shù)的比率μ 乂、所產(chǎn)生的影響鐵氧體材料的一種可能的應(yīng)用是用于進行高頻率射頻(RF)天線或者微波天線的 構(gòu)建。一般而言，當構(gòu)建天線的材料所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量與其所具有的相對介電 常數(shù)的實分量相等時(即，yy、= 1)，在這樣的頻率下所述的天線能夠最為有效的向大 氣中進行電磁能量的吸收以及發(fā)射。這個比例在本發(fā)明中被稱之為所述的“導(dǎo)磁率與介電 常數(shù)的比率”。附圖11以及12描述的是基于摻雜各種不同堿金屬的鋇鈷鐵氧體的材料所具有的 相對于頻率的相對介電常數(shù)的實分量。在這些附圖中，在附圖11中，通過對鋇鈷鐵氧體所 進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖11-a至11-f，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中 分別摻雜有0重量％、0. 06重量％、0. 12重量％、0.6重量％、1.2重量％、以及3.6重量％的 碳酸鉀，通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指定為線圖12-a至12-d， 其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0重量％、0. 04重量％、0. 08重量％以及0. 4重 量％的碳酸鈉(附圖12)，并且通過對鋇鈷鐵氧體所進行的分析而獲得的數(shù)據(jù)組分別被指 定為線圖12-e至12-j，其中在所述的鋇鈷鐵氧體中分別摻雜有0. 02重量％、0. 04重量％、 0. 1重量％、0. 2重量％、0.4重量％以及0.8重量％的碳酸銣(附圖12)。正如在附圖11以及12中所描述的，在0.5千兆赫至1千兆赫的頻率范圍內(nèi)，基于 摻雜有堿金屬的鋇鈷鐵氧體的材料能夠表現(xiàn)出大約10至15的相對介電常數(shù)的實分量。在 大多數(shù)情形中，這略微的高于在這一范圍的頻率下在附圖2A-4B中所描述的相對導(dǎo)磁率的 實分量數(shù)值。下面的表格1中描述了在1千兆赫的范例性的頻率條件下?lián)诫s有鉀的鋇鈷鐵 氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量以及相對介電常數(shù)的實分量。表格 1
摻雜水平 (重量％碳酸鉀)相等重量％的氧 化鉀的摻雜μ rε rμ r/ ε r009.313.90.670.060.0410.211.90.860.120.0810.111.20.900.60.4110.711.10.961.20.8211.812.90.913.62.457.013.60.51 上述的數(shù)據(jù)表明摻雜有鉀的鋇鈷鐵氧體在1千兆赫下能夠表現(xiàn)出一個大約為0. 9的yy、比率，非常接近于1.0的比率，這個比率能夠定義一個高效的天線?？梢酝ㄟ^例 如下述方式對所述的經(jīng)過摻雜的鋇鈷鐵氧體材料所具有的導(dǎo)磁率的實分量的絕對水平進 行調(diào)整對存在于天線中的所述材料所具有的晶體結(jié)構(gòu)的方位進行改變，或者在一種方法 中形成所述的經(jīng)過摻雜的鋇鈷鐵氧體，其中在所述方法的一個或者多個步驟過程中將其暴 露于磁場之中，從而對所述材料所具有的磁性結(jié)構(gòu)域的磁矩的排列進行增加。所述的經(jīng)過 摻雜的鋇鈷鐵氧體材料所具有的導(dǎo)磁率同樣能夠通過下述方式來增強對可以被用來形成 所述材料的熱處理/燒結(jié)步驟進行調(diào)整，從而增加所述材料的密度和/或顆粒尺寸。除此 之外，所述的導(dǎo)磁率和/或介電常數(shù)的絕對水平可以通過下述方式來進行調(diào)整利用一種 或者多種二價的金屬離子進行額外的摻雜，其中所述的二價金屬離子例如是鍶，鎂，銅，鎳， 錳，以及鋅，或者按照上文中所討論的，將一種經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體與一種鐵磁材 料、鐵電材料、或者介電材料進行混合從而形成一種復(fù)合材料。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的一 個或者多個方面中所述的摻雜有鉀的鋇鈷鐵氧體材料制備一種高效率的高頻率(例如，1 千兆赫)天線是切實可行的。碳酸鈉以及碳酸銣的摻雜對導(dǎo)磁率與介電常數(shù)的比率μ 乂、所產(chǎn)生的影響下面的表格2中描述了在0. 5千兆赫的范例性的頻率條件下?lián)诫s有鈉的鋇鈷鐵氧 體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量以及相對介電常數(shù)的實分量，并且下面的表格3中描述了 在0. 5千兆赫的范例性的頻率條件下?lián)诫s有銣的鋇鈷鐵氧體所具有的相對導(dǎo)磁率的實分 量以及相對介電常數(shù)的實分量。相對于針對摻雜有鉀的鋇鈷鐵氧體材料的表格1中的頻率 而言，進行這一數(shù)據(jù)比較的頻率降低了，降低至相對應(yīng)于低于所述的摻雜有鈉以及銣的材 料所具有的共振頻率，其中所述的共振頻率一般而言低于所述的摻雜有鉀的材料所具有的 共振頻率。這些表格描述出了 在0.5千兆赫的條件下，對于至少某些濃度的摻雜物而言， 所述的基于摻雜有鈉以及銣的鋇鈷鐵氧體的材料均同樣表現(xiàn)出高的μ r/ ε r比率(例如，高 于大約0. 8)。表格權(quán)利要求
1.一種化合物，所述的化合物包括摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物，其中所述的摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體具有 下述結(jié)構(gòu)式Ba3_yMxCo2Fe24041，其中χ存在于0至大約為1的范圍內(nèi)，y小于1，并且M是一種 或者多種堿金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的化合物，其中M是一種選自由鈉，鉀，以及銣所組成的組中 的堿金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物，其中所述的摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體包括 Ba3Co2Fe24O41,其中摻雜有達到大約1重量％的堿金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的化合物，其中所述的堿金屬是鉀，鈉，以及銣中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的化合物，其具有存在于大約5微米至大約1毫米的范圍內(nèi) 的平均顆粒直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的化合物，其中所述的摻雜有堿金屬的六方晶系鐵氧體包 括一種Z-型鐵氧體以及選自由氧化鈉，氧化鉀，以及氧化銣所組成的組中的至少一種化合 物。
8.一種電氣組件，其中包括Ba3Co2Fe24O41，在所述的Ba3Co2Fe24O41中摻雜有達到大約1 重量％的堿金屬氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電氣組件，其中所述的電氣組件是一種射頻鐵氧體循環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的電氣組件，其中所述的射頻鐵氧體循環(huán)器被配置成為減晨^1 ο
11.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電氣組件，其中所述的電氣組件是感應(yīng)器，變壓器，以及 天線中的任意一種。
12.一種用于制備六方晶系鐵氧體的方法，包括提供一種前體混合物，其中包括鋇來源，鈷來源，以及鐵來源； 向所述的前體混合物中導(dǎo)入一種堿金屬來源，從而生成一種含有堿金屬的混合物；并且在至少為大約1100°C的第一溫度下對所述的含有堿金屬的混合物進行第一個時間段 的加熱，使其足以形成六方晶系鐵氧體顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的方法，其中進一步的包括將所述的前體混合物暴露于氧 來源之下。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中所述的氧來源包括鋇、鈷、鐵、以及堿金屬中 的任意一種的至少一種含氧化合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中所述的氧來源是一種氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的方法，其中所述的第一溫度存在于從大約1100°C至大約 1300°C的范圍之內(nèi)并且所述的第一個時間段存在于從大約2小時至大約12小時的范圍之 內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中所述的方法，其中進一步的包括將所述的六方晶系鐵氧體顆粒 磨碎成一種粉末，所述的粉末具有存在于從大約1微米至大約4微米的范圍之內(nèi)的平均顆粒直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的方法，其中進一步的包括在第二溫度下對所述的粉末進 行第二個時間段的加熱，使其足以形成燒結(jié)的六方晶系鐵氧體，其中所述的第二溫度存在 于大約1150°C至大約1450°C的范圍之內(nèi)，所述的第二個時間段存在于大約兩小時至大約 12小時的范圍之內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的方法，其中對所述粉末進行的加熱包括在一種氣體環(huán)境 下對所述的粉末進行加熱，所述的氣體環(huán)境所具有的絕對氧分壓存在于0. 003每平方英寸 磅至大約20每平方英寸磅的范圍之內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的方法，其中對所述粉末進行的加熱包括在一種環(huán)境下對 所述的粉末進行加熱，在所述的環(huán)境中所述的加熱速率為大約每小時20°C至每小時200°C 的范圍之內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的方法，其中進一步的包括在一種環(huán)境下對所述的燒結(jié)的 六方晶系鐵氧體進行冷卻，其中在對所述的粉末進行加熱之后，以大約80°C每小時的速率 對其進行冷卻。
22.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中對所述的含有堿金屬的混合物所進行的加熱 包括在一種氣體環(huán)境下對所述的含有堿金屬的混合物進行加熱，所述的氣體環(huán)境所具有的 絕對氧分壓存在于0. 003每平方英寸磅至大約20每平方英寸磅的范圍之內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中對所述的含有堿金屬的混合物所進行的加熱 包括在一種環(huán)境下對所述的含有堿金屬的混合物進行加熱，在所述的環(huán)境中所述的加熱速 率為大約每小時20V至每小時200°C的范圍之內(nèi)。
24.一種用以制備六方晶系鐵氧體的方法，包括提供一種混合物，其中包括鋇來源，鈷來源，以及鐵來源；在至少大約1100°C的溫度下對所述的混合物進行一段時間的煅燒，使其足以形成六方 晶系鐵氧體顆粒；并且向所述的前體混合物中導(dǎo)入一種堿金屬來源。
25.一種用以制備經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體的方法，包括利用一定劑量的至少一種 堿金屬化合物對Ba3Co2Fe524O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠提供一種具有至少一種 期望的磁性特征的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體。
26.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑 量的至少一種堿金屬化合物對Ba3Cofe24O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠?qū)︻l率進 行增強，所述的頻率對應(yīng)于所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率的峰值虛分 量。
27.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對BEt3Co2Fh4O41進行摻雜包括向BEt3Co2Fii24O41 中導(dǎo)入一定劑量的至少一種堿金屬化合物，其中所述的劑量足以能夠?qū)︻l率進行增強，所 述的頻率對應(yīng)于所述的經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率的峰值虛分量。
28.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量 的至少一種堿金屬化合物對BhCo2Fi524O41進行摻雜，其中相對于未經(jīng)摻雜的BhCo2Fi524O41而 言，在大約0.5千兆赫以及大約1千兆赫中的至少一種頻率下，所述的劑量足以能夠增加所 述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體所具有的導(dǎo)磁率與介電常數(shù)的比率μ 乂 ε -
29.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量的至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜，其中在大約0. 5千兆赫以及大約1千兆 赫中的至少一種頻率下，所述的劑量足以能夠為所述經(jīng)過摻雜的六方晶系鐵氧體提供高于 大約0. 8的導(dǎo)磁率與介電常數(shù)的比率μ y、。
30.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量 的至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fi524O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠賦予所述經(jīng) 過摻雜的六方晶系鐵氧體以一種相對導(dǎo)磁率的實分量，所述的實分量在大于1千兆赫的頻 率下高于未經(jīng)摻雜的Ba3Co2Fii24O41所具有的相對導(dǎo)磁率的實分量。
31.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量 的至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fi524O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠賦予所述經(jīng) 過摻雜的六方晶系鐵氧體以一種相對導(dǎo)磁率的實分量，使其在大于1千兆赫的頻率下高于 大約10。
32.根據(jù)權(quán)利要求25中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量 的至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fi524O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠賦予所述經(jīng) 過摻雜的六方晶系鐵氧體以一種共振頻率，所述的共振頻率高于未經(jīng)摻雜的Ba3Co2Fe24O41 所具有的共振頻率。
33.根據(jù)權(quán)利要求32中所述的方法，其中對Ba3Co2Fe24O41進行摻雜包括利用一定劑量 的至少一種堿金屬化合物對Ba3Co2Fi524O41進行摻雜，其中所述的劑量足以能夠賦予所述經(jīng) 過摻雜的六方晶系鐵氧體以一種共振頻率，所述的共振頻率大于1千兆赫。
全文摘要
本發(fā)明中的實施方式以及方面涉及到一種強化的六方晶系鐵氧體磁性材料，在所述的磁性材料中摻雜有堿金屬。所述的材料保持有相當大的導(dǎo)磁率，達到了千兆赫范圍的頻率并且具有低的損耗。所述的材料可以被用在設(shè)備之中以進行高頻率的應(yīng)用，其中所述的設(shè)備例如是變壓器，感應(yīng)器，循環(huán)器，以及減震器。
文檔編號C04B35/26GK102076629SQ200980124858
公開日2011年5月25日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者M·希爾 申請人:斯蓋沃克斯解決方案公司