專利名稱：磁性介電陶瓷合成材料，其生產(chǎn)及使用方法，以及多功能元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造電子元件的陶瓷合成材料，具體說是磁性介電陶瓷合成材料，它包括含有一種或多種磁性鐵素體分散微晶粒的第一相和含有電絕緣氧化物的本質(zhì)上為連續(xù)相的第二相。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)這種磁性介電陶瓷合成材料的方法以及含有這種合成材料的整體式多功能電子元件。
在EP 0 394 107 A1中，公開了一種介電陶瓷組合物，它含有半導(dǎo)電的鐵素體微晶粒，這些微晶粒被一種形成晶粒間的表面邊界層的物質(zhì)分隔開，該物質(zhì)由Bi2O3和至少另一種氧化物組成，該氧化物是由PbO、Li2O、SiO2、B2O3、Fe2O3、Na2O和K2O氧化物組中選取的。EP 0 394 107 A1具體地涉及以鎳-鋅鐵素體為基礎(chǔ)的磁性介電陶瓷物質(zhì)，該鐵素體具有特殊的介電性質(zhì)并可按運(yùn)用要求加以優(yōu)化。
EP 0 394 107 A1還公開了生產(chǎn)上述介電陶瓷組合物的方法，其特征在于半導(dǎo)電的鐵素體是用燒結(jié)和用液態(tài)混合物浸漬的辦法來生產(chǎn)的，液態(tài)混合物含有Bi2O3和至少另外一種由下列氧化物組中選取的成分Li2O、PbO、SiO2、B2O3、Fe2O3、Na2O和K2O。
浸漬鐵素體具體地可采取下列步驟1)配制Bi2O3和一種或多種另外的成分和/或它們的原料化合物的混合物在高度揮發(fā)性液體中的懸浮液，2)將懸浮液涂布，使上述混合物沉積到鐵素體上，隨后進(jìn)行干燥工序?qū)⑷軇]發(fā)掉，3)將涂漬混合物的鐵素體加熱到使混合物熔化的浸漬溫度，以及4)把鐵素體在上述溫度下保持一段時(shí)間Di，使足以形成晶粒間的表面邊界層。
這樣生產(chǎn)出來的磁性介電組合物，介電常數(shù)∈值很低，而導(dǎo)磁率損耗系數(shù)為μr″/μr′＞＞100％，因而導(dǎo)磁率μ非常高。因此，上述組合物是一種典型的高頻吸收材料。
本發(fā)明的目的是要提供一種具有改進(jìn)的晶粒間表面邊界層特性的磁性介電陶瓷合成材料，該合成材料具有非常低的損耗系數(shù)和很高的起始導(dǎo)磁率。
本發(fā)明通過生產(chǎn)出本申請(qǐng)開頭一段所說的那種類型的磁性介電陶瓷合成材料，因此實(shí)現(xiàn)了這一目的，這種合成材料的特征在于，電絕緣氧化物為氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和可任選的氧化硼(III)。
電絕緣的氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和可任選的氧化硼(III)與分散相的鐵素體成分相互作用，因而沿顆粒邊界，亦即沿晶粒間的表面邊界層，形成薄的絕緣膜。
電絕緣氧化物混合物中的氧化鉛(II)，意外地能使表面邊界層變得非常均勻而薄。微晶粒本身則基本上不受化學(xué)變化的影響，這是因?yàn)殡娊^緣氧化物是集中在顆粒的邊界上。依靠這一點(diǎn)，微晶粒的磁特性也保持了原封不動(dòng)。
但是，盡管鐵素體顆粒的導(dǎo)電率很高，合成材料的電阻總的說來卻是非常高的。該材料的導(dǎo)磁率μ和介電常數(shù)∈的損耗角都非常小，tanμ和tanΔ∈的值都＜10％。依靠這一點(diǎn)，該材料非常適用于要求損耗系數(shù)盡可能小的場(chǎng)合，如電感器、濾波線圈、電力變壓器和換能器系統(tǒng)。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，磁性介電陶瓷合成材料中優(yōu)選包含如下摩爾重量比的電絕緣氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和任選的氧化硼(III)，30＜mol％PbO＜800＜mol％Bi2O3＜400≤mol％B2O3≤30按照一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，電絕緣氧化物是由氧化鉛(II)和氧化鉍(III)的低共熔混合物形成。該混合物約包括73mol％的PbO和27mol％的Bi2O3。
該混合物形成一種具有最佳晶粒間表面邊界層和低孔隙率的顯微結(jié)構(gòu)。依靠這一最佳顯微結(jié)構(gòu)，使磁損耗低而介電常數(shù)高。
按照另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，電絕緣氧化物是由氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和氧化硼(III)的三元低共熔混合物形成。該低共熔混合物可用于極低的溫度之下。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選的磁性鐵素體是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的立方晶系鐵素體。
一種磁性介電陶瓷合成材料具有特殊的優(yōu)越性，該材料的特征是，具有尖晶石結(jié)構(gòu)的立方晶系鐵素體是錳-鋅鐵素體。
具有高飽和磁化、低結(jié)晶和各向磁性相異的錳-鋅鐵素體，最好用于低頻即≤1MHz的場(chǎng)合。該鐵素體是一種單相燒結(jié)材料，缺點(diǎn)是電阻非常小，但是若按照本發(fā)明在晶粒邊界形成絕緣薄膜，這種合成材料的電阻就會(huì)增加10的幾次方(by several decimalpowers)。此外，由于晶粒間表面邊界層結(jié)構(gòu)非常均勻，它的渦流損耗也是非常低的。
因此，以Mn-Zn鐵素體為基礎(chǔ)的創(chuàng)新合成材料的特性是，在μ值很高和∈值非常高的情況下具有非常小的損耗角，tanμ＝tan∈＜10％。令人驚喜地發(fā)現(xiàn)，這種合成材料特別適用于具有高起始導(dǎo)磁率和1…200MHz的高臨界頻率f0的選頻元件和寬帶變送器。
鐵素體最好是單分散性的微晶，其顆粒大小在1～50μm范圍內(nèi)。
特別優(yōu)選的是單分散性微晶的顆粒大小在5～15μm范圍內(nèi)。
磁性介電合成材料中含有的電絕緣氧化物數(shù)量，最好是0.5～10％(重量)。
依靠改變決定磁特性的第一相和決定介電特性的第二相的數(shù)量，可使這種材料優(yōu)化以適應(yīng)特定的用途。
特別優(yōu)選的是，合成材料中含有的電絕緣氧化物數(shù)量為1～3％(重量)。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種生產(chǎn)這樣的磁性介電陶瓷合成材料的簡(jiǎn)化方法。
按照本發(fā)明，這個(gè)目的是靠燒結(jié)-浸漬工序來實(shí)現(xiàn)的。在該工序中，把含有一種或多種磁性鐵素體的燒結(jié)陶瓷模制件，用含有氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和可任選的氧化硼(III)的熔融相來浸漬。
制作燒結(jié)模制體的燒結(jié)工序應(yīng)在這樣的狀態(tài)下進(jìn)行，以使能獲得最初的具有較多孔隙的模制體。第二步是用氧化物熔融液來浸漬這個(gè)模制體。完全的浸漬其結(jié)果是得到一種浸透的無孔合成材料。
在這個(gè)方法中，在熔融液中含有一定數(shù)量的氧化鉛是非常重要的，因?yàn)樗鼘?duì)熔融液的潤(rùn)濕性具有積極效果。借助燒結(jié)-浸漬工序所作的再致密化，其結(jié)果是獲得了渦流損耗最小的極其致密的模制體。
浸漬工序最好在500～600℃下進(jìn)行。通過此后在較低溫度下引入晶粒間表面邊界層，借助于這一點(diǎn)，還排除了由于加進(jìn)絕緣氧化物后因陽離子催化而發(fā)生的晶粒生長(zhǎng)問題。晶粒生長(zhǎng)是會(huì)對(duì)微晶粒的磁特性起反作用的。
使經(jīng)過浸漬的模制體在浸漬工序后，再在600～900℃下經(jīng)受1～30小時(shí)的回火也是優(yōu)選的。依靠這一點(diǎn)，可使模制體的顯微結(jié)構(gòu)均勻，可能有的一些應(yīng)力就消失了。
回火工序后，該等部件可任選地進(jìn)行后處理。由于浸漬和隨后的回火只使模制體有3～4％的較小的收縮率，因此它的后處理較易進(jìn)行，或者可以免于進(jìn)行。
這樣生產(chǎn)出來的合成材料可有益地用于制造電子元件，如線圈和變送器、微波元件和繼電器、特別是制造選頻的磁元件。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及包含創(chuàng)新的磁性介電陶瓷合成材料的整體式多功能電子元件。
材料的磁性介電特性使這種材料成為適于制作多功能元件，即把多個(gè)元件的功能集于一身的元件。例如按照本發(fā)明的一種多功能元件可以同時(shí)用作線圈和電容器，即用作整體的LC梯形過濾器。
按照本發(fā)明的另一種多功能元件是具有綜合(數(shù)據(jù))傳輸線的EMI-過濾器。
本發(fā)明的這些和其他方面將聯(lián)系下述實(shí)施方案加以闡釋清楚。
在下述圖中

圖1簡(jiǎn)略地示出本發(fā)明的磁性介電合成材料的顯微結(jié)構(gòu)。
圖2簡(jiǎn)略地示出用于生產(chǎn)這種創(chuàng)新材料的浸漬工序。
圖3簡(jiǎn)略地示出按照本發(fā)明生產(chǎn)這種合成材料時(shí)表層和底層的浸漬工序。
按照本發(fā)明，磁性介電陶瓷合成材料包含的第一相含有一種或多種鐵素體的分散微晶粒。該相還可含有陶瓷輔助劑，如永久性粘合劑或燒結(jié)劑。
本發(fā)明所用的多種鐵索體材料可根據(jù)它們不同的晶體結(jié)構(gòu)來互相區(qū)分開。通常使用的鐵素體為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的立方晶系鐵素體具有磁鉛石結(jié)構(gòu)的六方晶系鐵素體具有超結(jié)構(gòu)的六方晶系鐵素體具有柘榴石結(jié)構(gòu)的鐵素體，以及正鐵淦氧。
優(yōu)選地用于本發(fā)明的錳-鋅鐵素體是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的立方晶系鐵素體。它們是AB2O4的組合物，其中A代表尖晶石結(jié)構(gòu)中八面體的晶格位，B代表四面體的晶格位。這些晶格位能以已知方式具有多個(gè)適當(dāng)大小和氧化值的陽離子。例如，A-位可被一個(gè)或多個(gè)陽離子——Mn2+，Zn2+，Ni2+，Mg2+，Co2+，F(xiàn)e2+所取代，B-位則可被一個(gè)或多個(gè)例如Fe3+和Co3+陽離子所取代。在E.W.Gorter，Philips Res.Rep.9(1954)，295ff.中描述有其他可能的取代。
這些具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵素體是軟鐵素體，即在發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)發(fā)生周期性變化中，它的磁化方向會(huì)迅速倒轉(zhuǎn)。軟鐵素體的制造通常是首先將原料即氧化物、碳酸鹽等加以研磨和攪拌。兩種工序都可或用干法或用濕法。然后，將原料混合物在約1000℃下進(jìn)行煅燒。如果預(yù)定的用途中鐵素體不必符合高要求，則原料混合物可不必煅燒。在煅燒后，應(yīng)再一次將粉末用球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)或碾磨機(jī)進(jìn)行一次濕研磨工序。此后，加入粘合劑、增塑劑、液化劑和其他陶瓷輔助材料。作為典型例子，是加入聚乙烯醇、聚乙二醇和木素硫酸銨。作為替代辦法，可將陶瓷粉末先涂敷一層有機(jī)粘合劑然后懸浮在水中，這樣做可在粘合劑被燒完后得到非常多孔的陶瓷材料。這樣制得的淤漿隨后就進(jìn)行噴射干燥處理。噴射干燥后的顆粒則在大功率壓機(jī)中壓制成磁性元件。
結(jié)構(gòu)造型的幾何形狀應(yīng)適合于特定的用途。優(yōu)選的幾何形狀為—環(huán)形鐵心，U型鐵心，多孔鐵心—開式鐵心，螺旋鐵心和圓柱形鐵心—屏蔽式鐵心，如壺形鐵心，X-鐵心和RM-鐵心—UU，UI，EE，EI和EC-鐵心—棱柱體形，塊形，板形和球形。
燒結(jié)模制體的溫度按慣例都低于制造鐵素體的溫度。因此，燒結(jié)是在1000℃至最高1300℃之間進(jìn)行，以使被燒結(jié)的模制體保有2～20％的孔隙率。
對(duì)某些鐵素體來說，如Mn-Zn鐵素體，為形成所要求的化學(xué)成分，調(diào)節(jié)爐中的氣氛是非常重要的。自然，爐中氣氛通常包括氮?dú)猓渲械难鯕夂縿t隨溫度而變。爐內(nèi)加熱曲線必須控制得使孔隙成為晶粒間的而不是晶粒內(nèi)的。顆粒大小應(yīng)是單分散性的而不是雙重結(jié)構(gòu)的。特別是當(dāng)要用于較高的臨界頻率時(shí)，顆粒必須細(xì)小而孔隙率相對(duì)較高。
此后，就把這種多孔的鐵素體燒結(jié)體用電絕緣氧化物的熔融液或溶液進(jìn)行滲濾以制造合成材料。
這種本質(zhì)上為連續(xù)相的第二相，除包含電絕緣的氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和可任選的氧化硼(III)外，還可包含陶瓷輔助材料，如陶瓷粘合劑、燒結(jié)劑、晶粒生長(zhǎng)抑制劑等。
按照?qǐng)D3進(jìn)行表層和底層的浸漬構(gòu)成了一種特別適用于用熔融液進(jìn)行浸漬的滲濾技術(shù)。利用按照?qǐng)D2的浸漬工藝則更適宜采用溶液。
在表層和底層浸漬工序中，必需數(shù)量的浸漬氧化物是作為預(yù)制模壓體(進(jìn)料器)或者多孔鐵素體上下附著的疏松粉末來進(jìn)行處理的，此后在有關(guān)浸漬用氧化物熔點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行熱處理后，鐵素體骨架中的孔隙就被填滿了。在這一過程中，毛細(xì)力、重力和蝕刻作用在顆粒邊界上的合并作用，保證了浸漬用氧化物被吸入鐵素體骨架的孔隙中。包含氧化鉛(II)的熔融液在潤(rùn)濕性能和反應(yīng)性能上顯示出了驚人的改善。把它置于真空之下可以加速這一過程。
熔融液通常包含氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和可任選的氧化硼(III)作為氧化物。可能的替代辦法是使用原料化合物，如碳酸鹽、氫氧化物和其它氧基化合物，這些化合物在熔融溫度到達(dá)以前不會(huì)分解成氧化物。
鐵素體的模制體在與熔融液接觸的情況下在氮?dú)庵谢鼗?至10小時(shí)，此后加以冷卻，還可任選進(jìn)行后處理。
在浸漬過程中，燒結(jié)的鐵素體骨架是部分地或全部浸入包含浸漬用氧化物的液體內(nèi)。浸漬處理最好使用溶液。浸漬處理的溶液中包含這些氧化物或用于制成這些氧化物的原料化合物，如硝酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物。溶劑則用極性溶劑，如水或酒精，純的或混合的均可。在真空下滲濾會(huì)加速浸漬過程。浸漬完畢后，即進(jìn)行浸漬部件的干燥，然后在700～1000℃下回火數(shù)小時(shí)。在回火過程中，原先多孔的陶瓷材料會(huì)收縮，形成致密的合成材料模制體，從而達(dá)到按常規(guī)燒結(jié)的鐵素體所有的密度。
本發(fā)明的合成材料可有利地用于制作電感器、濾波線圈和電力變壓器，在通訊和測(cè)量技術(shù)、消費(fèi)性電子技術(shù)或供電技術(shù)方面使用；用于制作微波元件在無線通訊方面使用；還可用于制作寬帶信號(hào)變送器。
但是，本發(fā)明的合成材料特別適用的是制造多功能整體式電子元件。
鑒于電子元件向小型化發(fā)展的趨向，多功能元件已變得越來越重要了，這是因?yàn)樵陔娮与娐分蟹至⒃慕M裝密度不可能無限制地加大。這一點(diǎn)特別適用于無源元件如電容器和線圈。它們常常在特定的組合態(tài)——例如所謂的LC梯形濾波器——下使用。近年來，目標(biāo)已是要把這些元件合并成單個(gè)的整體微型組件。
目前，單個(gè)元件電容通常是用陶瓷介電材料制作的，如鈦酸鋇、鈦酸鉛-鋯，把它們與電極一起在高溫下進(jìn)行燒結(jié)。上述材料的特性是電阻大，p＞106Ωm，介電常數(shù)高，∈＞1000。
把合成材料用作所謂“表面邊界層電容器或晶粒間層電容器”也可得到這些特性。這種合成材料是陶瓷多晶材料，它與上述介電材料不同，它是良導(dǎo)體。這種材料是依靠在晶粒邊界上提供絕緣的第二相來使它變成介電材料的。這些薄的絕緣層能保證外加電場(chǎng)只在穿越薄層時(shí)減弱，而不在導(dǎo)電的材料內(nèi)部減弱。
這一特性使得有效介電常數(shù)變?yōu)椤蔱ff＝∈層.d/.
符號(hào)∈層在此應(yīng)理解為絕緣層固有的介電常數(shù)，d和則分別指的是微晶粒的平均大小和絕緣層的平均層厚。這些材料使介電常數(shù)值得以高達(dá)105，但是，隨著絕緣層變薄，材料的絕緣性能，從而其損耗性能也會(huì)明顯惡化。
目前，制作選頻元件用的磁性線圈也是在陶瓷材料的基礎(chǔ)上制成單個(gè)元件的。為了使每容積單位的電感達(dá)到最大，該材料必須兼有在所需頻率范圍內(nèi)的高導(dǎo)磁率和最小的磁損耗。在實(shí)際上，唯一適用的材料是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵素體。在這方面特別被提到的有在頻率范圍＜1～5MHz下具有非常高導(dǎo)磁率的Mn-Zn鐵素體和在頻率范圍高達(dá)500MHz下具有非常高導(dǎo)磁率的Ni-Zn鐵素體。這些鐵素體的介電性能則取決于它們相對(duì)較高的導(dǎo)電率，亦即，作為單相材料，它們的介電損耗是如此之大，以致不能用作介電材料。
大家熟知的多功能元件，例如兼有線圈和電容功能的元件，因此都是由多個(gè)其結(jié)構(gòu)類似于分立線圈和電容器的單個(gè)元件組成的，必須把這些單個(gè)元件燒結(jié)在一起。但是，燒結(jié)會(huì)在材料之間的接界處形成特別大的困難，這是因?yàn)椴煌再|(zhì)的材料，一邊是磁性材料，另一邊是介電材料必須燒結(jié)在一起。為了防止接界處發(fā)生離子的相互擴(kuò)散，所用的燒結(jié)溫度是非常低的。其結(jié)果是所燒結(jié)的多功能元件的性能比之分開制造的元件的性能，顯得十分低劣。另一個(gè)問題是由于在燒結(jié)時(shí)不同的收縮率和不同的熱膨脹系數(shù)所造成的，這些因素可能導(dǎo)致在接界處存有應(yīng)力和裂紋。這會(huì)使得在以后的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)廢品。因此，實(shí)際上唯一可用的介電材料是TiO2。但是，如眾所周知，TiO2的介電常數(shù)很小，∈＜100，因此小型化所得到的好處已在很大程度上被電容量小所抵消了。
但是，本發(fā)明的磁性介電陶瓷材料卻使生產(chǎn)出一種整體性多功能電子元件成為可能，它用單一的材料可兼?zhèn)淅珉娙萜骱碗姼衅鞯墓δ?，從而形成整體的LC梯形濾波器。
按照本發(fā)明制造整體性LC梯形濾波器時(shí)，首先要制造層壓片，層壓片由若干包含鐵素體的生坯陶瓷箔組成，每張箔上用金屬化的涂料印有線圈型樣的斷面，DE-A-2952441中有此描述。
首先，把制造尖晶石的原料氧化物加以粉碎、研磨和分級(jí)。然后加進(jìn)粘合劑制劑做成陶瓷箔，再把箔切割成各個(gè)板塊。把這些板塊用金屬化的涂料用網(wǎng)板印刷法按照線圈和電極的型樣印好。然后把這些箔堆放并層壓在一起。這些箔捆還可以任選地細(xì)分為各個(gè)產(chǎn)品，此后粘合劑被燒掉，產(chǎn)品就燒結(jié)成規(guī)定的剩余孔隙率。此后，該產(chǎn)品就按照上述的浸漬方法之一作進(jìn)一步的處理。然后把產(chǎn)品分散開并裝上端觸點(diǎn)。
根據(jù)科技發(fā)展水平，EMI濾波器是例如由鐵素體管組成的，這些管子安裝在(數(shù)據(jù))傳輸線上方，這樣做可使傳輸線的電感加大并濾去信號(hào)中的高頻分量。作為替代辦法，可在進(jìn)線和回線之間接入一個(gè)電容。按照本發(fā)明制作的EMI多功能濾波器可同時(shí)發(fā)生兩者的功能，因?yàn)檫M(jìn)線和回線是安裝在用本發(fā)明的材料做成的管子的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。依靠這一點(diǎn)，濾波效果比之迄今為止所用的方法大有改進(jìn)。
實(shí)施例1錳-鋅-鐵素體的制造法為了制造例如Mn0.655Zn0.254Fe2+0.091Fe3+2O4這樣的錳-鋅-鐵素體，先按摩爾量比率將氧化鐵Fe2O3、氧化錳Mn3O4和氧化鋅ZnO稱重放入，此后用蒸餾水將它們分解并在鋼制球磨機(jī)內(nèi)在濕的狀態(tài)下進(jìn)行攪拌。此后將該混合物干燥并在850℃下煅燒三小時(shí)。煅燒后將粉末重新在含水懸浮液中，用鋼制球磨機(jī)研磨三小時(shí)并干燥。然后，用藻酸銨作粘合劑使粉末分解，壓過1mm的篩孔，然后用制粒筒把它制成顆粒。此后，給顆粒加50MPa的壓力，將其壓制成外徑16.8mm、內(nèi)徑10.9mm、高約6mm的復(fù)曲面的環(huán)、隨后在135℃下烘干24小時(shí)。此后將該環(huán)坯在空氣中在1300℃燒結(jié)3小時(shí)，然后在平穩(wěn)的大氣中慢慢冷卻。燒結(jié)浸漬工序與此同時(shí)，將Bi2O3(27mol％)和PbO(73mol％)的低共熔混合物稱重放入研缽并和勻。將該混合物做成顆粒并壓成與鐵素體環(huán)內(nèi)外半徑相同、而高為100～300μm的薄環(huán)，隨后在空氣中在590℃燒結(jié)一小時(shí)。最后，將Bi2O3和PbO的環(huán)安裝在鐵素體環(huán)的頂部或底部，在氮?dú)庵性?20至650℃的溫度下回火2～10小時(shí)。在回火工序中，會(huì)形成含有Bi2O3和PbO以及鐵素體組分的熔融液，該熔融液沿著鐵素體的顆粒邊界擴(kuò)散到燒結(jié)的鐵素體內(nèi)部。當(dāng)熔融液冷卻后，就在顆粒邊界上留下均勻的電絕緣的第二相。
實(shí)施例2錳-鋅-鐵素體的制造法象實(shí)施例1所描述的那樣制造一種錳-鋅-鐵素體。但在較低溫度，例如在1100℃下燒結(jié)3小時(shí)。這一措施的結(jié)果是可得到較高孔隙率的陶瓷模制體，而且這種模制體可用粘度低的液體，例如水溶液來浸漬。燒結(jié)浸漬工序制備出含有2g Pb(NO3)2和1g Bi(NO3)3溶于100ml蒸餾水中的含水溶液，用鹽酸把pH值調(diào)到3與4之間。把鐵素體環(huán)放入真空容器，用含有鉛和鉍的溶液在真空下進(jìn)行浸漬，隨后進(jìn)行干燥。這一工序可以選擇重復(fù)一次或多次。
然后，把環(huán)在950℃下回火4小時(shí)。在回火過程中，多孔的陶瓷材料被燒結(jié)成致密的環(huán)體。線性收縮率約為3～4％。測(cè)試結(jié)果為了測(cè)量磁特性，此后將環(huán)的四周繞上銅絲。導(dǎo)磁率和磁損耗tanμ，用阻抗分光儀來測(cè)定。
為了測(cè)量電特性，用這種材料做成一塊薄圓盤，其表面積為2×3mm2，高2mm，然后將圓盤兩面與銀導(dǎo)體接觸，并測(cè)量介電常數(shù)∈和介電損耗tan∈，仍用阻抗分光儀來測(cè)量。直流電阻則用通常的歐姆表測(cè)量。
表1列示了兩個(gè)實(shí)施例的測(cè)定結(jié)果?！蔱ff為有效介電常數(shù)，tan∈為介電損耗系數(shù)，μeff為有效導(dǎo)磁率，tanμ為磁損耗系數(shù)，ρ為直流電阻。
權(quán)利要求
1.一種磁性介電合成材料，它包括含有一種或多種磁性鐵素體的第一分散相，和含有電絕緣氧化物的基本上為連續(xù)相的第二分散相，這種材料的特征在于，其電絕緣氧化物為氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和任選的氧化硼(III)。
2.權(quán)利要求1的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，它所包含的電絕緣氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和氧化硼(III)是按下列摩爾量比率的30＜mol％PbO＜800＜mol％Bi2O3＜400≤mol％B2O3＜30
3.權(quán)利要求1和2的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其電絕緣氧化物是由氧化鉛(II)和氧化鉍(III)的低共熔混合物形成的。
4.權(quán)利要求1和2的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其電絕緣氧化物是由氧化鉛(II)、氧化鉍(III)和氧化硼(III)的低共熔混合物形成的。
5.權(quán)利要求1至4的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其鐵素體是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的立方鐵素體。
6.權(quán)利要求1至5的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其鐵素體是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的錳-鋅-鐵素體。
7.權(quán)利要求1至6的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其第一分散相包含有單分散性微晶粒，晶粒的大小在1～50μm范圍內(nèi)。
8.權(quán)利要求1至7的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，其第一分散相包含有單分散性微晶粒，晶粒的大小在5～15μm范圍內(nèi)。
9.權(quán)利要求1至8的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，它包含的電絕緣氧化物的數(shù)量為0.5～10％(重量)。
10.權(quán)利要求1至9的磁性介電陶瓷合成材料，其特征在于，它包含的電絕緣氧化物的數(shù)量為1～3％(重量)。
11.制造權(quán)利要求1至11的磁性介電陶瓷合成材料的燒結(jié)-浸漬工序，其中含有一種或多種磁性鐵素體的燒結(jié)多孔陶瓷模制體，是用含有PbO、Bi2O3和任選的B2O3的熔融相來浸漬的。
12.制造權(quán)利要求12的磁性介電陶瓷合成材料的方法，其特征在于，其浸漬工序是在500至600℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。
13.制造權(quán)利要求12的磁性介電陶瓷合成材料的方法，其特征在于浸漬工序后接著在600～900℃下回火1～30小時(shí)。
14.權(quán)利要求1至10的磁性介電陶瓷合成材料在制造電子元件方面的用途。
15.包含權(quán)利要求1至12的磁性介電陶瓷合成材料的整體性多功能電子元件。
全文摘要
這是一種磁性介電陶瓷合成材料，它包含第一分散相和第二分散相，第一分散相中含有一種或多種磁性鐵素體，第二分散相本質(zhì)上為連續(xù)相，它含有電絕緣氧化物，這種材料的特征在于，電絕緣氧化物為氧化鉛(Ⅱ)、氧化鉍(Ⅲ)和可任選的氧化硼(Ⅲ)，它以表面邊界層的改進(jìn)結(jié)構(gòu)為特色。該合成材料非常適用于制造選頻元件和寬帶變送器，它們具有高的起始導(dǎo)磁率和高的臨界頻率f
文檔編號(hào)H01F1/34GK1130897SQ95190644
公開日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1995年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月8日
發(fā)明者R·莫佐克, J·彭克特, V·扎斯帕力斯 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司