由Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体制造技术

一种由Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体制成的电磁波吸收体，该Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体包括：含４０．０－４９．９摩尔％的Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，４．０－２６．５摩尔％的ＺｎＯ，０．１－４．０摩尔％的ＴｉＯ↓［２］和／或ＳｎＯ↓［２］，余下的由ＭｎＯ组成的尖晶石主相；以及包含ＣａＯ作基本组分的第二相，在该铁氧体中，尖晶石主相的质量构成了尖晶石主相和第二相总质量的５０．０－９９．０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体，其在高频段下具有优异的吸收性能。
技术介绍
吸收电磁波的电磁波吸收体可以影响电阻元件的欧姆损耗，派生元件的介电损耗或者磁材料的磁损耗。影响磁损耗的电磁波吸收体，其吸收性能可用由下面的(1)式计算得到的反射系数来评价 Zin=Zoμrϵrtanh[j2πcfdμrϵr]]]>这里，μ是磁导率，ε是介电常数，c是光速，f是电磁波频率，d是电磁波吸收体的厚度，Z是阻抗特性。一般来讲，在一个给定的频段下具有20dB或者更大的反射系数的电磁波吸收体被认为在这一频段下具有充分的吸收性能。影响磁损耗的电磁波吸收体可以由铁氧体材料制成，比如Mn-Zn铁氧体或者Ni-Zn铁氧体。Mn-Zn铁氧体主要用于要在相对较低的频段30-500MHz范围内吸收电磁波的电磁波吸收体上，而Ni-Zn铁氧体用于要在相对较高的频段500MHz往上的范围内吸收电磁波的电磁波吸收体上。由于Ni-Zn铁氧体很昂贵，希望在高频段应用中也可以使用较低廉的Mn-Zn铁氧体。在由Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体中，随着频率的提高，涡电流相应地增加，所以会引起损耗的增大。因此，为了在高频段内可以充分的吸收电磁波，必须提高Mn-Zn铁氧体的电阻率。当其中的Fe2O3含量超过50.0摩尔％的化学计量的Mn-Zn铁氧体烧结时，Fe3+被还原成Fe2+，Fe3+与Fe2+之间容易发生电子转移，由此电阻率降到1Ωm以下。结果，可用Mn-Zn铁氧体作电磁波吸收体的频段只能达到几百kHz，从此往上，Mn-Zn铁氧体的磁导率就显著降低，软磁性消失，这样就失去了用作电磁波吸收体的功能。为了提高电阻率，Mn-Zn铁氧体中可以包含CaO，SiO2或者其它类似的物质作添加剂以提高其在晶粒边界的电阻，并同时可以在大约1200℃的低温下烧结以将其晶粒尺寸由大约20μm减小到大约5μm，由此提高晶粒边界的比率。然而，在这样的Mn-Zn铁氧体中，由于晶粒边界本身的电阻低，很难得到大于1Ωm的电阻率。而且，如果加入的CaO达0.20质量％或更多，在烧结时会产生反常的晶粒生长，其性能会受到显著破坏。例如，在公开号为H09-180925的日本专利申请中公开了一种具有提高了的电阻率的Mn-Zn铁氧体，其中包含的基本组分为20.0-30.0摩尔％的MnO，18.0-25.0摩尔％的ZnO，余下的由Fe2O3组成，其具有的DC电阻率为0.3Ωm或者更大，在1kHz下的介电常数ε为100000或者更低。这种通过在其中添加CaO，SiO2，SnO2和/或TiO2而制得的Mn-Zn铁氧体具有提高了的电阻，但因此能得到的电阻率仅能达到2.0Ωm，这对于在高频段吸收电磁波来讲仍然不是足够的好。在例如公开号为H07-230909的日本专利申请中公开了另外一种Mn-Zn铁氧体，其包含的基本组分为45.0-48.6摩尔％的Fe2O3，适当摩尔％的Mn2O3(与Fe2O3一起构成总和50.0摩尔％)，28.0-50.0摩尔％的MnO，余下的由ZnO组成，并且进一步包含0.01-0.50质量％的SiO2和CaO作添加剂，在其中存在1.0摩尔％或更少(不含0)的Fe2+。该Mn-Zn铁氧体被用作一种偏转轭的磁芯材料，通过将Fe2O3的含量限制在50.0摩尔％以下而获得提高了的电阻率。该Mn-Zn铁氧体以用在64-100kHz的频段为目的，不适于用在超过1MHz的高频段。并且，在例如专利号为3108803的日本专利中还公开了另外一种Mn-Zn铁氧体，其包含的基本组分为44.0-50.0摩尔％(不含50.0％)的Fe2O3，4.0-26.5摩尔％的ZnO，0.1-8.0摩尔％的TiO2和/或SnO2，余下的由MnO组成，其具有150Ωm或更高的电阻率。该Mn-Zn铁氧体通过将Fe2O3的含量限制在50.0摩尔％以下而获得提高了的电阻率。为了在高频段下具有很好的功能，电磁波吸收体必须在磁导率，介电常数和电阻率上呈现出适当的特性。由传统的Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体仅能在有限的频段内起作用，所以，不能单独烧结传统的Mn-Zn铁氧体来制造可在包括高频段的扩展频率范围内起作用的电磁波吸收体。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题而做出的，本专利技术的一个目的就是提供一种可降低成本的由Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体，其可以满足需要，吸收性能优异，并同样适合于在高频段下使用。本专利技术者已进行了研究并发现其中Fe2O3含量低于50.0摩尔％的化学计量组成，同时含有非常微量的Mn2O3和FeO的烧结的Mn-Zn铁氧体，甚至在含有难以想象的高浓度的CaO时，也不会遭受性能的破坏，而且，他们已经证实，当适当安排构成铁氧体材料的尖晶石主相和包括CaO作基本组分的第二相之间的比率时，该烧结的Mn-Zn铁氧体能够构成在宽范围的高频段内可以有效吸收电磁波的电磁波吸收体，本专利技术已经实现。为了得到上述目的，依据本专利技术的电磁波吸收体由包括如下组分的Mn-Zn铁氧体制成含40.0-49.9摩尔％的Fe2O3，4.0-26.5摩尔％的ZnO，0.1-4.0摩尔％的TiO2和/或SnO2，余下的由MnO组成的尖晶石主相；以及包含CaO作基本组分的第二相。在该铁氧体中，尖晶石主相的质量构成了尖晶石主相和第二相总质量的50.0-99.0％。在用于本专利技术的电磁波吸收体的Mn-Zn铁氧体中，Fe2O3的含量为40.0-49.9摩尔％，低于50.0摩尔％的化学计量组成。这是由于这样的事实如果在还原气氛中烧结的Mn-Zn铁氧体中含有的Fe2O3超过50.0摩尔％，超过50.0摩尔％的Fe2O3被还原成Fe2+，由此会降低该Mn-Zn铁氧体的电阻率。这样，甚至当Mn-Zn铁氧体在还原气氛中烧结时，在本专利技术的电磁波吸收体中也基本没有Fe2+存在。而且，在用于本专利技术的电磁波吸收体的Mn-Zn铁氧体中含有0.1-4.0摩尔％的TiO2和/或SnO2。当Mn-Zn铁氧体在氧化气氛中烧结时，Mn2+被氧化成Mn3+，由此可能破坏软磁性。通过在尖晶石晶格中溶解Ti4+和/或Sn4+可以阻止这种氧化。这样，甚至当Mn-Zn铁氧体在氧化气氛中烧结时，本专利技术的电磁波吸收体中也基本没有Mn3+。此时，当Ti4+和/或Sn4+的含量低于0.1摩尔％时，其不是十分有效，当它们的含量大于4.0摩尔％时，会降低初始磁导率。这样，由于在本专利技术的电磁波吸收体中基本没有已知可显著降低电阻率的Fe2+和已知可破坏软磁性和电阻率的Mn3+，所以可以同时获得高的电阻率和优异的软磁性。此时，优选的Mn3+含量以Mn2O3表示为0.5摩尔％或更低，优选的Fe2+的含量以FeO表示为0.2摩尔％或更低。本专利技术的电磁波吸收体中包含4.0-26.5摩尔％的ZnO，太小的ZnO含量会引起初始磁导率的下降，太大的ZnO含量会引起饱和磁化强度和居里温度的降低。除了尖晶石主相，本专利技术的电磁波吸收体还包含主要包括CaO的第二相。当加入到Mn-Zn铁氧体中时，CaO会在晶粒边界上偏析，由此使电阻率提高。然而，在传统的Mn-Zn铁氧体中，当加入0.20质量％或更多的CaO时，会产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体制成的电磁波吸收体，该Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体包括：含４０．０－４９．９摩尔％的Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，４．０－２６．５摩尔％的ＺｎＯ，０．１－４．０摩尔％的至少一种的ＴｉＯ↓［２］和ＳｎＯ↓［２］，和余下的ＭｎＯ的尖晶石主相；以及包含ＣａＯ作基本组分的第二相，其中，尖晶石主相的质量构成了尖晶石主相和第二相总质量的５０．０－９９．０％。

【技术特征摘要】
JP 2003-2-14 037122/20031.一种由Mn-Zn铁氧体制成的电磁波吸收体，该Mn-Zn铁氧体包括含40.0-49.9摩尔％的Fe2O3，4.0-...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林修，伊藤清，法月正志，
申请(专利权)人：美蓓亚株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]