JPH10233308A - 多結晶セラミックス磁性体材料とその製造方法およびこれを用いた非可逆回路素子 - Google Patents
多結晶セラミックス磁性体材料とその製造方法およびこれを用いた非可逆回路素子Info
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- JPH10233308A JPH10233308A JP9034742A JP3474297A JPH10233308A JP H10233308 A JPH10233308 A JP H10233308A JP 9034742 A JP9034742 A JP 9034742A JP 3474297 A JP3474297 A JP 3474297A JP H10233308 A JPH10233308 A JP H10233308A
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- H01F1/342—Oxides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低損失のマイクロ波用磁性体材料や高周波回
路素子に使用されるような強磁性体材料に関し、ＹＩＧ
焼結体が空気中焼成によっても、強磁性共鳴半値幅と誘
電損失との双方がいずれも低く、且つ特性調整のための
組成置換を行っても、同じ温度で焼成可能とする多結晶
セラミックス磁性体材料とその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、ＹＩＧ構造を有し、主相に
は、イオン半径０．１ｎｍ未満の２価金属イオン、好ま
しくはＣｕイオンを、酸化物換算で０．０２〜０．５重
量％の範囲内で含んだ多結晶セラミックス磁性体材料と
する。特に、主相がＹ以外の希土類金属の一種類以上を
含みＦｅの一部をＡｌまたはＧａよりで置換されたもの
を採用でき、焼成温度が１４２０℃〜１５００℃の低温
の広い範囲で、空気中で焼成可能とされ、特に、非可逆
回路素子用の強磁性体材料とされる。
路素子に使用されるような強磁性体材料に関し、ＹＩＧ
焼結体が空気中焼成によっても、強磁性共鳴半値幅と誘
電損失との双方がいずれも低く、且つ特性調整のための
組成置換を行っても、同じ温度で焼成可能とする多結晶
セラミックス磁性体材料とその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、ＹＩＧ構造を有し、主相に
は、イオン半径０．１ｎｍ未満の２価金属イオン、好ま
しくはＣｕイオンを、酸化物換算で０．０２〜０．５重
量％の範囲内で含んだ多結晶セラミックス磁性体材料と
する。特に、主相がＹ以外の希土類金属の一種類以上を
含みＦｅの一部をＡｌまたはＧａよりで置換されたもの
を採用でき、焼成温度が１４２０℃〜１５００℃の低温
の広い範囲で、空気中で焼成可能とされ、特に、非可逆
回路素子用の強磁性体材料とされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路部品用
に使用される、多結晶セラミックス磁性体材料、その製
造方法およびこれを用いた非可逆回路素子に関する。
に使用される、多結晶セラミックス磁性体材料、その製
造方法およびこれを用いた非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、衛星通信や移動体通信の市場拡大
に見られるように、情報・通信分野の高速・高密度化が
進展し、使用周波数の高周波数化が進んでいる。このよ
うな高周波で使用される磁性体として、電気抵抗率が高
く、高周波における損失が小さい、ガーネット系磁性体
が注目されている。ガーネット磁性体の基本組成は、Ｙ
3 Ｆｅ5 Ｏ12であり（以下ＹＩＧと略す）、諸特性調整
のため、ＹやＦｅを他の元素で部分置換したものも用い
られる。またその形態は、単結晶薄膜としての利用も多
いが、磁性体のジャイロ磁気効果を利用した、サーキュ
レータ、アイソレータ、ジャイレータ等の高周波信号用
非可逆回路素子に用いる場合には、比較的安価な多結晶
セラミックスとして利用されている。
に見られるように、情報・通信分野の高速・高密度化が
進展し、使用周波数の高周波数化が進んでいる。このよ
うな高周波で使用される磁性体として、電気抵抗率が高
く、高周波における損失が小さい、ガーネット系磁性体
が注目されている。ガーネット磁性体の基本組成は、Ｙ
3 Ｆｅ5 Ｏ12であり（以下ＹＩＧと略す）、諸特性調整
のため、ＹやＦｅを他の元素で部分置換したものも用い
られる。またその形態は、単結晶薄膜としての利用も多
いが、磁性体のジャイロ磁気効果を利用した、サーキュ
レータ、アイソレータ、ジャイレータ等の高周波信号用
非可逆回路素子に用いる場合には、比較的安価な多結晶
セラミックスとして利用されている。
【０００３】この非可逆回路素子用ガーネット磁性体に
必要とされる特性としては、以下の４点が挙げられる。 （１）強磁性共鳴半値幅が小さいこと、（２）誘電損失
が小さいこと、（３）飽和磁化が調整可能であること、
（４）磁化の温度変化が大きすぎないこと、
必要とされる特性としては、以下の４点が挙げられる。 （１）強磁性共鳴半値幅が小さいこと、（２）誘電損失
が小さいこと、（３）飽和磁化が調整可能であること、
（４）磁化の温度変化が大きすぎないこと、
【０００４】これらの特性のなかで、（４）について
は、ＹＩＧでも使用可能な範囲内であり、さらに温度変
化を小さくするためには、ＹをＧｄ等の希土類金属で部
分置換すれば良いことが知られている。また（３）につ
いては、ＦｅをＡｌやＧａで部分置換すれば良いことが
知られている。
は、ＹＩＧでも使用可能な範囲内であり、さらに温度変
化を小さくするためには、ＹをＧｄ等の希土類金属で部
分置換すれば良いことが知られている。また（３）につ
いては、ＦｅをＡｌやＧａで部分置換すれば良いことが
知られている。
【０００５】一方、（１）強磁性共鳴半値幅と（２）誘
電損失については、これらが大きいと、素子の挿入損失
が大きくなるため、両者が同時に小さい必要がある。強
磁性共鳴半値幅ΔＨは、一般に次式で表される。 ΔＨ ＝ ΔＨint ＋ ΔＨani ＋ ΔＨpore ここで、ΔＨint はガーネットが本質的に持っている値
で、単結晶の値と等しい０. ５〜１. ０Ｏｅとされる。
ΔＨani は異方性によるもので、多結晶体では必然的に
生じ、ＹＩＧでは約１４Ｏｅ程度とされる。これらは、
磁性体組成が決定されればほぼ決まってしまうものであ
る。
電損失については、これらが大きいと、素子の挿入損失
が大きくなるため、両者が同時に小さい必要がある。強
磁性共鳴半値幅ΔＨは、一般に次式で表される。 ΔＨ ＝ ΔＨint ＋ ΔＨani ＋ ΔＨpore ここで、ΔＨint はガーネットが本質的に持っている値
で、単結晶の値と等しい０. ５〜１. ０Ｏｅとされる。
ΔＨani は異方性によるもので、多結晶体では必然的に
生じ、ＹＩＧでは約１４Ｏｅ程度とされる。これらは、
磁性体組成が決定されればほぼ決まってしまうものであ
る。
【０００６】ΔＨporeは焼結体中の気孔の存在によるも
ので、磁性体の磁化をＩｓ、気孔率をｐ（容積分率）と
すると、次式で表される。 ΔＨpore ＝ １. ５×Ｉｓ×ｐ ＹＩＧのＩｓは１７６０Ｏｅ程度であるので、気孔率が
１％（ｐ＝０．０１）の場合、ΔＨpore＝２６. ４Ｏｅ
となり、この値はΔＨint やΔＨani に比べて十分大き
い。このため、ガーネットの強磁性共鳴半値幅ΔＨを低
減するには、できる限り高密度焼結体として、気孔率を
低減する必要性がある。
ので、磁性体の磁化をＩｓ、気孔率をｐ（容積分率）と
すると、次式で表される。 ΔＨpore ＝ １. ５×Ｉｓ×ｐ ＹＩＧのＩｓは１７６０Ｏｅ程度であるので、気孔率が
１％（ｐ＝０．０１）の場合、ΔＨpore＝２６. ４Ｏｅ
となり、この値はΔＨint やΔＨani に比べて十分大き
い。このため、ガーネットの強磁性共鳴半値幅ΔＨを低
減するには、できる限り高密度焼結体として、気孔率を
低減する必要性がある。
【０００７】一般にセラミックスの気孔率を低減させる
には、組成に応じて十分高い温度で焼成する必要があ
り、ＹＩＧの場合は１５００℃前後の高温焼成が必要と
なる。ところが、このような高温では、空気中焼成であ
っても、平衡酸素分圧の関係から、Ｆｅ3+の一部が還元
されてＦｅ2+が生成する。Ｆｅ2+が生成すると、Ｆｅ3+
との間で電子のホッピング伝導が生じ、電気抵抗が低下
し、その結果誘電損失が増加することが知られている。
これを防ぐために酸素分圧を高めて、純酸素中で焼成す
ることなどが行われている。
には、組成に応じて十分高い温度で焼成する必要があ
り、ＹＩＧの場合は１５００℃前後の高温焼成が必要と
なる。ところが、このような高温では、空気中焼成であ
っても、平衡酸素分圧の関係から、Ｆｅ3+の一部が還元
されてＦｅ2+が生成する。Ｆｅ2+が生成すると、Ｆｅ3+
との間で電子のホッピング伝導が生じ、電気抵抗が低下
し、その結果誘電損失が増加することが知られている。
これを防ぐために酸素分圧を高めて、純酸素中で焼成す
ることなどが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高温で
純酸素中焼成を行うことは製造上問題となる上に、酸素
中焼成であっても、Ｆｅ2+の生成を完全に防ぐことは困
難であり、強磁性共鳴半値幅と誘電損失が同時に小さい
材料を得ることは困難であった。また飽和磁化調整のた
めのＡｌやＧａ置換や、温度特性調整のためのＧｄ置換
は、焼成温度をさらに高くしなければ高密度化が困難と
なる。１５００℃を越える高温での焼成や、組成によっ
て焼成温度を一々変えなければならないことは、製造上
大きな問題であった。
純酸素中焼成を行うことは製造上問題となる上に、酸素
中焼成であっても、Ｆｅ2+の生成を完全に防ぐことは困
難であり、強磁性共鳴半値幅と誘電損失が同時に小さい
材料を得ることは困難であった。また飽和磁化調整のた
めのＡｌやＧａ置換や、温度特性調整のためのＧｄ置換
は、焼成温度をさらに高くしなければ高密度化が困難と
なる。１５００℃を越える高温での焼成や、組成によっ
て焼成温度を一々変えなければならないことは、製造上
大きな問題であった。
【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、強磁性共鳴半値幅と誘電損失とが同時に小さい材料
を、空気中焼成で、かつ組成調整を行っても１５００℃
以下の同じ温度で焼成することが可能な多結晶セラミッ
クス磁性体材料を提供することを目的とする。
め、強磁性共鳴半値幅と誘電損失とが同時に小さい材料
を、空気中焼成で、かつ組成調整を行っても１５００℃
以下の同じ温度で焼成することが可能な多結晶セラミッ
クス磁性体材料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の多結晶セラミックス磁性体材料は、ガ
ーネット型構造を有し、少なくともＹとＦｅとＯを含む
相を主相とし、６配位時のイオン半径０．１ｎｍ未満の
２価金属イオンを、酸化物換算で０．０２〜０．５重量
％含むことを特徴とするものである。
ために、本発明の多結晶セラミックス磁性体材料は、ガ
ーネット型構造を有し、少なくともＹとＦｅとＯを含む
相を主相とし、６配位時のイオン半径０．１ｎｍ未満の
２価金属イオンを、酸化物換算で０．０２〜０．５重量
％含むことを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明の多結晶セラミックス磁性体
材料は、ガーネット型構造を有し、上記主相が、ＹとＦ
ｅとＯを含んで、 化学式Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲは、Ｙ以外の希土類金属の一種類以上、Ａ
は、ＡｌまたはＧａより選ばれた一種類以上、ｘは０≦
ｘ≦１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦
０．２である〕で表される結晶であり、且つ、６配位時
のイオン半径０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを、酸化
物換算で０．０２〜０．５重量％含むことを特徴とする
ものである。
材料は、ガーネット型構造を有し、上記主相が、ＹとＦ
ｅとＯを含んで、 化学式Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲは、Ｙ以外の希土類金属の一種類以上、Ａ
は、ＡｌまたはＧａより選ばれた一種類以上、ｘは０≦
ｘ≦１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦
０．２である〕で表される結晶であり、且つ、６配位時
のイオン半径０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを、酸化
物換算で０．０２〜０．５重量％含むことを特徴とする
ものである。
【００１２】本発明の磁性体材料の製造方法は、少なく
ともＹとＦｅとＯを含み、且つ６配位時のイオン半径が
０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを酸化物換算で０．０
２〜０．５重量％含む成形体を、焼成温度１４２０℃〜
１５００℃の範囲で、空気中で焼成して焼結体として、
ガーネット型構造の多結晶セラミックス磁性体とするこ
とを特徴とする。
ともＹとＦｅとＯを含み、且つ６配位時のイオン半径が
０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを酸化物換算で０．０
２〜０．５重量％含む成形体を、焼成温度１４２０℃〜
１５００℃の範囲で、空気中で焼成して焼結体として、
ガーネット型構造の多結晶セラミックス磁性体とするこ
とを特徴とする。
【００１３】この製造方法において、この成形体にはＹ
以外の希土類金属の一種類以上及び／若しくはＡｌまた
はＧａより選ばれた一種類以上の酸化物を含んでおり、
焼成後の上記焼結体は、ＹとＦｅとＯを含む主相が、 化学式 Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲはＹ以外の希土類金属の一種類以上、ＡはＡ
ｌまたはＧａより選ばれた一種類以上、ｘは０≦ｘ≦
１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦０．
２である〕で表されたガーネット型構造を有する結晶で
あることを特徴としている。
以外の希土類金属の一種類以上及び／若しくはＡｌまた
はＧａより選ばれた一種類以上の酸化物を含んでおり、
焼成後の上記焼結体は、ＹとＦｅとＯを含む主相が、 化学式 Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲはＹ以外の希土類金属の一種類以上、ＡはＡ
ｌまたはＧａより選ばれた一種類以上、ｘは０≦ｘ≦
１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦０．
２である〕で表されたガーネット型構造を有する結晶で
あることを特徴としている。
【００１４】本発明の材料は、ガーネット型多結晶を主
相とするセラミックス焼結体を利用した磁性材料であっ
て、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）を基本組成と
するが、本発明は、さらにこのＹＩＧに、副成分とし
て、６配位時のイオン半径が０．１ｎｍ未満の２価金属
イオンを含有させたものである。このような２価金属イ
オンは、その少なくとも一部が主相のガーネット構造中
の微量ながら存在するＦｅ2+位置に置換すると考えら
れ、空気中の焼成過程でも、ガーネット中の２価のＦｅ
2+イオンの生成を抑制し、これにより、ホッピング電子
伝導を規制するので、誘電体としての電気抵抗の低下を
防止することができ、高周波領域における誘電正接δを
非常に低く確保することができるものと考えられる。
相とするセラミックス焼結体を利用した磁性材料であっ
て、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）を基本組成と
するが、本発明は、さらにこのＹＩＧに、副成分とし
て、６配位時のイオン半径が０．１ｎｍ未満の２価金属
イオンを含有させたものである。このような２価金属イ
オンは、その少なくとも一部が主相のガーネット構造中
の微量ながら存在するＦｅ2+位置に置換すると考えら
れ、空気中の焼成過程でも、ガーネット中の２価のＦｅ
2+イオンの生成を抑制し、これにより、ホッピング電子
伝導を規制するので、誘電体としての電気抵抗の低下を
防止することができ、高周波領域における誘電正接δを
非常に低く確保することができるものと考えられる。
【００１５】また、この２価金属イオンは、焼成過程
で、主相であるガーネット結晶間の焼結性を改善して、
比較的低温の焼成でも多結晶体を緻密化して、その気孔
率を低減する。この結果として、気孔の存在によって生
じる強磁性共鳴半値幅を低減することができる。このよ
うにして、２価金属イオンは強磁性共鳴半値幅と誘電損
失とを同時に小さくする効果がある。
で、主相であるガーネット結晶間の焼結性を改善して、
比較的低温の焼成でも多結晶体を緻密化して、その気孔
率を低減する。この結果として、気孔の存在によって生
じる強磁性共鳴半値幅を低減することができる。このよ
うにして、２価金属イオンは強磁性共鳴半値幅と誘電損
失とを同時に小さくする効果がある。
【００１６】この２価金属イオンの添加は、ＹＩＧ型多
結晶を特に雰囲気を調整しないで空気中焼成であって
も、通常よりも誘電損失が大幅に改善され、磁気損失と
誘電損失が同時に小さい材料を得ることができる。さら
に、良好な特性が得られる最適の焼成温度範囲を広くす
る効果がある。このため、ＹＩＧの他の特性を調整する
ために、他の金属イオン、例えば、Ｙ以外の希土類金属
やＡｌ、ＧａなどのイオンでＹ+3やＦｅ+3イオンを部分
置換して、このために通常は最適焼成温度の異なる組成
のものを焼成する場合であっても、同じ温度で焼成可能
となり、通常のセラミックス作製プロセスで製造するこ
とができ、その生産性が向上する。
結晶を特に雰囲気を調整しないで空気中焼成であって
も、通常よりも誘電損失が大幅に改善され、磁気損失と
誘電損失が同時に小さい材料を得ることができる。さら
に、良好な特性が得られる最適の焼成温度範囲を広くす
る効果がある。このため、ＹＩＧの他の特性を調整する
ために、他の金属イオン、例えば、Ｙ以外の希土類金属
やＡｌ、ＧａなどのイオンでＹ+3やＦｅ+3イオンを部分
置換して、このために通常は最適焼成温度の異なる組成
のものを焼成する場合であっても、同じ温度で焼成可能
となり、通常のセラミックス作製プロセスで製造するこ
とができ、その生産性が向上する。
【００１７】本発明のこれらの磁性体は、強磁性共鳴半
値幅と誘電損失とが共に低いので、非可逆回路素子とし
て利用して有用である。
値幅と誘電損失とが共に低いので、非可逆回路素子とし
て利用して有用である。
【００１８】
【発明の実施の形態】ＹＩＧは、基本的には、Ｙ、Ｆｅ
及びＯから成るガーネット構造を主相とした焼結体で、
特に、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９７〜３：４.
８０（モル比）の範囲の組成を有する多結晶焼結体が使
用される。本発明においては、ＹＩＧの他の特性を改善
するために、好ましくは、ＹＩＧには、 化学式 Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔０．０３
≦ｚ≦０．２〕 で表される結晶相が含まれる。ここで、ＲはＹ以外のＧ
ｄ等の希土類金属の一種類以上であり、磁化の温度依存
性を低減するために、０≦ｘ≦１．５の範囲内で選ばれ
る。またこの式で、Ａは、ＡｌまたはＧａより選ばれた
一種類以上が、特に、飽和磁化の調製のために、０≦ｙ
≦１．５の範囲で含まれる。
及びＯから成るガーネット構造を主相とした焼結体で、
特に、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９７〜３：４.
８０（モル比）の範囲の組成を有する多結晶焼結体が使
用される。本発明においては、ＹＩＧの他の特性を改善
するために、好ましくは、ＹＩＧには、 化学式 Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔０．０３
≦ｚ≦０．２〕 で表される結晶相が含まれる。ここで、ＲはＹ以外のＧ
ｄ等の希土類金属の一種類以上であり、磁化の温度依存
性を低減するために、０≦ｘ≦１．５の範囲内で選ばれ
る。またこの式で、Ａは、ＡｌまたはＧａより選ばれた
一種類以上が、特に、飽和磁化の調製のために、０≦ｙ
≦１．５の範囲で含まれる。
【００１９】これらのＹＩＧに添加される２価金属イオ
ンは、６配位のイオン半径が０．１ｎｍ未満のもので、
Ｃｏ2+（６配位時のイオン半径０．６５ｎｍ）、Ｎｉ2+
（同０．６９ｎｍ）、Ｃｕ2+（同０．７３ｎｍ）が好ま
しく、その他、Ｚｎ（０．７４ｎｍ）、Ｍｇ（０．７２
ｎｍ）も使用される（但し２価のＦｅイオンを含ま
ず）。特に、２価金属は、Ｃｕ2+が、強磁性共鳴半値幅
の低下に特に有効であることから、最も好ましい。
ンは、６配位のイオン半径が０．１ｎｍ未満のもので、
Ｃｏ2+（６配位時のイオン半径０．６５ｎｍ）、Ｎｉ2+
（同０．６９ｎｍ）、Ｃｕ2+（同０．７３ｎｍ）が好ま
しく、その他、Ｚｎ（０．７４ｎｍ）、Ｍｇ（０．７２
ｎｍ）も使用される（但し２価のＦｅイオンを含ま
ず）。特に、２価金属は、Ｃｕ2+が、強磁性共鳴半値幅
の低下に特に有効であることから、最も好ましい。
【００２０】これらの２価金属イオンは、酸化物換算で
焼結体中に０．０２〜０．５重量％の含有量に添加する
のがよい。０．０２重量％未満では、効果が少なく、
０．５重量％を越えると、強磁性共鳴半値幅と誘電損失
とも増加する傾向になるからである。
焼結体中に０．０２〜０．５重量％の含有量に添加する
のがよい。０．０２重量％未満では、効果が少なく、
０．５重量％を越えると、強磁性共鳴半値幅と誘電損失
とも増加する傾向になるからである。
【００２１】こうして、上記２価の金属イオンを、ＹＩ
Ｇに酸化物換算で０．０２〜０．５重量％の配合するこ
とにより、強磁性共鳴半値幅及び誘電損失の双方を低下
できる最適の焼成温度を、１４２０℃〜１５００℃の範
囲に拡大することができ、上記の強磁性体の他の特性改
善のための各種の金属置換行う場合の最適焼成温度範囲
と一致させるので、組成の異なる２種以上のＹＩＧを同
一温度で且つ同時に焼成することが容易にできるのであ
る。
Ｇに酸化物換算で０．０２〜０．５重量％の配合するこ
とにより、強磁性共鳴半値幅及び誘電損失の双方を低下
できる最適の焼成温度を、１４２０℃〜１５００℃の範
囲に拡大することができ、上記の強磁性体の他の特性改
善のための各種の金属置換行う場合の最適焼成温度範囲
と一致させるので、組成の異なる２種以上のＹＩＧを同
一温度で且つ同時に焼成することが容易にできるのであ
る。
【００２２】本発明の磁性体材料を製造するには、出発
原料として、通常は酸化物が利用され、主たる原料とし
てＹ2 Ｏ3 とＦｅ2 Ｏ3 に、上記２価金属の酸化物の粉
末と、必要により他の磁性体特性の調製ないし改善のた
めの金属の酸化物、例えば、ＡｌやＧｄ酸化物やその他
の希土類酸化物の粉末を、所定の組成になるように混合
した混合粉とし、この混合粉を所望形状に圧縮成形して
成形体とする。圧縮成形に先立って、混合物を仮焼成
し、仮焼物を再度粉砕して後に成形体とすることもなさ
れる。他の方法には、２価金属の酸化物を除いた他の酸
化物を上記化合物の組成になるように配合した混合物を
予備焼成し、焼成物の粉砕物に対して２価金属の酸化物
を所定量配合混合し、この混合物からの圧縮成形体を形
成する方法もある。
原料として、通常は酸化物が利用され、主たる原料とし
てＹ2 Ｏ3 とＦｅ2 Ｏ3 に、上記２価金属の酸化物の粉
末と、必要により他の磁性体特性の調製ないし改善のた
めの金属の酸化物、例えば、ＡｌやＧｄ酸化物やその他
の希土類酸化物の粉末を、所定の組成になるように混合
した混合粉とし、この混合粉を所望形状に圧縮成形して
成形体とする。圧縮成形に先立って、混合物を仮焼成
し、仮焼物を再度粉砕して後に成形体とすることもなさ
れる。他の方法には、２価金属の酸化物を除いた他の酸
化物を上記化合物の組成になるように配合した混合物を
予備焼成し、焼成物の粉砕物に対して２価金属の酸化物
を所定量配合混合し、この混合物からの圧縮成形体を形
成する方法もある。
【００２３】上記の圧縮成形体を、適当な電気炉などの
加熱炉に装入し、炉内を空気の雰囲気で、焼成温度１４
２０℃〜１５００℃の範囲で加熱保持して、焼成する。
成形体中の２価金属の酸化物の焼結促進作用により、充
分緻密な焼結体を得る。本発明の製造方法は、最適特性
を得るための焼成温度範囲が広いので、加熱炉には、組
成の異なる磁性体を同じロットで加熱焼成することがで
きるので、従来のごとく磁性体の組成の異なるたびに焼
成機会を変更するということが必要でなくなり、量産性
が向上する。
加熱炉に装入し、炉内を空気の雰囲気で、焼成温度１４
２０℃〜１５００℃の範囲で加熱保持して、焼成する。
成形体中の２価金属の酸化物の焼結促進作用により、充
分緻密な焼結体を得る。本発明の製造方法は、最適特性
を得るための焼成温度範囲が広いので、加熱炉には、組
成の異なる磁性体を同じロットで加熱焼成することがで
きるので、従来のごとく磁性体の組成の異なるたびに焼
成機会を変更するということが必要でなくなり、量産性
が向上する。
【００２４】このようにして成形した磁性体材料は、磁
気的損失及び電気的損失がともに小さいので、磁性体の
ジャイロ磁気効果を利用した、サーキュレータ、アイソ
レータ、ジャイレータ等の高周波信号用非可逆回路素子
に、特に好ましく使用され、その挿入損失が小さく、優
れた特性を示す。
気的損失及び電気的損失がともに小さいので、磁性体の
ジャイロ磁気効果を利用した、サーキュレータ、アイソ
レータ、ジャイレータ等の高周波信号用非可逆回路素子
に、特に好ましく使用され、その挿入損失が小さく、優
れた特性を示す。
【００２５】
〔実施例１〕出発原料として、純度９９．９％のＹ2 Ｏ
3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｃ
ｕＯ粉末を用いた。これらの粉末を、焼結体の最終組成
がＹ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９５（モル比）とな
り、合計重量が３００ｇとなるように秤量し、ボールミ
ルにて混合した。この混合粉末を１２００℃で２時間仮
焼した後、各添加物を、ＣａＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｃｕ
Ｏ換算量でＹ2 Ｏ3 とＦｅ2 Ｏ3 の合計量に対して表１
に示す値となるよう添加し、再度ボールミルで粉砕し
た。この仮焼粉末にバインダーを加えて整粒したのち、
金型にて圧縮成形し、成形体を表１に示す各温度で３時
間、空気中で焼成した。得られた焼結体から切り出した
試料を用いて、約１ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅ΔＨと誘
電正接ｔａｎδを測定した。結果を表１に示した。
3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＣＯ3 、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｃ
ｕＯ粉末を用いた。これらの粉末を、焼結体の最終組成
がＹ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９５（モル比）とな
り、合計重量が３００ｇとなるように秤量し、ボールミ
ルにて混合した。この混合粉末を１２００℃で２時間仮
焼した後、各添加物を、ＣａＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｃｕ
Ｏ換算量でＹ2 Ｏ3 とＦｅ2 Ｏ3 の合計量に対して表１
に示す値となるよう添加し、再度ボールミルで粉砕し
た。この仮焼粉末にバインダーを加えて整粒したのち、
金型にて圧縮成形し、成形体を表１に示す各温度で３時
間、空気中で焼成した。得られた焼結体から切り出した
試料を用いて、約１ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅ΔＨと誘
電正接ｔａｎδを測定した。結果を表１に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１より明らかなように、ＹＩＧに２価金
属酸化物を添加しない場合、ΔＨ、ｔａｎδともに低く
なるのは、焼成温度が１４６０℃〜１４８０℃の極めて
狭い範囲内であった。一方、イオン半径が０．１ｎｍ以
下の金属イオンとして、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕをそれぞれ酸
化物ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの形態で酸化物重量０．１
重量％添加した本発明の磁性体では、無添加のものに比
べて誘電損失が改善され、焼成温度範囲１４２０℃〜１
５００℃の間で低ΔＨ、低ｔａｎδとなった。特にＣｕ
Ｏ＝０．１％添加の場合、ΔＨ＝１９Ｏｅ、ｔａｎδ＝
４×１０−５という最高の特性が得られた。
属酸化物を添加しない場合、ΔＨ、ｔａｎδともに低く
なるのは、焼成温度が１４６０℃〜１４８０℃の極めて
狭い範囲内であった。一方、イオン半径が０．１ｎｍ以
下の金属イオンとして、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕをそれぞれ酸
化物ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの形態で酸化物重量０．１
重量％添加した本発明の磁性体では、無添加のものに比
べて誘電損失が改善され、焼成温度範囲１４２０℃〜１
５００℃の間で低ΔＨ、低ｔａｎδとなった。特にＣｕ
Ｏ＝０．１％添加の場合、ΔＨ＝１９Ｏｅ、ｔａｎδ＝
４×１０−５という最高の特性が得られた。
【００２８】一方、同じ２価イオンであるが、イオン半
径が０．１０ｎｍであるＣａ添加の場合は、ΔＨとｔａ
ｎδとは共に増大し、特に誘電損失の増加が著しかっ
た。また、イオン半径が０．１ｎｍ以下であっても、３
価イオンのＡｌ（０．５３５ｎｍ）は添加の効果がほと
んど認められず、４価イオンのＺｒ（０．７２ｎｍ）で
は、ΔＨは変化しないが、ｔａｎδが増大した。従っ
て、２価イオンで、イオン半径が０．１ｎｍ未満の添加
物を用いることに効果があり、特に２価Ｃｕの添加に顕
著な効果が認められた。なお、添加物は仮焼前に添加し
ても同様の効果が認められた。
径が０．１０ｎｍであるＣａ添加の場合は、ΔＨとｔａ
ｎδとは共に増大し、特に誘電損失の増加が著しかっ
た。また、イオン半径が０．１ｎｍ以下であっても、３
価イオンのＡｌ（０．５３５ｎｍ）は添加の効果がほと
んど認められず、４価イオンのＺｒ（０．７２ｎｍ）で
は、ΔＨは変化しないが、ｔａｎδが増大した。従っ
て、２価イオンで、イオン半径が０．１ｎｍ未満の添加
物を用いることに効果があり、特に２価Ｃｕの添加に顕
著な効果が認められた。なお、添加物は仮焼前に添加し
ても同様の効果が認められた。
【００２９】〔実施例２〕実施例１と同様の方法で、焼
結体の最終組成がＹ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９５
（モル比）であって、表２に示すように、ＣｕＯの添加
量を０〜１．０重量％の範囲で変えて成形体を圧縮形成
し、各成形体を１４００〜１５２０℃の範囲で焼成温度
を変えて空気中焼成して、焼結体を作製し、これより切
り出した試料を用いて、約１ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅
と誘電損失を測定した。結果を表２に示した。
結体の最終組成がＹ2 Ｏ3 ：Ｆｅ2 Ｏ3 ＝３：４. ９５
（モル比）であって、表２に示すように、ＣｕＯの添加
量を０〜１．０重量％の範囲で変えて成形体を圧縮形成
し、各成形体を１４００〜１５２０℃の範囲で焼成温度
を変えて空気中焼成して、焼結体を作製し、これより切
り出した試料を用いて、約１ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅
と誘電損失を測定した。結果を表２に示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２から、ＣｕＯの添加は、０．０２重量
％以上でΔＨとｔａｎδとを共に低下させる効果があ
り、焼成温度に対する効果についても、ＣｕＯ無添加の
場合１４８０〜１５００℃の狭い範囲であったものが、
１４２０〜１５００℃の範囲に拡大することができた。
特に、１４４０〜１４８０℃の範囲が、ΔＨとｔａｎδ
との両方の顕著に低下させている。一方、ＣｕＯが１％
以上添加されるとΔＨとｔａｎδとの両方を悪化させる
ので好ましくない。このようにして、２価の銅の酸化物
の添加量が０．０２〜０．５重量％の範囲内が最もよい
ことが判る。
％以上でΔＨとｔａｎδとを共に低下させる効果があ
り、焼成温度に対する効果についても、ＣｕＯ無添加の
場合１４８０〜１５００℃の狭い範囲であったものが、
１４２０〜１５００℃の範囲に拡大することができた。
特に、１４４０〜１４８０℃の範囲が、ΔＨとｔａｎδ
との両方の顕著に低下させている。一方、ＣｕＯが１％
以上添加されるとΔＨとｔａｎδとの両方を悪化させる
ので好ましくない。このようにして、２価の銅の酸化物
の添加量が０．０２〜０．５重量％の範囲内が最もよい
ことが判る。
【００３２】〔実施例３〕出発原料として、純度９９．
９％のＹ2 Ｏ3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 粉末を用
いて、実施例１と同様の方法で混合物を１２００℃で仮
焼し、仮焼物にＣｕＯを添加した混合物から圧縮成形し
て同様に成形体とし、これを表３に示す各温度で焼成し
て焼結体を作成した。ここに、焼結体は、ＦｅをＡｌで
置換して最終組成ｍｏｌ比が表３に示す値となり、添加
物としてのＣｕＯは０．１重量％となるように焼結体を
調製した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も作製
した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法で、
約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定した。
結果を表３に示した。
９％のＹ2 Ｏ3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 粉末を用
いて、実施例１と同様の方法で混合物を１２００℃で仮
焼し、仮焼物にＣｕＯを添加した混合物から圧縮成形し
て同様に成形体とし、これを表３に示す各温度で焼成し
て焼結体を作成した。ここに、焼結体は、ＦｅをＡｌで
置換して最終組成ｍｏｌ比が表３に示す値となり、添加
物としてのＣｕＯは０．１重量％となるように焼結体を
調製した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も作製
した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法で、
約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定した。
結果を表３に示した。
【００３３】
【表３】
【００３４】表３から明らかなように、添加物ＣｕＯを
用いない場合、Ａｌ置換量が増加するに伴って１４７０
℃以下での低温焼成ではｔａｎδが大きくなる傾向があ
り、ΔＨ、ｔａｎδともに低くするためには、１５００
℃を越える温度で焼成する必要がある。焼成温度が１５
００℃を越えると、Ａｌ置換量の少ない組成でｔａｎδ
が大きくなり、Ａｌ置換量の異なる試料を同時に焼成す
ることは不可能となる。一方、ＣｕＯを添加した本発明
の磁性体では、全体にｔａｎδが低減されるとともに、
Ａｌ置換量が大きい組成でも１５００℃以下の温度で低
ΔＨ、低ｔａｎδの材料が得られるため、Ａｌ置換量の
異なる材料を同時に焼成することが可能であり、この場
合の最適焼成温度は１４６０〜１５００℃であった。
用いない場合、Ａｌ置換量が増加するに伴って１４７０
℃以下での低温焼成ではｔａｎδが大きくなる傾向があ
り、ΔＨ、ｔａｎδともに低くするためには、１５００
℃を越える温度で焼成する必要がある。焼成温度が１５
００℃を越えると、Ａｌ置換量の少ない組成でｔａｎδ
が大きくなり、Ａｌ置換量の異なる試料を同時に焼成す
ることは不可能となる。一方、ＣｕＯを添加した本発明
の磁性体では、全体にｔａｎδが低減されるとともに、
Ａｌ置換量が大きい組成でも１５００℃以下の温度で低
ΔＨ、低ｔａｎδの材料が得られるため、Ａｌ置換量の
異なる材料を同時に焼成することが可能であり、この場
合の最適焼成温度は１４６０〜１５００℃であった。
【００３５】〔実施例４〕出発原料として純度９９．９
％のＹ２ Ｏ3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｇａ2
Ｏ3 粉末を用いた。これらの粉末を、実施例１と同様の
方法で、焼結体の最終組成ｍｏｌ比が、表４に示す値と
なり、添加物としてＣｕＯが０．１重量％となる焼結体
を作製した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も作
製した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法
で、約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定し
た。結果を表４に示す。
％のＹ２ Ｏ3 、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 、Ｇａ2
Ｏ3 粉末を用いた。これらの粉末を、実施例１と同様の
方法で、焼結体の最終組成ｍｏｌ比が、表４に示す値と
なり、添加物としてＣｕＯが０．１重量％となる焼結体
を作製した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も作
製した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法
で、約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定し
た。結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】
【００３７】表４より明らかなように、添加物ＣｕＯを
用いない場合、Ｇｄ置換やＧａ置換を行うと、低温焼成
ではｔａｎδが大きくなり、ΔＨ、ｔａｎδともに低く
するためには、１５００℃を越える温度で焼成する必要
があるが、焼成温度が１５００℃を越えると、無置換で
ｔａｎδが大きくなり、ＧｄあるいはＧａ置換材料を同
時に焼成することは不可能となる。一方、ＣｕＯを添加
した本発明の磁性体では、全体にｔａｎδが低減される
とともに、Ｇｄ置換やＧａ置換でも１５００℃以下の温
度で低ΔＨ、低ｔａｎδの材料が得られるため、同時に
焼成することが可能であった。
用いない場合、Ｇｄ置換やＧａ置換を行うと、低温焼成
ではｔａｎδが大きくなり、ΔＨ、ｔａｎδともに低く
するためには、１５００℃を越える温度で焼成する必要
があるが、焼成温度が１５００℃を越えると、無置換で
ｔａｎδが大きくなり、ＧｄあるいはＧａ置換材料を同
時に焼成することは不可能となる。一方、ＣｕＯを添加
した本発明の磁性体では、全体にｔａｎδが低減される
とともに、Ｇｄ置換やＧａ置換でも１５００℃以下の温
度で低ΔＨ、低ｔａｎδの材料が得られるため、同時に
焼成することが可能であった。
【００３８】〔実施例５〕実施例１と同様の方法で、焼
結体の最終組成モル比が表５に示す値となり、添加物と
してＣｕＯが０．１重量％となる焼結体を、焼成温度を
１４５０℃〜１５５０℃で１０℃間隔で変化させて作製
した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も同様に作
製した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法
で、約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定
し、両者の値から、最適焼成温度を求めた。その温度と
その時の測定値を表５に示す。
結体の最終組成モル比が表５に示す値となり、添加物と
してＣｕＯが０．１重量％となる焼結体を、焼成温度を
１４５０℃〜１５５０℃で１０℃間隔で変化させて作製
した。比較のため、ＣｕＯを添加しない試料も同様に作
製した。得られた焼結体より、実施例１と同様の方法
で、約１ＧＨｚの強磁性共鳴半値幅と誘電損失を測定
し、両者の値から、最適焼成温度を求めた。その温度と
その時の測定値を表５に示す。
【００３９】
【表５】
【００４０】磁性体に必要な特性としてΔＨ＜４０Ｏ
ｅ、ｔａｎδ＜２０×１０-5を目安に考えると、表５か
ら、ＣｕＯ等の添加物を用いない場合には、Ａｌ置換の
有無に関わらず、最適（Ｆｅ＋Ａｌ）量は４．８〜４．
９５モルであったが、添加物を用いることによって、特
にＦｅ量が多い側のｔａｎδが改善され、４．８〜４．
９７モルとなった。
ｅ、ｔａｎδ＜２０×１０-5を目安に考えると、表５か
ら、ＣｕＯ等の添加物を用いない場合には、Ａｌ置換の
有無に関わらず、最適（Ｆｅ＋Ａｌ）量は４．８〜４．
９５モルであったが、添加物を用いることによって、特
にＦｅ量が多い側のｔａｎδが改善され、４．８〜４．
９７モルとなった。
【００４１】〔実施例６〕実施例３と同様の方法で、表
６に示した最終組成比となるように配合して、添加物と
してＣｕＯを０．１重量％含む成形体について、１４７
５℃×４ｈの焼成、および、１５２５℃×４ｈの焼成を
行って、ガーネット焼結体を作製した。また比較のた
め、ＣｕＯを含まない焼結体も、同じ条件で作製した。
得られた焼結体から、外形２５ｍｍφ、厚さ１．５ｍｍ
の円板状試片を切り出し、この円板状試片２枚をＹ字形
状のストリップラインの上下に置き、さらに上下から直
径３０ｍｍφで、適当な厚さの磁石円板で挟持し、磁性
金属ケースに納め、ストリップラインのＹ字の１つの端
部にターミネータ用抵抗を接続して、分布定数型Ｙスト
リップラインアイソレータを構成した。このとき、それ
ぞれのガーネットに応じて磁石の厚さを変え、逆方向ア
イソレーションが最大となるように調整した。得られた
アイソレータの、逆方向アイソレーションが最大となる
周波数と、その時のアイソレーションと、その周波数で
の正方向挿入損失とを測定した。結果を表６に示す。
６に示した最終組成比となるように配合して、添加物と
してＣｕＯを０．１重量％含む成形体について、１４７
５℃×４ｈの焼成、および、１５２５℃×４ｈの焼成を
行って、ガーネット焼結体を作製した。また比較のた
め、ＣｕＯを含まない焼結体も、同じ条件で作製した。
得られた焼結体から、外形２５ｍｍφ、厚さ１．５ｍｍ
の円板状試片を切り出し、この円板状試片２枚をＹ字形
状のストリップラインの上下に置き、さらに上下から直
径３０ｍｍφで、適当な厚さの磁石円板で挟持し、磁性
金属ケースに納め、ストリップラインのＹ字の１つの端
部にターミネータ用抵抗を接続して、分布定数型Ｙスト
リップラインアイソレータを構成した。このとき、それ
ぞれのガーネットに応じて磁石の厚さを変え、逆方向ア
イソレーションが最大となるように調整した。得られた
アイソレータの、逆方向アイソレーションが最大となる
周波数と、その時のアイソレーションと、その周波数で
の正方向挿入損失とを測定した。結果を表６に示す。
【００４２】
【表６】
【００４３】表６から明らかなように、添加物を用いな
い場合、Ａｌ置換量が増加するに伴って、１４７５℃焼
成では挿入損失が大きくなり、逆に１５２５℃焼成で
は、Ａｌ置換量０の時の挿入損失が大きい。一方、Ｃｕ
Ｏを添加した本発明の磁性体では、両焼成温度とも比較
的挿入損失が小さく、特に１４７５℃焼成の場合に、Ａ
ｌ置換量に関わらず、挿入損失が０．１ｄＢ以下となっ
た。
い場合、Ａｌ置換量が増加するに伴って、１４７５℃焼
成では挿入損失が大きくなり、逆に１５２５℃焼成で
は、Ａｌ置換量０の時の挿入損失が大きい。一方、Ｃｕ
Ｏを添加した本発明の磁性体では、両焼成温度とも比較
的挿入損失が小さく、特に１４７５℃焼成の場合に、Ａ
ｌ置換量に関わらず、挿入損失が０．１ｄＢ以下となっ
た。
【００４４】〔実施例７〕実施例３と同様の方法で、最
終組成比をＹ：Ｆｅ：Ａｌ＝３：４．３：０．６５（モ
ル比）とし、添加物としてのＣｕＯを０．１重量％含む
ガーネット焼結体を、１４７０℃空気中焼成して作製し
た。得られた焼結体から、直径４ｍｍφ、厚さ０．３ｍ
ｍの円板状焼結体試片を得た。同じ試片を２枚準備し、
１枚の焼結体の上にＡｇ薄体よりなるストリップライン
を置き、その上に絶縁テープを張り付け、その上にさら
にストリップラインを配置した。さらに絶縁テープを張
り付け、その上に３本目のストリップラインを配置し
た。このとき、３本のストリップラインが互いに１２０
度の角度で交わるようした。最後にその上にもう１枚の
ガーネット円板を置いて、ガーネット焼結体２枚の間に
３本のストリップラインが挟持されたものを作製した。
この互いに１２０度で交叉したストリップラインのそれ
ぞれ片端３ヶ所を接地し、他の３ヶ所の内、１ヶ所は、
整合抵抗を介して接地してターミネートし、他の２ヶ所
に端子と適当な負荷容量を設け、さらに上下より、直径
６ｍｍφで適当な厚さのＳｒフェライト製磁石円盤では
さみ、磁性金属ケースにおさめて、約１ＧＨｚ用集中定
数型アイソレータを作製した。
終組成比をＹ：Ｆｅ：Ａｌ＝３：４．３：０．６５（モ
ル比）とし、添加物としてのＣｕＯを０．１重量％含む
ガーネット焼結体を、１４７０℃空気中焼成して作製し
た。得られた焼結体から、直径４ｍｍφ、厚さ０．３ｍ
ｍの円板状焼結体試片を得た。同じ試片を２枚準備し、
１枚の焼結体の上にＡｇ薄体よりなるストリップライン
を置き、その上に絶縁テープを張り付け、その上にさら
にストリップラインを配置した。さらに絶縁テープを張
り付け、その上に３本目のストリップラインを配置し
た。このとき、３本のストリップラインが互いに１２０
度の角度で交わるようした。最後にその上にもう１枚の
ガーネット円板を置いて、ガーネット焼結体２枚の間に
３本のストリップラインが挟持されたものを作製した。
この互いに１２０度で交叉したストリップラインのそれ
ぞれ片端３ヶ所を接地し、他の３ヶ所の内、１ヶ所は、
整合抵抗を介して接地してターミネートし、他の２ヶ所
に端子と適当な負荷容量を設け、さらに上下より、直径
６ｍｍφで適当な厚さのＳｒフェライト製磁石円盤では
さみ、磁性金属ケースにおさめて、約１ＧＨｚ用集中定
数型アイソレータを作製した。
【００４５】比較のため、Ｙ：Ｆｅ：Ａｌ＝３：４．３
５：０．６５（モル比）で、添加物を含まないガーネッ
ト焼結体を、酸素中焼成で作製し、同様にして、比較用
のアイソレータを構成した。これらのアイソレータにつ
いて、１ＧＨｚでの正方向挿入損失を測定した。その結
果、比較例の磁性体を用いた集中定数型アイソレーター
の挿入損失が約０．７ｄＢであったのに対し、本発明の
磁性体を用いたものでは０．５ｄＢであり、約０．２ｄ
Ｂ低損失であった。
５：０．６５（モル比）で、添加物を含まないガーネッ
ト焼結体を、酸素中焼成で作製し、同様にして、比較用
のアイソレータを構成した。これらのアイソレータにつ
いて、１ＧＨｚでの正方向挿入損失を測定した。その結
果、比較例の磁性体を用いた集中定数型アイソレーター
の挿入損失が約０．７ｄＢであったのに対し、本発明の
磁性体を用いたものでは０．５ｄＢであり、約０．２ｄ
Ｂ低損失であった。
【００４６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、イットリ
ウム鉄ガーネットの主相に、０．１ｎｍ未満の２価金属
イオンを含有させたので、強磁性体共鳴半値幅と誘電損
失がいずれも低い磁性体焼結体を空気中の焼成だけで実
現し、しかも、焼成温度範囲を広げることができる。
ウム鉄ガーネットの主相に、０．１ｎｍ未満の２価金属
イオンを含有させたので、強磁性体共鳴半値幅と誘電損
失がいずれも低い磁性体焼結体を空気中の焼成だけで実
現し、しかも、焼成温度範囲を広げることができる。
【００４７】２価金属イオンの含有が焼成温度範囲を広
げるので、強磁性体の飽和磁化や温度特性などの他の特
性を改善調節するために組成置換を行う場合にも、置換
を行わない焼結体と同じ温度でしかも空気中で焼成する
ことが可能になり、これにより同一の焼成炉で組成が異
なる数種の強磁性体の一括焼成ないし連続焼成が容易に
なり、強磁性材料の量産性を改善でき、製造コスト低減
に有効である。
げるので、強磁性体の飽和磁化や温度特性などの他の特
性を改善調節するために組成置換を行う場合にも、置換
を行わない焼結体と同じ温度でしかも空気中で焼成する
ことが可能になり、これにより同一の焼成炉で組成が異
なる数種の強磁性体の一括焼成ないし連続焼成が容易に
なり、強磁性材料の量産性を改善でき、製造コスト低減
に有効である。
【００４８】本発明の多結晶セラミックス磁性体材料
は、高周波領域での強磁性体共鳴半値幅と誘電損失がい
ずれも低く、低損失の高周波用ガーネット磁性体である
ので、非可逆回路素子として特に有用である。
は、高周波領域での強磁性体共鳴半値幅と誘電損失がい
ずれも低く、低損失の高周波用ガーネット磁性体である
ので、非可逆回路素子として特に有用である。
Claims (9)
- 【請求項１】ガーネット型構造を有し、少なくともＹと
ＦｅとＯを含む相を主相とし、６配位時のイオン半径が
０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを、酸化物換算で０．
０２〜０．５重量％含むことを特徴とする多結晶セラミ
ックス磁性体材料。 - 【請求項２】ガーネット型構造を有し、上記主相が、 化学式 Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲはＹ以外の希土類金属の一種類以上、ＡはＡ
ｌ又はＧａより選ばれた一種類以上で、ｘは０≦ｘ≦
１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦０．
２である〕で表された結晶であることを特徴とする請求
項１記載の多結晶セラミックス磁性体材料。 - 【請求項３】上記２価金属イオンがＮｉ、Ｃｏ若しくは
Ｃｕのイオンであることを特徴とする請求項１又は２記
載の多結晶セラミックス磁性体材料。 - 【請求項４】上記２価金属イオンがＣｕイオンであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の多結晶セラミック
ス磁性体材料。 - 【請求項５】少なくともＹとＦｅとＯを含み、且つ６配
位時のイオン半径が０．１ｎｍ未満の２価金属イオンを
酸化物換算で０．０２〜０．５重量％含む成形体を、焼
成温度１４２０℃〜１５００℃の範囲で、空気中で焼成
して、ガーネット型構造の主相を含む多結晶セラミック
ス磁性体焼結体とすることを特徴とする磁性体材料の製
造方法。 - 【請求項６】上記成形体には、Ｙ以外の希土類金属の一
種類以上及び／若しくはＡｌまたはＧａより選ばれた一
種類以上の酸化物を含み、上記焼結体は、上記主相が、 化学式Ｙ3-x Ｒx Ｆｅ5-y-z Ａy Ｏw 〔ここでＲはＹ以外の希土類金属の一種類以上、ＡはＡ
ｌまたはＧａより選ばれた一種類以上、ｘは０≦ｘ≦
１．５、ｙは０≦ｙ≦１．５、ｚが０．０３≦ｚ≦０．
２である〕で表された結晶であることを特徴とする請求
項５記載の製造方法。 - 【請求項７】上記２価金属イオンが、Ｎｉ、Ｃｏ又はＣ
ｕイオンであることを特徴とする請求項５又は６記載の
磁性体材料の製造方法。 - 【請求項８】上記２価金属イオンがＣｕイオンであるこ
とを特徴とする請求項５又は６記載の磁性体材料の製造
方法。 - 【請求項９】請求項１から４のいずれかに記載の磁性体
を用いた非可逆回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034742A JPH10233308A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 多結晶セラミックス磁性体材料とその製造方法およびこれを用いた非可逆回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034742A JPH10233308A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 多結晶セラミックス磁性体材料とその製造方法およびこれを用いた非可逆回路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233308A true JPH10233308A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12422783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9034742A Pending JPH10233308A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 多結晶セラミックス磁性体材料とその製造方法およびこれを用いた非可逆回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10233308A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2824553A1 (fr) * | 2001-05-11 | 2002-11-15 | Thomson Csf | Materiau ferrite a faibles pertes et procede de fabrication |
| KR20030070389A (ko) * | 2002-02-25 | 2003-08-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 마이크로파 자성체 조성물 및 그의 제조 방법 |
| JP2007036108A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tdk Corp | 非可逆回路素子用セラミック材料およびその製造方法 |
| JP2010278075A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Murata Mfg Co Ltd | 磁性体セラミック、セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法 |
| JP2011073937A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Metals Ltd | 多結晶磁性セラミック、マイクロ波磁性体及びこれを用いた非可逆回路素子 |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9034742A patent/JPH10233308A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2824553A1 (fr) * | 2001-05-11 | 2002-11-15 | Thomson Csf | Materiau ferrite a faibles pertes et procede de fabrication |
| WO2002092532A1 (fr) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Thales | Materiau ferrite a faibles pertes en hyperfrequence et procede de fabrication |
| KR20030070389A (ko) * | 2002-02-25 | 2003-08-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 마이크로파 자성체 조성물 및 그의 제조 방법 |
| JP2007036108A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tdk Corp | 非可逆回路素子用セラミック材料およびその製造方法 |
| JP2010278075A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Murata Mfg Co Ltd | 磁性体セラミック、セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法 |
| JP2011073937A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Metals Ltd | 多結晶磁性セラミック、マイクロ波磁性体及びこれを用いた非可逆回路素子 |
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