[发明专利]芯-壳颗粒、磁介电材料、其制造方法和用途

说明书

在一个方面，磁性颗粒包括：芯，所述芯包含铁和包括钴、镍或其组合的第二金属，其中铁与第二金属的芯原子比为50:50至75:25；以及壳，所述壳至少部分地包围芯并且包含铁氧化物、铁氮化物或其组合和第二金属。在另一个方面，磁介电材料包含聚合物基体和多个磁性颗粒；其中磁介电材料在1GHz下的磁损耗角正切小于或等于0.07。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月16日提交的美国临时专利申请序列号62/617,661的权益。相关申请通过引用整体并入本文。

背景技术

本公开一般地涉及芯-壳颗粒、磁介电材料、其制造方法和用途。

较新的设计和制造技术已驱使电子组件的尺寸越来越小，例如，诸如电子集成电路芯片上的电感器、电子电路、电子封装、模块、壳体和天线的组件。减小电子组件尺寸的一种途径是使用磁介电材料作为基底。特别地，已广泛研究了铁氧体、铁电体和多铁性材料作为具有增强的微波特性的功能材料。然而，这些材料并不完全令人满意的是，它们常常不提供期望的带宽，并且它们在高频(例如在吉赫范围内)下可以表现出高的磁损耗。

因此，本领域仍然需要在吉赫范围内具有低的磁损耗的磁介电材料。

发明内容

本文公开了磁性颗粒，所述磁性颗粒包括：芯，所述芯包含铁和包括钴、镍或其组合的第二金属，其中铁与第二金属的芯原子比为50:50至75:25；以及壳，所述壳至少部分地包围芯并且包含铁氧化物、铁氮化物或其组合和第二金属。

制造以上磁性颗粒的方法包括：用氧化剂使芯氧化以形成壳；优选地，其中氧化剂包括氧、KMnO₃、H₂O₂、K₂Cr₂O₇、HNO₃或其组合。

本文公开了包含聚合物基体和多个磁性颗粒的磁介电材料，其中磁介电材料在1吉赫(GHz)下的磁损耗角正切小于或等于0.07。

制造以上磁介电材料的一种方法包括使聚合物和多个磁性颗粒注塑成型。

制造以上磁介电材料的另一种方法包括使聚合物前体组合物和多个磁性颗粒反应注塑成型。

还描述了包含磁介电材料和复合材料的制品，所述制品包括天线、变压器、抗电磁干扰材料或电感器。

上述特征和其他特征通过以下附图、具体实施方式和权利要求来例示。

附图说明

以下附图是示例性方面，其中相似的元件被相似地编号。

图1是芯-壳颗粒的截面的一个方面的图示；

图2是磁介电材料的一个方面的图示；

图3是设置在磁介电材料上的导电层的一个方面的图示；

图4是设置在磁介电材料上的图案化导电层的一个方面的图示；

图5是双频磁介电材料的一个方面的图示；

图6是制备磁介电材料的一个方面的图示；

图7是实施例2的磁性颗粒的扫描电子显微图像；

图8是实施例5的磁性颗粒的扫描电子显微图像；

图9是实施例2、5和6的磁导率随频率的图形图示；

图10是实施例7的磁性颗粒的扫描电子显微图像；

图11是实施例8的磁性颗粒的扫描电子显微图像；以及

图12是实施例7和8的磁导率随频率的图形图示。

具体实施方式