TWI773882B

TWI773882B - 六方晶系鐵氧體複合材料、包含六方晶系鐵氧體複合材料之物品及片材之製作方法

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Publication number: TWI773882B
Application number: TW108105903A
Authority: TW
Inventors: 艾倫Ｆ霍恩三世; 派翠西亞Ａ拉法蘭西; 克里斯托弗Ｊ凱斯; 卡爾愛德華司本托
Original assignee: 美商羅傑斯公司
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW201936745A; GB2585299A; JP2021515387A; US20190264005A1; DE112019000941T5; GB2585299B; WO2019164732A1; US10947367B2; KR102396967B1; CN111742381B; GB202013263D0; DE112019000941B4; CN111742381A; KR20200124653A; JP7007489B2

Abstract

本文中揭露一種六方晶系鐵氧體複合材料，該六方晶系鐵氧體複合材料包含：聚四氟乙烯；以及複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒，為在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積之大於或等於40體積%、或40體積%至90體積%；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計大於或等於10體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500 MHz下確定的。

Description

六方晶系鐵氧體複合材料、包含六方晶系鐵氧體複合材料之物品及片材之製作方法

相關申請案之交叉參考：本申請案主張於2018年2月23日提出申請之美國臨時專利申請案第62/634,296號之權益，該美國臨時專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。

磁介電材料作為相對導磁率及相對介電常數皆大於一之材料自AM無線電之早期開始就引起了天線設計者之極大興趣。對該等材料之主要興趣是由對天線小型化之需要推動。共振天線之大小係一電磁波在其共振頻率下波長之函數。在自由空間（真空）中，一電磁波之波長λ 被定義為由光速c 除以波的頻率f ，如在方程式[1]中所示。

[1]

當一電磁波傳播通過一相對介電常數ε_r （在本文中亦僅被稱為介電常數）及/或一相對導磁率μ_r （在本文中亦僅被稱為導磁率）皆大於一之一絕緣介質時，傳播速度降低且波長作為在該材料中的傳播速度之函數而計算，如在方程式[2]中所示。

[2]

在方程式[2]中，

[3]是波通過該介質之傳播速度之減小。該術語亦可被稱為小型化因數。該介質亦具有一固有阻抗，其為傳播通過該介質之橫向電-磁波（transverse-electric-magnetic wave）之電場對磁通密度之比率。該介質之固有阻抗Z 可根據相對導磁率對相對介電常數之比率乘以自由空間之固有阻抗

[4]計算，如在方程式[5]中所示。

[5] 根據波傳播之基本原理，已知當一行進波遇到阻抗不連續時，會發生反射。然而，自評估方程式[4]及方程式[5]可顯而易見的是若

，則產生方程式[6]。

=

[6]

因此顯而易見的是，儘管高相對介電常數及高相對導磁率二者皆可用於生成表現出一高小型化因數之一材料，但具有相等的相對介電常數及相對導磁率之一材料將容許達成一大的小型化因數，同時亦保持與自由空間之固有阻抗相等之一固有阻抗。對於天線設計而言此種固有阻抗之匹配之推薦有利效果是提高了效率並改善了帶寬。導磁率、介電常數及天線帶寬之間的確切關係是天線設計之函數。然而，廣泛引用的關係是由漢森（Hansen）及伯克（Burke）在2000年得出的方程式[7]之關係（漢森，R.C.（Hansen, R.C.）及瑪麗伯克（Mary Burke）. 「具有磁介質之天線.（Antennas with magneto‐dielectrics）.」微波及光學技術快報（Microwave and Optical Technology Letters）26.2 (2000):75-78）。漢森及伯克得出一個重要的結論：「重要的是要注意，與ɛ 不同，μ 不會減小貼片帶寬。此種基板具有一個重要的優點：將貼片共振長度減小

使得一個短得多（且小得多）之貼片將具有與僅具有ɛ 之貼片相同之帶寬」。在方程式[7]中，λ_o 表示自由空間波長，並且t等於在2:1之電壓駐波比（Voltage to Standing Wave Ratio，VSWR）處之分數帶寬。

[7]

用於摻入聚合物基體中之導磁材料可分為二個基本類別：鐵磁性金屬及氧化鐵陶瓷，稱為「鐵氧體」。在該等材料種類中，熟習此項技術者已知幾個選擇標準。磁性材料具有頻率依賴性電磁性質，主要是對實際及虛設導磁率之頻率依賴性。熟習此項技術者已知，鐵磁性及亞鐵磁性材料受到斯諾克（Snoek）首先描述之限制，所述限制被稱為如在方程式[8]中所示之斯諾克定律（Snoek’s law）。斯諾克定律指出，初始導磁率

及鐵磁共振頻率（被定義為虛導磁率之峰值）F₀ 之乘積係等於旋磁比三分之二之一常數值，該旋磁比為磁飽和度M_S 之

倍。一般的規則係達成一低的磁損耗正切，鐵磁共振頻率必須顯著高於最大工作頻率。通常，「顯著較高」被理解為意指鐵磁共振必須比最大期望工作頻率高三至五倍。

[8]

自對斯諾克定律之評估可以清楚地看出，為了達成一高的最大工作頻率，可取的是自具有高的4πM_S 值之一材料開始。在表A中列出了一些已知磁性材料之4πM_S 值。

由此，熟習此項技術者認為，鐵磁性金屬（舉例而言，鐵、鐵鎳合金、鐵矽合金或鐵鈷合金）之使用將有利於在一高頻率下達成一高導磁率。當摻入一聚合物基質中以形成一複合材料時，發現該等材料雖然對高頻率表現出高導磁率，但在如表B所示之至少三個區域中存在缺陷，其中在如美國專利5,223, 568中所述之烴熱固性樹脂體系中，以相應之體積百分比添加磁性填料。首先，表B示出含鐵磁性金屬之複合材料在500百萬赫（MHz）下之相對介電常數顯著高於含金屬氧化物之複合材料之相對介電常數。第二，在500 MHz下之介電損耗正切太高，不適合實際使用。第三且為最後一條，在500 MHz下之磁損耗正切相對於鐵磁共振頻率而言為高。

尖晶石鐵氧體係為最常製造之「軟」磁性氧化物。在軟尖晶石鐵氧體種類中，主要使用錳鋅鐵氧體（MnZn鐵氧體）及鎳鋅鐵氧體（NiZn鐵氧體）二大類材料。錳鋅鐵氧體通常用於功率應用中，舉例而言電感器及變壓器鐵芯。錳鋅鐵氧體具有500及15,000之一相對導磁率，具有1 MHz至10 MHz之一截止頻率（cut-off frequency）。由於其截止頻率低，錳鋅鐵氧體並非用於極高頻率（very high frequency，VHF）或超高頻率（ultra-high frequency，UHF）磁介電質中之一可行候選材料。鎳鋅鐵氧體通常用於功率電感器及變壓器鐵芯以及微波變壓器鐵芯中。鎳鋅鐵氧體通常具有20至3,500之一相對導磁率及小於300 MHz之一截止頻率。由於其截止頻率低，鎳鋅鐵氧體並非UHF磁介電材料之一可行候選材料。磁鐵礦Fe₃ O₄ 是所發現的第一磁性氧化物，並且是一種天然存在之材料。磁鐵礦通常表現出一低截止頻率及低電阻率，此限制了其對低損耗磁介電材料之適用性。

六角晶系鐵氧體材料「六方晶系鐵氧體（hexaferrites）」是在西元1950年代由菲利普斯（Phillip）公司首次製造之一種亞鐵磁性材料。其表現出磁結晶各向異性（及一「內部各向異性場（internal anisotropy field）」），其中六角晶系鐵氧體之每一相皆具有一內部各向異性場，該內部各向異性場在很大程度上界定其磁性特性。通常應理解，一六角晶系鐵氧體之相對導磁率與各向異性場成反比，但截止頻率與各向異性場成正比。

六方晶系鐵氧體有三個相已經商業化生產並可用於磁介電複合材料中，即M、Y及Z。Y及Z相六方晶系鐵氧體通常由其相及過渡金屬所指代。舉例而言，鈷Z相六方晶系鐵氧體常常被稱為Co₂ Z六方晶系鐵氧體，或更適當地被稱為Co₂ Z鐵氧體。M相六方晶系鐵氧體具有基本式BaFe₁₂ O₁₉ 。六方晶系鐵氧體之M相係為最常製造之六方晶系鐵氧體，通常表現出一高矯頑力（coercivity），並且一般被分類為不表現出一實質實相對導磁率之一硬磁材料。其通常被稱為BaM鋇六方晶系鐵氧體或SrM鍶六方晶系鐵氧體。已知其為製造成本最低之磁性材料其中之一，並且其在低能量永磁體及微波吸收器中被使用。純M相六方晶系鐵氧體之一鐵磁共振頻率為45吉赫（GHz）至50 GHz，但相對導磁率接近1。基於其低實導磁率，其並非生產低損耗磁介電質之一可行選擇。

Y相六方晶系鐵氧體具有基本化學式Ba₂ Me₂ Fe₁₂ O₂₂ ，其中Me為一過渡金屬，通常為鈷、鎂或鋅。相對於其他可獲得之六方晶系鐵氧體，Y相六方晶系鐵氧體通常表現出較Co₂ Z或BaM六方晶系鐵氧體低之一飽和磁化強度、較M相六方晶系鐵氧體低之一各向異性場及較Z相六方晶系鐵氧體高之一各向異性場。理想的Co₂ Y六方晶系鐵氧體應具有約為5.7 GHz之一鐵磁共振，具有為4之一近似相對導磁率。實際例證之Co₂ Y鐵氧體表現出約為3之一相對導磁率，具有約為3 GHz之一鐵磁共振頻率。在研究文獻中詳細描述之Y-鐵氧體表現出介於10與25之間之相對介電常數。大於3之介電常數對導磁率之比率使其不適合用作高阻抗磁介電複合材料之候選材料。

Z相六方晶系鐵氧體具有基本式Ba₃ Me₂ Fe₂₄ O₄₁ ，其中Me為一過渡金屬，通常為鈷、鋅或鈦。相對於其他可獲得之六方晶系鐵氧體，Z相六方晶系鐵氧體通常表現出較M相六方晶系鐵氧體低、但較Y相高之一飽和磁化強度，具有較所述二種材料低之一內部各向異性場。應理解，純Z相六方晶系鐵氧體之形成是極其困難的，因此被稱為Z相六方晶系鐵氧體之材料常含有少量之二次相，通常為M、Y或W。理想的Co₂ Z六方晶系鐵氧體具有近似為3.4 GHz之一截止頻率及約為9之一相對導磁率，但實際上截止頻率低得多，約為1 GHz。Z型鐵氧體通常具有介於7至20範圍內之相對介電常數值，此使得其成為高阻抗磁介電材料之一更可行之候選材料。然而，可用於增加Z型六方晶系鐵氧體之相對導磁率之取代（substitution）通常亦增加了材料之相對介電常數，且在六方晶系鐵氧體材料中導磁率對介電常數之比率一般不大於1.1。儘管Z相六方晶系鐵氧體係為高阻抗磁介電複合材料之一候選材料，但是必須克服近似相等的導磁率及介電常數之限制，以達成近似等於自由空間之一阻抗。

中國專利104193224B揭露了一種在聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）中包含45重量百分比（wt%）至55重量%之Co₂ Z鐵氧體之一基板。在無空隙基礎上，該等值分別等效於25體積百分比（體積%）及33體積%。本專利中與PTFE粉末及乙醇摻合之Co₂ Z鐵氧體粉末之一平均粒徑為1微米。然後對濕的混合物進行乾燥，且在10百萬帕斯卡（MPa）之一壓力及360 攝氏度（°C）之一最高溫度下模塑PTFE-鐵氧體複合混合物。此模塑過程產生了具有為2.8至3.8之一相對導磁率及為6.5至8.0之一相對介電常數之一基板。然而，對於相對導磁率對相對介電常數之比率而言，該複合材料無法達成良好的值。

中國專利103304186B揭露了一種在聚醯亞胺中包含85重量%至90重量%之Co₂ Z鐵氧體之一基板，其中‘186專利之基板具有為2.5至4.5之一相對導磁率及為7.0至9.0之一相對介電常數。

美國專利7,976,720 B2揭露了一種磁性片材，該磁性片材在PTFE黏合劑中包含83重量%至98重量%之Fe-Si，並揭露了一種乾粉混合製程，該乾粉混合製程消除溶劑以降低孔隙率從而試圖增加導磁率。

美國專利8,641,918 B2揭露了一種基板，該基板包含縱橫比大於10之還原羰基鐵片（reduced carbonyl iron flakes），該還原羰基鐵片在鐵磁共振下表現出負導磁率。為了增大其介電常數而添加石墨或其他導電材料，並且還揭露了其基板在500 MHz下具有為0.3至1.0之極高損耗ɛ" /ɛ' ，及為0.1至1.0之極高損耗

/

，如自第1圖及第2圖、以及第3圖及第4圖所估測。相對導磁率對相對介電常數之比率亦極低。舉例而言，在500 MHz下比較第1圖及第3圖中之值示出約為0.04之一最大導磁率對相對介電常數之比率。在第5圖及第6圖中量測之基板之相對導磁率對相對介電常數之比率僅為約0.01。

對上述專利之所有基板進行了觀察而獲得為小於0.6之相對導磁率對相對介電常數之一比率。因此，需要一種具有一增大的相對導磁率及相對導磁率對相對介電常數之一增大的比率其中之一或多者之磁介電材料。

本文中揭露一種六方晶系鐵氧體複合材料，該六方晶系鐵氧體複合材料包含：PTFE；以及複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒，為在無空隙基礎上該PTFE及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積之大於或等於40體積%、或40體積%至90體積%；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計大於或等於10體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500 MHz下確定的。

本文中還揭露一種可包含該六方晶系鐵氧體複合材料之物品。

本文中亦揭露一種包含該六方晶系鐵氧體複合材料之片材之製作方法，該方法包含對包含該PTFE及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之一混合物進行糊料擠出（paste extruding）、澆鑄（casting）或模塑（molding）以形成該片材。

以上描述之特徵及其他特徵藉由以下詳細描述及申請專利範圍進行舉例說明。

令人驚訝地發現，一種包含聚四氟乙烯（PTFE）及複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之一多孔六方晶系鐵氧體複合材料可達成在500 MHz下確定的大於或等於2.5之一導磁率及大於或等於0.4之導磁率對介電常數之一增大的比率其中之一或二者，其中以在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積計該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒的量為大於或等於40體積%。藉由調整Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之粒徑、Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之相對量或六方晶系鐵氧體複合材料之孔隙率其中之一或多者，可進一步增大導磁率及導磁率對介電常數之比率二者。舉例而言，本發明之六方晶系鐵氧體複合材料可達成為4.5至7或6至7之導磁率及為0.5至0.98或0.7至0.98之導磁率對介電常數之一比率其中之一或二者。

所述六方晶系鐵氧體複合材料包含PTFE。該PTFE可包含一均聚物或一微量修飾均聚物至少其中之一。本文中使用之微量修飾PTFE均聚物包含以PTFE之總重量計小於1重量%之一重覆單元，該重覆單元衍生自除四氟乙烯以外之一共單體。PTFE可藉由乳液聚合而聚合以形成分散體，該分散體可進一步凝結以形成一凝結分散體或細粉末PTFE。可經由糊料擠出及壓光（calendaring）自細粉末之凝結分散體形成一片材。作為另一選擇，PTFE可藉由懸浮聚合而聚合以形成粒狀PTFE。相較於具有相同組成物但包含粒狀PTFE之一基板，包含藉由糊料擠出及壓光形成之一凝結分散體或細粉末PTFE之一六方晶系鐵氧體複合材料可具有更小之脆性。

以在無空隙基礎上該PTFE及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積計，該六方晶系鐵氧體複合材料可包含小於或等於60體積%、或5體積%至60體積%、或10體積%至50體積%、或10體積%至40體積%之PTFE。

該六方晶系鐵氧體複合材料包含複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒。除了鈷之外，Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒亦可包含一或多個二價陽離子。舉例而言，該一或多個其他二價陽離子可包含Al、Ba、Bi、Ni、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn或Zr至少其中之一。具體而言，該一或多個其他二價陽離子可包含Sr、Ba、Ni、Zn、V或Mn至少其中之一。在一個實施例中，Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒可具有化學式Ba₃ Co₂ Fe₂₄ O₄₁ 。

Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之形狀可為不規則的或規則的，舉例而言為球形、卵形、片狀等。Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒可包含磁性奈米顆粒及微米尺寸顆粒其中之一或二者。在使用堀場（Horiba）LA-910雷射光散射PSD分析儀測量時或根據ASTM D 4464-15所確定，Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之一中值粒徑可大於或等於4微米、或10微米至100微米、或12微米至30微米。令人驚訝地發現，僅僅藉由將粒徑增大至例如大於或等於10微米之一中值粒徑，六方晶系鐵氧體複合材料即可具有在500 MHz下增大的導磁率值及導磁率對介電常數之匹配增加至為0.7至幾乎為1（0.97）之值其中之一或二者。該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒可具有多模粒徑分佈（multimodal particle size distribution），例如包含中值粒徑小於或等於1微米之第一複數個顆粒及中值粒徑大於或等於5微米之第二複數個顆粒。

以在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積計，該六方晶系鐵氧體複合材料可包含40體積%至95體積%、或50體積%至95體積%、或60體積%至90體積%之該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒。令人驚訝地發現，將Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之體積百分數增大至例如60體積%至95體積%之量能夠生產在500 MHz下具有為4.6至6.5之增大的導磁率值且導磁率對介電常數之一比率為0.7至幾乎為1（0.97）之六方晶系鐵氧體複合材料。

Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒可例如利用介面活性劑（例如，油胺油酸）、無機材料（例如，SiO₂ 、Al₂ O₃ 及MgO）、矽烷、鈦酸鹽或鋯酸鹽至少其中之一進行表面處理（在本文中亦被稱為塗敷）以輔助分散至PTFE中。

塗層可包含一矽烷塗層、一鈦酸鹽塗層或一鋯酸鹽塗層至少其中之一。該塗層可包含苯基三甲氧基矽烷、對氯甲基苯基三甲氧基矽烷、胺基乙胺基三甲氧基矽烷、胺基乙胺基丙基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、(十三氟-1,1,2,2-四氫癸基)-1-三乙氧基矽烷（(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)-1-triethoxysilane）、新戊基(己二烯)氧三新癸醯鈦酸酯（neopentyl(diallyl)oxytrineodecanoyl titanate）、新戊基(己二烯)氧三(二辛基)磷酸鈦酸酯（neopentyl(diallyl)oxytri(dioctyl)phosphate titanate）、新戊基(己二烯) 氧三(二辛基)焦磷酸鋯酸酯（neopentyl(diallyl)oxytri(dioctyl)pyrophosphate zirconate）、或新戊基(己二烯) 氧三(N-乙烯二胺基)乙基鋯酸酯（neopentyl(diallyl) oxytri(N-ethylenediamino)ethyl zirconate）至少其中之一。該塗層可以包含矽烷塗層，該矽烷塗層包含芳族矽烷（例如，苯基三甲氧基矽烷）或氟化脂族烷氧基矽烷（例如，(十三氟-1,1,2,2-四氫辛基)三乙氧基矽烷）至少其中之一。

Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒可在形成複合混合物之前用塗層劑預處理，或者可在形成複合材料之前將塗層劑添加至複合混合物中。以Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總重量計，塗層之量可為0.2重量%至4重量%，或1重量%至3重量%。

以複合材料之總體積計，該六方晶系鐵氧體複合材料之一孔隙率可大於或等於10體積%、或為15體積%至50體積%、或為20體積%至45體積%。該孔隙率可藉由密度計算或藉由二甲苯攝取量測（xylene uptake measurement）來確定。發現存在一部分孔隙率可改善導磁率對介電常數之比率。在不受理論束縛之情況下，據信用空氣代替PTFE之體積會降低整個複合材料之介電常數，乃因相較於PTFE為2.1之介電常數，空氣之介電常數較低為1.0。然而，由於空氣及PTFE二者皆不具有磁性並且具有為1.0之一導磁率，因此孔隙率的存在不會改變複合材料導磁率值，從而使得導磁率對介電常數之比率改善至接近1。孔或空隙空間可為敞開的，使得空氣可自六方晶系鐵氧體複合材料之一個表面經由複合材料之孔流至六方晶系鐵氧體複合材料之相對表面。

六方晶系鐵氧體複合材料（在本文中亦被稱為複合材料）在 500 MHz下之一導磁率可大於或等於2.5、或大於2.5、或為4.5至7、或為6至7。該複合材料在500 MHz下之一介電常數可大於或等於4、或為5至8、或為6至7。該複合材料在500 MHz下導磁率對介電常數之一比率可大於或等於0.4、或為0.5至0.98、或為0.7至0.98。該複合材料在500 MHz下之一磁損耗正切可小於或等於0.1、或小於或等於0.08、或為0.01至0.07、或為0.01至0.05。該複合材料在500 MHz下之一介電損耗可小於或等於0.1、或小於或等於0.05、或為0.001至0.05、或為0.01至0.05。磁介電性質可利用一同軸空線（coaxial airline）藉由自利用一向量網路分析儀量測之散射參數進行尼克森-羅斯提取（Nicolson-Ross extraction）而量測。

根據IPC測試方法650, 2.4.9所量測，六方晶系鐵氧體複合材料之銅鍵合強度（copper bond strength）可為3磅/線性英吋（pli）至7磅/線性英吋（0.54千克/厘米（kg/cm）至1.25千克/厘米）、或者4磅/線性英吋至6磅/線性英吋（0.71千克/厘米至1.07千克/厘米）。

該六方晶系鐵氧體複合材料可包含一介電填料。該介電填料可包含二氧化矽（例如，熔融非晶二氧化矽）、矽灰石、實心玻璃球、合成玻璃或陶瓷空心球、石英、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、三水合氧化鋁、氧化鎂、雲母（mica）、滑石（talc）、奈米黏土或氫氧化鎂至少其中之一。以在無空隙基礎上六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計，該介電填料可以1體積%至60體積%、或10體積%至50體積%之一量存在。

該複合材料可包含一加強層，例如一纖維層。該纖維層可係織造或非織造的，例如一氈。該纖維層可包含非磁性纖維（例如玻璃纖維及聚合物系纖維）、磁性纖維（例如金屬纖維及聚合物系磁性纖維）、或一包含上述其中之一或二者之組合。此熱穩定纖維加強降低固化時基板平面內複合材料之收縮。另外，布加強之使用可有助於使一基板具有一相對高之機械強度。此類基板可例如藉由塗佈或層壓（包括輥對輥層壓（roll-to-roll lamination））進行加工。該纖維層中可分散有磁性顆粒。

玻璃纖維可包含E玻璃纖維、S玻璃纖維、或D玻璃纖維至少其中之一。聚合物系纖維可包含高溫聚合物纖維。聚合物系纖維可包含一液晶聚合物，例如可自南卡羅來納州米爾堡（Fort Mill, SC）之美國可樂麗公司（Kuraray America Inc.）購得之VECTRAN。聚合物系纖維可包含聚醚醯亞胺、聚醚酮、聚碸、聚醚碸、聚碳酸酯或聚酯至少其中之一。相對較小量之玻璃，舉例而言為在無空隙基礎上總六方晶系鐵氧體複合材料之20體積%或小於20體積%之玻璃係為較佳的，乃因所述量可有助於保持較高之導磁率對介電常數之比率。

可藉由形成一片材並對該片材進行壓光以形成六方晶系鐵氧體複合材料來製備該六方晶系鐵氧體複合材料。該片材可藉由糊料擠出包含PTFE、一潤滑劑及六方晶系鐵氧體顆粒之經潤滑碎屑（lubricated crumb）而形成。潤滑劑之實例包括可自德克薩斯州休斯敦市埃克森化學公司（Exxon Chemical Company, Houston, TX）購得之ISOPAR^TM 。潤滑劑可包含乙二醇醚，例如二丙二醇。混合可包含在垂直方向上旋轉360 °之一滾筒式混合機中混合。該經潤滑碎屑可藉由將PTFE、六方晶系鐵氧體及潤滑劑混合而形成。混合可包含首先混合PTFE，然後加入六方晶系鐵氧體，最後在潤滑劑中混合。混合可包含輔助混合，例如利用視情況具有一或多個混合葉片之一攪拌棒進行混合。具有一攪拌棒之一混合機之一可商購實例係為具有一增強棒（intensifier bar）之一帕特森·凱利V型摻合機（Patterson Kelly Vee-Blender）。混合可包含首先在一空氣磨機（air mill）中混合PTFE及Co₂ Z六方晶系鐵氧體。一空氣磨機之一可商購實例係為噴射式粉碎機微米-主磨機（Jet Pulverizer Micron-Master mill）。經空氣碾磨之粉末可容許更高之填料負載（filler loading），而不會使物品變得脆化。混合可以進行4分鐘至100分鐘、或10分鐘至50分鐘。

在形成片材之前，舉例而言可在40℃至150℃之一溫度下將該經潤滑碎屑加熱1小時至40小時。片材可藉由糊料擠出而形成。糊料擠出可在15℃至150℃或40℃至60℃之一溫度下發生。該片材可藉由壓縮模塑而形成。

該片材可以被壓光（calendered）。壓光可包含單個壓光步驟或多個壓光步驟。舉例而言，片材可以經受一初始壓光步驟，其中該片材穿過至少一組相對的不銹鋼壓光輥（calendering roll），該至少一組相對的不銹鋼壓光輥之間具有可調節之間隙厚度。輥之間的間隙厚度可被調節以在片材在輥之間穿過時減小片材之厚度。在壓光期間，片材之寬度將被保持，但片材之長度隨著厚度減小而增加。一可商購壓光機之一個實例係為小的基林二輥堆疊（Killion two-roll stack）（基林擠出機公司，羅漢柏林，新澤西州（Killion Extruders, Inc., Cedar Grove, N.J., 07009））。然後可在一或多個壓光步驟中舉例而言以相對於初始壓光方向成45 °至135 °（例如90 °）之角度進一步對片材進行壓光。壓光輥可被加熱至例如40℃至150℃或45℃至60℃之一溫度。

在壓光後，可將六方晶系鐵氧體複合材料浸漬於水中達例如10分鐘至60分鐘或15分鐘至20分鐘以移除任何溶劑，並在150℃至300℃、或50℃至300℃或200℃至300℃之一溫度下加熱1小時至40小時或5小時至15小時。在加熱後，片材可包含以片材之總重量計小於或等於0.2重量%、或0至0.1重量%之潤滑劑。

可藉由澆鑄（casting）來形成包含六方晶系鐵氧體複合材料之一片材。舉例而言，澆鑄可包含：將包含PTFE、Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒、一液體載體及一可選黏度改性劑之一水分散體澆鑄於一載體片（carrier sheet）上；乾燥所澆鑄的分散體；進行燒結以形成片材；以及自載體片進行移除。液體載體可包含水。可選黏度改性劑可包含聚丙烯酸、甲基纖維素、聚乙烯氧化物、瓜爾豆膠、刺槐豆膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉或黃蓍膠至少其中之一。該澆鑄可包含澆鑄於一玻璃織物上。該方法可包含多個澆鑄步驟以使片材之厚度增大。在澆鑄之後，可將所澆鑄的分散體加熱至一第一溫度以乾燥例如在150℃至300℃之一溫度下形成一乾燥片材。然後可例如在350℃至400℃之一燒結溫度下燒結該乾燥片材。可根據U.S.專利5,506,049執行該澆鑄。

可藉由模塑來形成包含六方晶系鐵氧體複合材料之一片材。舉例而言，模塑可包含：（舉例而言，藉由空氣碾磨）混合一模塑混合物，該模塑混合物包含粒狀PTFE及Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒；模塑該混合物；以及視情況進行壓光。該混合可包含將模塑混合物密集混合以獲得具有良好物理性質之一均勻模塑部件。舉例而言，混合該模塑混合物可包含藉由粉末摻合及一另外的高強度混合步驟進行混合。高強度混合可包含使該混合物穿過一空氣磨機，例如由新澤西州莫裡斯敦之噴射式粉碎機公司（Jet Pulveriser Company of Moorestown, NJ）製成之微米-主空氣磨機（Micron-Master air mill）、由南卡羅來納州蘭德勒姆之FlackTek公司（FlackTek of Landrum, SC）製成之無葉片高度混合機（SpeedMixer bladeless mixer），或在具有一增強棒之一V型摻合機中進行乾摻合。在密集混合之後，可對模塑混合物進行壓縮模塑或乾燥壓光。

該六方晶系鐵氧體複合材料可具有設置在其上之一導電層。有用的導電層包含例如以下至少其中之一：不銹鋼、銅、金、銀、鋁、鋅、錫、鉛、過渡金屬、或包含上述至少其中之一的一合金。關於導電層之厚度並無具體限制，且對於導電層之形狀、大小、或表面之紋理亦無任何限制。該導電層可具有3微米至200微米、或9微米至180微米之一厚度。當存在二或多個導電層時，二個層之厚度可相同或不同。導電層可包含一銅層。適宜導電層包含一導電金屬之薄層，例如目前形成電路中所用之一銅箔，例如，電沉積銅箔。

該導電層可藉由將導電層層壓於六方晶系鐵氧體複合材料上、藉由直接雷射成型（structuring）、或藉由經由一黏著層將該導電層黏合至六方晶系鐵氧體複合材料上來施加。可使用此項技術中已知之其他方法在電路材料之特定材料及形式允許之情況下施加導電層，例如使用電沉積、化學氣相沉積等。

層壓可能需要將包含六方晶系鐵氧體複合材料、一導電層及一可選中間層之一多層堆疊層壓於六方晶系鐵氧體複合材料與導電層之間以形成一分層式結構。在無中間層之情況下，導電層可與六方晶系鐵氧體層直接物理接觸。然後可在適合於將各層結合並形成一層板之壓力及溫度以及持續時間下將分層式結構放置於一壓機（press）（例如，一真空壓機）中。層壓及可選的固化可藉由一步製程（one-step process）實施，例如使用一真空壓機，或可藉由一多步製程實施。於一步製程中，可將分層式結構放置於一壓機上，使該分層式結構達到層壓壓力（例如150磅/平方英吋（psi）至400磅/平方英吋）並加熱至層壓溫度（例如350攝氏度（℃）至390℃）。層壓溫度及壓力可被維持達一期望之持溫時間（soak time），即20分鐘，且然後冷卻（同時仍處於壓力下）至小於或等於150℃。

中間層可包含位於導電層與六方晶系鐵氧體複合材料之間之一聚氟碳膜。聚氟碳膜包含一氟聚合物（例如聚四氟乙烯（PTFE））、一氟化乙烯-丙烯共聚物（例如鐵氟龍FEP（Teflon FEP））、以及具有一四氟乙烯主鏈以及一全氟化烷氧基側鏈之一共聚物（例如鐵氟龍PFA）。

導電層可藉由雷射直接成型施加。此處，六方晶系鐵氧體複合材料可包含一雷射直接成型添加劑；且雷射直接成型可包含使用一雷射來輻照六方晶系鐵氧體複合材料之表面，形成雷射直接成型添加劑之一軌跡（track），並且將一導電金屬施加至該軌跡。雷射直接成型添加劑可包含一金屬氧化物顆粒（例如氧化鈦或銅鉻氧化物）。雷射直接成型添加劑可包含一尖晶石系無機金屬氧化物顆粒，例如尖晶石銅。舉例而言，金屬氧化物顆粒可塗佈有一包含錫及銻（舉例而言，以塗層之總重量計，50重量%至99重量%之錫及1重量%至50重量%之銻）之組成物。以100重量份數之相應組成物計，雷射直接成型添加劑可包含2至20份數之添加劑。輻照可用一YAG雷射實施，該YAG雷射於10瓦特之一輸出功率、80千赫（kHz）之一頻率及3米／秒之一速率下具有1,064奈米之波長。導電金屬可於一無電鍍覆槽中使用一鍍覆製程施加，該無電鍍覆槽舉例而言包含銅。

導電層可藉由黏合地施加導電層進行施加。導電層可為一電路（另一電路之金屬化層），例如一柔性電路。可將一黏合層設置於一或多個導電層與六方晶系鐵氧體複合材料之間。

提供以下實例來例示本揭露。該等實例僅為例示性的，並且不旨在將根據本揭露製成之裝置限制於在本文中所闡述之材料、條件或製程參數。實例

在該等實例中，使用表1中列出之材料。

Co₂ Z-4六方晶系鐵氧體具有藉由堀場（Horiba）LA-910雷射光散射PSD分析儀量測之為4微米之一中值粒徑，藉由氣體吸收表面分析確定之為2平方米/克（m² /g）至3平方米/克之一比表面積，藉由氦比重測定法（pycnometry）確定之為5.4克/立方厘米（g/cm³ ）之一顆粒密度，並且根據製造商之資料，在500百萬赫（MHz）下具有為10之一導磁率以及大於15之一磁品質因數（magnetic Q factor）。

Co₂ Z-15六方晶系鐵氧體具有藉由堀場（Horiba）LA-910雷射光散射PSD分析儀量測之為15微米之一中值粒徑，藉由氣體吸收表面分析確定之為約0.3克/平方米（g/m² ）之一比表面積，藉由氦比重測定法確定之為4.5克/立方厘米之一顆粒密度，並且根據製造商之資料，在高達300 MHz 下具有為15之一導磁率以及在500 MHz下具有為5之一磁品質因數。

Co2Z-15R六方晶系鐵氧體係根據光譜磁學有限責任公司（Spectrum Magnetics, LLC）之Co₂ Z-15六方晶系鐵氧體之製備在內部製備的。該二種六方晶系鐵氧體具有與上述相同之性質。

Co₂ Z-25R六方晶系鐵氧體係根據光譜磁學有限責任公司之Co₂ Z-15六方晶系鐵氧體之製備在內部製備的。除粒徑為25微米至28微米之外，該二種六方晶系鐵氧體具有與上述相同之性質。

將六方晶系鐵氧體粉末加入PTFE之前，使用芳族烷氧基矽烷與氟化脂族烷氧基矽烷按重量為3:1之混合物對粉末進行預處理。在各種實驗中，以按六方晶系鐵氧體粉末之總重量計介於0.5重量%至9重量%之水準施加矽烷。

一種典型之有機矽烷處理方法如下：對於2重量%之摻合物，將446克異丙醇（isopropyl alcohol，IPA）放入了一磁力攪拌器上之1升燒杯中；將223克芳族烷氧基矽烷、73克氟化脂族烷氧基矽烷、22.3克水及0.22克1當量（Normal）HCl加入IPA中，並容許混合1小時以形成一處理混合物。將14,500克六方晶系鐵氧體粉末放入了具有一加液增強棒（liquid addition intensified bar）之16誇脫（16-quart）帕特森·凱利V型摻合機中。將摻合機密封，並使殼體旋轉2分鐘以混合粉末。然後在8分鐘時間內藉由增強棒加入處理混合物。停止摻合機，且為了安全起見，自壁插座拔下電線。打開摻合機，並用塑料鏟刮壁。再次密封及旋轉摻合機，並使增強棒另外運行10分鐘。將經處理之粉末倒入一大的烘箱託盤中，在135°C下固化8小時，在260°C下再固化3小時，並使其冷卻以形成經處理之六方晶系鐵氧體。

遵循以下實例性步驟藉由糊料擠出及壓光製備複合材料，該複合材料包含60體積%之六方晶系鐵氧體及40體積%之PTFE。將7,200克經處理之六方晶系鐵氧體粉末放入了具有加液增強棒之16誇脫帕特森·凱利V型摻合機中。還將1,945.2克PTFE放入了摻合機中。在沒有增強棒之情況下，將摻合機翻滾數分鐘以摻合乾燥粉末。在10分鐘時間內藉由加液增強棒加入了1,366.6克二丙二醇（DPG）。停止摻合機，為了安全起見，自壁插座移除電插頭，並用塑料鏟刮壁。將摻合機密封並使用增強棒再運行二分鐘，然後再僅進行翻滾4分鐘。將所摻合的經潤滑碎屑放入了一密封塑料桶中，並在糊料擠出及壓光之前在50℃下之一烘箱中儲存24小時。

使用一詹寧斯國際（Jennings International）實驗室擠出機執行糊料擠出步驟。在一簡單之錐形模具中形成了1.5英吋（3.81厘米）寬之一帶子，該模具實現了自1.5英吋（3.81厘米）直徑筒體至1.5英吋（3.81厘米）寬乘0.100英吋（2.54毫米）槽之一平滑過渡。用加熱帶追蹤筒體及模具二者，並保持在50℃之一溫度下。將所得之1.5英吋（3.81厘米）寬之帶子切成了15英吋（38.1厘米）之長度，以將其側向饋送至16英吋（40.64厘米）寬乘12英吋（30.48厘米）直徑之二輥神鋼斯圖爾特博林公司（Kobelco Stewart Bolling，Inc.）壓光器。用熱水將壓光輥加熱至50℃。將條帶壓光成15.5英吋（39.37厘米）´22英吋（55.88厘米）之片材。將片材在溫水中浸泡了20分鐘以移除DPG潤滑劑，然後在260°C下之一烘箱中乾燥了6小時。

將經乾燥之片材修整成14英吋（35.56厘米）´19英吋（48.26厘米）並稱重。將片材層壓在拋光隔板之間層壓至電路箔HFZ銅箔，在該層壓體上之壓力為400磅/平方英吋（psi）（2.57 MPa）且在700°F（371°C）下停留時間90分鐘。自先前實驗中知曉每種製劑之最終密度（包含孔隙率），因此可根據基重選擇一完成層壓體之組分片材。

表2示出了假定鐵氧體密度為5.4克/立方厘米（g/cm³ ）及PTFE密度為2.18克/立方厘米之六方晶系鐵氧體複合材料之重量百分比及無空隙密度。

在該等實例中，在達馬斯科斯（Damaskos）1英吋（25毫米）同軸空線中量測了自45 MHz至3 GHz之導磁率、介電常數以及相應之磁損耗正切值及介電損耗正切值。將待測材料之一環狀環精確地進行機械加工以與該空線緊密配合。在校準之後，在感興趣之頻率範圍上量測空的空線之s參數。然後將樣品插入到空線中，並記錄了含有空線之樣本之s參數。使用尼克森-羅斯（Nicolson-Ross）方法提取出了導磁率、介電常數、磁損耗正切值及介電損耗正切值。

根據組分之密度及體積分數將複合材料之理論無空隙密度ρ_comp,theo 計算為

其中ρ_i 係為組分i之密度且v_i 係為組分i之體積分數。複合材料之理論無空隙密度ρ_comp 亦可根據組分之密度及重量分數計算為

，其中w_i 係為組分i之重量分數。空隙率v_f 根據複合材料之實際量測密度ρ_comp 計算為

，因此，密度孔隙百分比為100´v_f 。

由於二甲苯具有一相對低之表面張力，因此亦藉由二甲苯攝取確定了孔隙百分比。對該複合樣品進行了稱重並浸漬在二甲苯中達48小時，然後重新稱重。根據重量增加計算出了所吸收的二甲苯之體積。只要孔隙係為「可接近的」而並非為密封或包封的，此方法便為準確的。實例1-8：增加六方晶系鐵氧體複合材料之量之效果

使用經表面處理之Co₂ Z-15R六方晶系鐵氧體，藉由上述糊料擠出及壓光製程製備了實例1至實例8之六方晶系鐵氧體複合材料。在表3中示出了實例1至實例8之複合材料之所得性質，其中介電性質及磁性性質係在500 MHz下確定的。

在‘224專利中闡述之六方晶系鐵氧體複合材料用作比較例。‘224專利揭露了包含最多33體積%之中值粒徑小於1微米之Co₂ Z鐵氧體之基板材料。‘224專利表現出了為3.8之一最大導磁率值以及為0.475之一最大導磁率對介電常數之比率。假定部分由於在實例1至實例8中達成之較高體積之填料負載及較大之中值粒徑，本複合材料達成了顯著高於‘224專利之基板材料之導磁率值。‘224專利之基板材料亦達成了僅為0.475之一最大導磁率對介電常數之比率，而實例1至實例8之導磁率與介電常數之比率介於0.79至0.88。實例1至實例8之提高的比率有可能是由於相較於‘224專利之基板材料，本複合材料具有為22體積%至39 體積%之增大的孔隙率。實例9-13：增加六方晶系鐵氧體之粒徑之效果

除了在實例9至實例12中使用經表面處理之Co₂ Z-25R六方晶系鐵氧體及在實例13中使用尺寸減小且經表面處理之Co₂ Z-25R六方晶系鐵氧體之外，根據實例1至實例8製備了實例9至實例13。用2重量%之一塗層混合物對六方晶系鐵氧體粉末進行有機矽烷處理。該複合材料包含60體積%之六方晶系鐵氧體。結果示於表4中，其中NM代表未量測。

比較表3及表4可看出，實例9至實例12之較大中值粒徑之六方晶系鐵氧體使得導磁率自實例1及實例2中之4.5及4.6增大至實例9至實例12中之6.3至6.5。導磁率對介電常數之比率亦自實例1及實例2中之0.79增大至實例9至實例12中之0.92至0.97。

為了表明的確主要是中值粒徑之增大導致了導磁率之增大及導磁率/介電常數比率之提高，使用沃特科特伯（Vortec Turbo）衝擊磨機將Co₂ Z-25R六方晶系鐵氧體之一樣品研磨成使得所得經研磨之六方晶系鐵氧體具有15微米之一中值粒徑。對研磨樣品進行表面處理並製成實例13之60體積%之六方晶系鐵氧體複合材料。中值粒徑之減小導致導磁率降低至4.8，且導磁率對介電常數之比率降低至0.71。該二個值與用Co₂ Z-15R六方晶系鐵氧體製成之實例1及實例2之值幾乎相同。實例14-21：減小六方晶系鐵氧體顆粒之粒徑之效果

自使用2重量%之塗層混合物進行處理之Co₂ Z-4六方晶系鐵氧體製備了實例14至實例21。如在實例1中所述，藉由糊料擠出及壓光製備了六方晶系鐵氧體複合材料，並在一平台壓機（flatbed press）中以400磅/平方英吋（2.8百萬帕斯卡）進行了層壓。在表5中示出了對介電常數及導磁率以及密度及孔隙率量測進行同軸空線測試之結果。

表5示出實例14至實例21之導磁率值及導磁率對介電常數之比率相較於包含較大尺寸之六方晶系鐵氧體顆粒之六方晶系鐵氧體複合材料減小。

應注意的是，實例14至實例21中之多個實例之導磁率對介電常數之比率高於在‘224專利中所闡述者。舉例而言，在為80體積% （實例20）之最高負荷下，導磁率與介電常數之比率係為0.51。實例22-23：層壓壓力之效果

除在平台壓機中以1200 psi（8.3 MPa）進行了層壓之外，如在實例14中所述製備了實例22及實例23。在表6中示出了對介電常數及導磁率以及密度及孔隙率量測進行同軸空線測試之結果，其中為了便於參考而重現了實例14及實例18。

表6示出了藉由僅增加層壓壓力，導磁率及導磁率對介電常數之比率可增大，同時仍然保持孔隙率。實例24：六方晶系鐵氧體複合材料之覆銅層壓體（copper clad laminate）之剝離測試。

在16誇脫帕特森·凱利V型摻合機中製備了4種包含用2重量%之塗層混合物處理之60體積% Co₂ Z-15R六方晶系鐵氧體之複合材料，並將該等複合材料糊料擠出及壓光以形成大約15英吋（38.1厘米） × 22英吋（55.88厘米）之片材。將片材修整並堆疊到在拋光隔板上經HFZ處理之銅箔之兩片1盎司/平方英尺（oz/ft² ）（308g/m² ）電路箔片之間至為0.100英吋（2.54毫米）之一預期最終厚度。將覆銅面板層壓於一平台壓機上，在該層壓體上之壓力為1,100 psi（7.6百萬帕斯卡）且在700華氏度（371°C）下停留時間90分鐘。將八分之一英吋（3.18毫米）寬之長條蝕刻到層壓體上，並在TMI實驗室主釋放及黏合（TMI Lab Master Release &Adhesion）測試儀中使用90°角度設置以2英吋/分鐘（5.08厘米/分鐘）之速度進行剝離。平均剝離強度介於3磅/線性英吋（pli）至6.1磅/線性英吋（1.36至2.77千克/2.54厘米）。

以下所闡述的係本揭露之各種非限制性態樣。

態樣1：一種六方晶系鐵氧體複合材料，包含：聚四氟乙烯；以及複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒，為在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積之大於或等於40體積%、或40體積%至90體積%；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計大於或等於10體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500 MHz下確定的。該導磁率及該介電常數可利用1英吋（25毫米）同軸空線藉由自利用一向量網路分析儀量測之散射參數進行尼克森-羅斯提取而量測。導磁率及介電常數可根據日期為2005年2月標題為量測有損材料：固體、液體、金屬、建築材料及負指數材料之介電常數及導磁率（Measuring the Permittivity and Permeability of Lossy Materials: Solids, Liquids, Metals, Building Materials, and Negative-Index Materials）之NIST技術說明1536 來量測。

態樣2：如態樣1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒具有大於或等於4微米、或6微米至100微米、或12微米至100微米、或24微米至50微米之一中值粒徑。該中值粒徑可如藉由堀場（Horiba）LA-910雷射光散射粒徑分佈分析儀所量測。

態樣3：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料包含60體積%至90體積%之該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒。

態樣4：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒包含表面處理，該表面處理包含芳族矽烷或氟化脂族烷氧基矽烷至少其中之一。

態樣5：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒包含Al、Ba、Bi、Ni、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn或Zr至少其中之一。

態樣6：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料包含以在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之該總體積計5體積%至60體積%、或5體積%至50體積%、或10體積%至40體積%之該聚四氟乙烯。

態樣7：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中以該六方晶系鐵氧體複合材料之該總體積計，該六方晶系鐵氧體複合材料具有為15體積%至50體積%、或20體積%至45體積%之一孔隙率。

態樣8：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以下至少其中之一：在500 MHz下為4.5至7、或6至7之一導磁率；在500 MHz下大於或等於4、或為5至8、或6至7之一介電常數；在500 MHz下為0.5至0.98、或為0.7至0.98之導磁率對介電常數之一比率；在500 MHz下小於或等於0.1、或小於或等於0.08、或為0.01至0.07、或為0.01至0.05之一磁損耗正切；或在500 MHz下小於或等於0.1、或小於或等於0.05、或為0.001至0.05、或為0.01至0.05之一介電損耗。

態樣9：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有根據IPC測試方法650, 2.4.9量測的為3磅/線性英吋至7磅/線性英吋、或4磅/線性英吋至6磅/線性英吋之一銅鍵合強度。

態樣10：如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料，更包含一介電填料或一纖維層至少其中之一。

態樣11：一種物品，包含如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料。

態樣12：如態樣11所述之物品，更包含位於該六方晶系鐵氧體複合材料之表面至少其中之一上之一導電層。

態樣13：如態樣11或態樣12所述之物品，其中該物品係為一天線。

態樣14：一種包含如前述態樣其中之任一或多者所述之六方晶系鐵氧體複合材料之片材之製作方法可包含：對包含聚四氟乙烯及複數個Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之一混合物進行糊料擠出、澆鑄或模塑以形成該片材。

態樣15：如請求項14所述之方法，其中該形成包含該糊料擠出，且其中該方法更包含對該片材進行壓光。

態樣16：如態樣14或15其中之任一或多者所述之方法，其中該混合物包含呈一分散體或一粉末形式之該聚四氟乙烯、該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒及一潤滑劑。

態樣17：如態樣14至17其中之任一或多者所述之方法，其中該形成包含該澆鑄，其中該混合物係為包含該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒之一水性分散體；且其中該方法更包含在澆鑄之後將該片材加熱至一第一溫度，並在一第二溫度下燒結該片材。

態樣18：如態樣17所述之方法，其中該澆鑄包含將該混合物澆鑄於一布增強、較佳地一玻璃布增強上。

態樣19：如態樣14至18其中之任一或多者所述之方法，其中該形成包含將呈粒狀形式之該聚四氟乙烯及該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒混合以形成該混合物；且對該混合物進行乾壓光或模塑以形成該片材。

態樣20：如態樣14至19其中之任一者所述之方法，更包含在形成該片材之前混合該聚四氟乙烯、該等Co₂ Z六方晶系鐵氧體顆粒及一潤滑劑。

態樣21：如態樣20所述之方法，其中該混合包含將空氣碾磨、輔助混合、翻滾混合或混合至少其中之一進行4分鐘至100分鐘。

態樣22：如態樣14至21其中之任一或多者所述之方法，其中若對該片材進行壓光，則該壓光包含壓光二或更多次。

態樣23：如態樣14至22其中之任一或多者所述之方法，更包含將該六方晶系鐵氧體複合材料浸入水中並在150℃至300℃、或50℃至300℃、或200℃至300℃之一溫度下加熱1小時至40小時、或5小時至15小時。

態樣24：如態樣14至23其中之任一或多者所述之方法，更包含將一導電層添加於該六方晶系鐵氧體複合材料之至少一個表面上。

組成物、方法及物品可替代地包含本文中所揭露之任何適當之材料、步驟或組分或由該等適當之材料、步驟或組分組成或基本上由該等適當之材料、步驟或組分組成。組成物、方法及物品可另外地或可替代地配製成沒有或實質上不含對於實現該等組成物、方法及物品之功能或目的而言並非必要的任何材料（或物質）、步驟或組分。

術語「截止頻率」係為導磁率之虛分量達到其最大值之頻率。術語「磁晶各向異性場」係為在一個軸中誘導給定磁化所需之磁化力與另一個軸（通常為基底平面及c軸）之差之量度。術語「磁飽和」係為磁化針對增大之施加場不增加之施加磁場。應注意，術語飽和磁化可在三個不同之上下文中使用。「體積磁化」以電磁單位/立方厘米（emu/cm³ ）表示，其中4 πM_S 具有高斯單位。「質量磁化」以電磁單位/克（emu/g）表示。當比較二種材料之相對性質時，應理解，單元係為相同的。

術語「相對導磁率」係為在材料中觀察到的因應於一磁場之磁化度除以在施加相同磁場時在真空中觀察到之磁化度。術語「相對介電常數」係為因應於一施加電場之磁通密度除以對真空而言因應於一施加電場之磁通密度。術語「磁損耗正切」係為在一給定頻率下虛導磁率對實相對導磁率之比率u’’/u’。術語「介電損耗正切」係為虛介電常數對實相對介電常數之比率e’’/e’。儘管對於磁性材料而言，有必要指定量測頻率，但介電材料通常在寬頻率範圍上表現出穩定之介電損耗，因此在闡述介電損耗時，可省略本說明書。

術語「固有阻抗」係為傳播通過一介質之一橫向電-磁波之電場對磁通密度之比率。一介質之固有阻抗可根據其絕對導磁率與絕對介電常數之比率之平方根計算。術語「高阻抗磁介質」係為一種包含一聚合物基質及導磁率大於1之一填充材料之材料，其中複合材料在較高之工作頻率下表現出大於1之一導磁率、大於1之介電常數及大於350歐姆之一固有阻抗。術語「損耗高阻抗磁介質」係為一種包含一聚合物基質及導磁率大於1之一填充材料之材料，其中複合材料在較高之工作頻率下表現出大於1之導磁率、大於1之介電常數及大於350歐姆之一固有阻抗，其中較高之工作頻率被定義為磁損耗正切超過0.07之第一頻率。

用語「一（a及an）」並不表示對數量之限制，而是表示存在至少一個所提及項。除非上下文另有清晰指示，否則用語「或」意指「及/或」。在本說明書通篇中所提及之「一實施例」、「另一實施例」、「某些實施例」、「態樣」等意指結合該實施例所述之一特定要素（例如，特徵、結構、步驟、或特性）包含於本文所述之至少一個實施例中，且可存在或可不存在於其他實施例中。此外應理解，所述要素可在各種實施例中以任意適當的方式進行組合。

一般而言，組成物、方法及物品可替代地包含本文所揭露之任何成分、步驟或組分、由任何成分、步驟或組分組成、或者基本上由任何成分、步驟或組分組成。組成物、方法及物品可另外或替代地被配製、實施或製造成沒有或實質上不含對於達成本發明申請專利範圍之功能或目標並非必要之任何成分、步驟或組分。「可選的（optional）」或「視情況（optionally）」意指隨後闡述之事件或情況可發生或可不發生，且所述闡述包含其中事件發生的情形以及其中事件不發生的情形。

除非在本文中被規定為相反情形，否則所有測試標準皆係為自本申請案之申請日期起、或者在優先權被主張時自測試標準所出現之最早優先權申請案之申請日期起生效之最新標準。

針對同一組分或性質之所有範圍之端點值包含該等端點值、可獨立地組合且包含所有中間點及範圍。舉例而言，範圍「最高達25重量%、或5重量%至20重量%」包含端點值及範圍「5重量%至25重量%」之所有中間值，例如10重量%至23重量%等。在將例如一層、膜、區域或基板等元件稱為「位於」另一元件「上」時，該元件可直接位於該另一元件上或亦可存在中間元件。相反，在將一元件稱為「與」另一元件「直接物理接觸」時，不存在中間元件。包含「…至少其中之一」之一清單意指該清單個別地包含每一元件、以及該清單之二或更多個元件之組合、以及該清單之至少一個元件與未被命名之類似元件之組合。用語「組合」包含摻合物、混合物、合金、反應產物等。除非另有定義，否則本文中所使用之技術及科學術語皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所理解之含義相同之含義。

所有所述專利、專利申請案及其他參考文獻皆以引用方式全文併入本文中。然而，若本申請案中之一術語與所併入參考文獻中之一術語相矛盾或有衝突，則應以本申請案中之術語而非所併入參考文獻中有衝突之術語為準。儘管已闡述具體實施例，但是本發明之申請者或其他熟習此項技術者可想到目前未預見或可能未預見之替代形式、修改形式、變化形式、改進形式及實質等效形式。因此，所提出及可修正之隨附申請專利範圍旨在涵蓋所有此等替代形式、修改形式、變化形式、改進形式及實質等效形式。

無

Claims

一種六方晶系鐵氧體複合材料，包含：聚四氟乙烯；以及複數個Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒，為在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積計大於或等於40體積%；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計大於或等於10體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對一介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500MHz下確定的；且其中該導磁率及該介電常數係在1英吋同軸空線中藉由自利用一向量網路分析儀量測之散射參數進行尼克森-羅斯提取而量測的。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒具有大於或等於4微米之一中值粒徑；其中該中值粒徑係根據ASTM D4464-15確定的。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料包含60體積%至90體積%之該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒包含表面處理，該表面處理包含芳族矽烷或氟化脂族烷氧基矽烷至少其中之一。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒包含Al、Ba、Bi、Ni、Ir、Mn、Mg、Mo、Nb、Nd、Sr、V、Zn或Zr至少其中之一。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料包含以在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之該總體積計5體積%至60體積%之該聚四氟乙烯。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中以該六方晶系鐵氧體複合材料之該總體積計，該孔隙率係為15體積%至50體積%。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中滿足以下至少其中之一：在500MHz下該導磁率係為4.5至7；在500MHz下該導磁率對該介電常數之該比率係為0.5至0.98；在500MHz下該六方晶系鐵氧體複合材料具有大於或等於4之一介電常數；在500MHz下該六方晶系鐵氧體複合材料具有小於或等於0.1之一磁損耗正切；或在500MHz下該六方晶系鐵氧體複合材料具有小於或等於0.1之一介電損耗。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有根據IPC測試方法650,2.4.9量測的為3磅/線性英吋(pli)至7磅/線性英吋之一銅鍵合強度。
如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料，更包含一介電填料或一纖維層至少其中之一。
一種磁介電物品，包含如請求項1所述之六方晶系鐵氧體複合材料。
如請求項11所述之物品，其中該物品係為一天線。
一種六方晶系鐵氧體複合材料，包含：5體積%至60體積%之聚四氟乙烯；以及 40體積%至95體積%之複數個Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒，具有根據ASTM D4464-15確定之大於或等於4微米之一中值粒徑；其中該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之體積百分比係基於在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計為15體積%至50體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對一介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500MHz下確定的；且其中該導磁率及該介電常數係在1英吋同軸空線中藉由自利用一向量網路分析儀量測之散射參數進行尼克森-羅斯提取而量測的。
一種包含一六方晶系鐵氧體複合材料之片材之製作方法，包含：對包含聚四氟乙烯及複數個Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之一混合物進行糊料擠出、澆鑄或模塑至少其中之一以形成該片材；其中該片材包含以在無空隙基礎上該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之總體積計大於或等於40體積%之該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒；其中該六方晶系鐵氧體複合材料具有以該六方晶系鐵氧體複合材料之總體積計大於或等於10體積%之一孔隙率；其中該六方晶系鐵氧體複合材料之一導磁率大於或等於2.5，且該導磁率對一介電常數之一比率大於或等於0.4，該導磁率及該比率皆係在500MHz下確定的；且其中該導磁率及該介電常數係在1英吋同軸空線中藉由自利用一向量網路分析儀量測之散射參數進行尼克森-羅斯提取而量測的。
如請求項14所述之方法，其中該形成包含該糊料擠出，且其中該方法更包含對該片材進行壓光。
如請求項15所述之方法，其中該混合物包含呈一分散體或一粉末形式之該聚四氟乙烯、該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒及一潤滑劑。
如請求項14所述之方法，其中該形成包含該澆鑄，其中該混合物係為包含該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒之一水性分散體；且其中該方法更包含在澆鑄之後將該片材加熱至一第一溫度，並在一第二溫度下燒結該片材。
如請求項17所述之方法，其中該澆鑄包含將該混合物澆鑄於一布加強上。
如請求項14所述之方法，其中該形成包含將呈粒狀形式之該聚四氟乙烯及該等Co₂Z六方晶系鐵氧體顆粒混合以形成該混合物；且對該混合物進行乾壓光或模塑至少其中之一以形成該片材。
如請求項14所述之方法，更包含將一導電層添加於該片材之至少一個表面上。