CN108666115A - 一种低损耗非晶、纳米晶磁片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低损耗非晶、纳米晶磁片及其制备方法，在频率为100KHz时，其磁导率实部大于1000，磁导率虚部小于200，主要工艺步骤包含脆化、贴合、碎化、钝化、烘干和模切。本发明的优点是利用钝化工艺，可以在非晶、纳米晶碎片的表面生成高电阻率层，避免碎片之间互相接触，大大降低磁片的涡流损耗，提高无线充电的效率和安全性。

Description

一种低损耗非晶、纳米晶磁片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低损耗非晶、纳米晶磁片及其制备方法，属于电子元器件新材料新工艺领域。

背景技术

随着消费电子产业的快速发展，电子产品更新换代逐渐加快，功能越来越强大，同时耗电量也越来越大。在机载储能电池的容量无法明显提升的情况下，传统的有线充电方式的弊端逐渐显露出来，例如容易损坏，携带不便，有触电危险等。另外，每一个电子产品都具有不同规格的有线充电器，对用户造成了相当大的不便，并且还会造成资源浪费和环境污染。

无线充电相比传统充电方式具有更省电，更智能且电满自动断电的功能，并能识别不同设备对能量的要求。因此，无线充电具有广阔的发展前景。无线充电时，需要在发射端线圈和接收端线圈上加入非晶或者纳米晶材料作为隔磁片，可以提高线圈之间的耦合系数，进而提高传输效率，并且可以屏蔽线圈干扰，屏蔽充电磁场对终端设备的干扰，提高无线充电设备的整体性能。

目前主流的无线充电用非晶、纳米晶隔磁片为破碎、多层结构，现有技术中采用机械破碎、碎片间填胶的方法来降低非晶、纳米晶隔磁片的涡流损耗，提高效率。但是由于非晶、纳米晶的硬度很高，经过破碎后往往会形成很多的尖角，这些尖角在后续覆膜的时候会刺破起绝缘作用的胶质层，从而使得碎片间互相连通，涡流损耗增大。同时采用填胶工艺，会使碎片间距增大，材料整体磁导率和饱和磁通都下降，降低了无线充电的效率。

现有技术中，还有采用腐蚀性液体如磷酸等对非晶、纳米晶表面进行腐蚀，来提高电阻率，但是由于这些腐蚀液表面张力的原因，仅仅会对碎片表面腐蚀，形成绝缘层，而碎片断面间的空隙由于毛细管力的作用，腐蚀性液体是无法渗透进去的。因此在平面方向上，碎片之间依然是呈现金属接触的，电阻率很低。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有非晶、纳米晶隔磁片存在的损耗过大的问题，提供一种低损耗非晶、纳米晶磁片及其制备方法，根据本发明提供技术方案制备的低损耗非晶、纳米晶磁片在频率为 100KHz时，其磁导率实部大于1000，磁导率虚部小于200。

为了达到上述目的，本发明是通过如下步骤来实现的。

1）脆化：将非晶、纳米晶带材在600摄氏度以下进行一段或多段温度保温处理（纳米晶在300～400度，500～600度，分别进行两次保温处理，非晶在300～400度保温处理）。

2）贴合：采用胶粘方式将脆化后的非晶、纳米晶带材与高分子基材膜贴合。

3）碎化：将贴合后的非晶、纳米晶带材辊压破碎，形成平均面积为0.25-4mm²尺寸的碎片。

4）钝化：将钝化液均匀喷涂到经碎化后的非晶、纳米晶带材表面，喷涂厚度为1～20μm。

5）烘干：将喷涂钝化液的非晶、纳米晶带材通过烘箱烘干，温度为40～70度。

6）模切：将上述烘干后的非晶、纳米晶带材经模切后，即获得低磁损耗非晶、纳米晶磁片。

所述的钝化液为氧化性液体与低表面张力低粘度溶剂混合，其中氧化性液体体积分数为10～70%。

所述的氧化性液体为硝酸。

所述的低表面张力低粘度溶剂在室温下的黏度小于1.2mPa·s，表面张力小于25mN/m。

进一步地，所述的低表面张力低粘度溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮中的一种或几种。

所述的喷涂采用超声喷雾方法或者高压喷雾方法。

本发明通过氧化性液体硝酸与低表面张力低粘度溶剂混合，得到的钝化液可以自发地、快速地、均匀低平铺于碎片表面和断面缝隙处，其中的氧化性成分可以氧化非晶、纳米晶材料，在其表面形成纳米级的高电阻率层，实现碎片的绝缘，达到降低损耗。同时在钝化过程中，碎片的尖角处优先发生氧化反应，可以减弱尖角刺破绝缘层的现象，碎片之间在绝缘的情况下，依然可以保持较近的距离，减缓饱和磁通的降低。本发明所述的方法同时不仅能够适用于单层非晶、纳米晶隔磁片，对于采用非晶纳米晶/胶层/非晶纳米晶多层结构的隔磁片或者具有类似结构的导磁片也能适用。

本发明与现有技术相比，可以有效的实现非晶、纳米晶磁片中碎片间的绝缘，同时碎片间距不至于过大，能够获得很高的磁导率和很低的损耗。

附图说明

图1为辊压破碎后的产品形态示意图。

图2为钝化液自由平铺在非晶、纳米晶碎片表面和缝隙中示意图。

图3为传统腐蚀液喷涂，液体停留在碎片表面的示意图。

图4为传统腐蚀液浸泡，由于毛细管力作用，碎片间缝隙仍为空气，无法被腐蚀液覆盖的示意图。

附图标记：1-非晶、纳米晶碎片层，2-基材层，3-钝化液层，4-传统腐蚀液，5-空气。

具体实施例

下面结合具体实例对本发明做进一步说明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例。

实施例1。

将纳米晶带材在380摄氏度保温1小时、550摄氏度保温1小时，进行脆化处理 ，然后后采用双面胶与PET基材膜贴合，将贴合后的纳米晶带材辊压破碎，形成平均面积为0.25mm²的碎片；将硝酸与乙醇混合，硝酸体积分数为10%，得到钝化液；将钝化液均匀喷涂到辊压后的纳米晶碎片上，喷涂厚度为5μm；将喷涂钝化液的纳米晶带材通过烘箱烘干，温度为40摄氏度，烘干后经模切即获得低磁损耗的纳米晶磁片。

对其进行磁性能测试，100KHz时，其磁导率实部为1200，磁导率虚部小于180。

实施例2。

将非晶带材380摄氏度保温1小时，进行脆化处理，然后采用双面胶与PET基材膜贴合，将贴合后的非晶带材辊压破碎，形成平均面积为1mm²碎片；将硝酸与丙醇混合，硝酸体积分数为30%，得到钝化液；将钝化液均匀喷涂到辊压后的非晶碎片上，喷涂厚度为2μm；将喷涂钝化液的非晶带材通过烘箱烘干，温度为60摄氏度，烘干后经模切即获得低磁损耗的非晶磁片。

对其进行磁性能测试，100KHz时，其磁导率实部为1250，磁导率虚部为182。

实施例3。

将纳米晶带材380摄氏度保温0.5小时、545摄氏度保温1小时，进行脆化处理，然后采用双面胶与PET基材膜贴合，将贴合后的纳米晶带材辊压破碎，形成平均面积为2mm²碎片；将硝酸与异丙醇混合，硝酸体积分数为50%，得到钝化液；将钝化液均匀喷涂到辊压后的纳米晶碎片上，喷涂厚度为12μm；将喷涂钝化液的纳米晶带材通过烘箱烘干，温度为70摄氏度，烘干后经模切即获得低磁损耗的纳米晶磁片。

对其进行磁性能测试，100KHz时，其磁导率实部为1300，磁导率虚部为192。

以上所述仅为本发明较优的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种低损耗非晶、纳米晶磁片，其特征在于：在频率为 100KHz时，其磁导率实部大于1000，磁导率虚部小于200。

2.如权利要求1所述一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

1）脆化：将非晶、纳米晶带材在600摄氏度以下进行一段或多段温度保温处理；

2）贴合：采用胶粘方式将脆化后的非晶、纳米晶带材与高分子基材膜贴合；

3）碎化：将贴合后的非晶、纳米晶带材辊压破碎，形成平均面积为0.25~4mm²尺寸的碎片；

4）钝化：将钝化液均匀喷涂到经碎化后的非晶、纳米晶带材表面，喷涂厚度为1～20μm；

5）烘干：将喷涂钝化液的非晶、纳米晶带材通过烘箱烘干，温度为40～70度；

6）模切：将上述烘干后的非晶、纳米晶带材经模切后，即获得低损耗非晶、纳米晶磁片。

3.根据权利要求2所述的一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于所述的钝化液为氧化性液体与低表面张力低粘度溶剂混合，其中氧化性液体体积分数为10～70%。

4.根据权利要求3所述的一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于所述的氧化性液体为纯硝酸。

5.根据权利要求3所述的一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于所述的低表面张力低粘度溶剂在室温下的黏度小于1.2mPa·s，表面张力小于25mN/m。

6.根据权利要求3或5所述的一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于所述的低表面张力低粘度溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的一种低损耗非晶、纳米晶磁片的制备方法，其特征在于所述的喷涂采用超声喷雾方法或者高压喷雾方法。