CN109243755B - 一种宽频段复合隔磁片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽频段复合隔磁片及其制备方法，宽频段复合隔磁片具有纳米晶薄片与Y2Co17‑xMx薄片多层交替结构；主要工艺步骤纳米晶薄片制备、Y2Co17‑xMx薄片制备、复合隔磁片制备。本发明的隔磁片截止频率高于8GHz，起始磁导率大于20，可以同时兼容KHz到GHz的无线应用。

Description

一种宽频段复合隔磁片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种宽频段复合隔磁片及其制备方法，属于电子元器件新材料新工艺领域。
背景技术
随着电子技术快速发展，电子产品的功能越来越强大，为了解决电子产品的续航问题，无线充电近年来作为一种新型的技术，得到了广泛的关注。按照工作频率来分，无线充电可以分为电磁感应式（＜300KHz）、磁共振式（6.78MHz）和无线电波式（GHz）。
目前商业化应用的为电磁感应式，其存在充电距离小的问题。而无线电波式由于其可以不受充电位置的限制，必将成为未来无线充电的主流方式。同时电子器件工作的频率越来越高，功率越来越大，集成度越来越高，使得器件之间的电磁干扰愈发明显。为了防止无线充电时其他电子器件受到充电电波的干扰，需要能够工作在GHz的隔磁片将需要保护的电子器件隔离起来。
目前来说应用于无线充电的隔磁片主要是采用非晶纳米晶磁片或者铁氧体磁片，其截止频率在MHz，针对300KHz以下的频率具有很好的隔磁作用，但是在频率提高到GHz的时候，由于超过其截止频率，将无法实现隔磁作用。
目前来说能够在GHz实现隔磁作用的材料有微波铁氧体和Ce2Fe17N。前者由于其饱和磁化强度太低，达到相同的隔磁作用，需要更重的铁氧体材料，并且其低频性能很差，后者由于N原子以间隙原子的形式存在于空位中，高温下很容易释放出来，高温稳定性很差，并且其制备工艺是采用熔炼、破碎制粉、粉末渗氮的方法，工艺过程复杂，且只能通过和其他有机物复合成片材使用，导致其磁导率只有2-5，使用时厚度很厚，不利于设备的轻薄化，小型化。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有隔磁片存在的使用频率过低的问题，提供一种宽频段复合隔磁片及其制备方法。
一般的2:17相金属间化合物具有易磁化轴，为单轴各向异性，其截止频率虽然很高（40G以上），但是由于磁导率很低（小于1），对弱磁场的响应很弱，无法应用在隔磁、导磁等微电子领域。本发明利用Cu、Ni、Mn、Fe替代2:17相中部分过渡族原子，使材料具有易磁化面，呈现出面各向异性，可以通过替代原子的含量调节其磁性能，从而使其具有优异可控的软磁性能，并且高温下不易分解，具有很好的温度稳定性。
本发明提供了一种宽频段复合隔磁片，具有纳米晶薄片与Y2Co17-xMx薄片多层交替结构，其中M=Cu、Ni、Mn、Fe，0.1≤x≤2；以及层与层之间通过双面胶粘连。
进一步地，本发明提供的频段复合隔磁片截止频率高于8GHz，起始磁导率大于20。
作为本技术方案的优选方案，所述双面胶厚度为2-5μm；纳米晶薄片单层厚度为15-22μm；Y2Co17-xMx薄片单层厚度为10-25μm。
此外，本发明还公开了该宽频段复合隔磁片的制备方法，步骤如下。
（1）纳米晶薄片的制备，采用快淬法，制备纳米晶薄片。
（2）Y2Co17-xMx薄片的制备，先将Y、Co、M（M=Cu、Ni、Mn、Fe）按照配比熔炼成母合金，在保护气氛下进行均化处理，然后通过轧制或者快淬法制备Y2Co17-xMx薄片。
（3）复合隔磁片的制备，将纳米晶薄片和Y2Co17-xMx薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
作为上述制备方法的优选方案，所述保护气氛为氮气、氩气或者真空度大于10- 6torr。
作为上述制备方法的优选方案，所述的均化处理温度为700-1000℃，时间为96-240h。
作为上述制备方法的优选方案，所述的多层交替结构中，层数不少于3层，且最外侧两层为Y2Co17-xMx薄片。
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。
采用快淬法，制备18μm纳米晶薄片；将Y、Co、Mn按照原子配比Y2Co16Mn0.1熔炼成母合金，在氮气气氛下进行700℃均化处理240h，然后通过轧制制备成10μm的薄片；将纳米晶薄片和Y2Co16Mn0.1薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
通过矢量网络分析仪测试，其截止频率为8.5GHz，起始磁导率可以达到22。
实施例2。
采用快淬法，制备20μm纳米晶薄片；将Y、Co、Cu按照原子配比Y2Co15.5Cu1.5熔炼成母合金，在氮气气氛下进行850℃均化处理140h，然后通过轧制制备成15μm的薄片；将纳米晶薄片和Y2Co15.5Cu1.5薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
通过矢量网络分析仪测试，其截止频率为9.2GHz，起始磁导率可以达到26。
实施例3。
采用快淬法，制备15μm纳米晶薄片；将Y、Co、Ni按照原子配比Y2Co15Ni2熔炼成母合金，在氮气气氛下进行1000℃均化处理100h，然后通过快淬法制备成20μm的薄片；将纳米晶薄片和Y2Co15Ni2薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
通过矢量网络分析仪测试，其截止频率为10.1GHz，起始磁导率可以达到23。
实施例4。
采用快淬法，制备18μm纳米晶薄片；将Y、Co、Fe按照原子配比Y2Co15Fe1熔炼成母合金，在真空下进行980℃均化处理120h，然后通过快淬法制备成18μm的薄片；将纳米晶薄片和Y2Co15 Fe1薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
通过矢量网络分析仪测试，其截止频率为12GHz，起始磁导率可以达到25。
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 (5)

1.一种宽频段复合隔磁片，其特征在于：
具有纳米晶薄片与Y2Co17-xMx薄片多层交替结构，其中M=Cu、Ni、Mn、Fe，0.1≤x≤2；
以及层与层之间通过双面胶粘连；
所述隔磁片截止频率高于8GHz，起始磁导率大于20；
所述纳米晶薄片通过快淬法制的；
所述Y2Co17-xMx薄片通过轧制或者快淬法制的；
所述的多层交替结构中，层数不少于3层，且最外侧两层为Y2Co17-xMx薄片；
所述宽频段复合隔磁片应用于无线充电接收端。
2.根据权利要求1所述的一种宽频段复合隔磁片，其特征在于：双面胶厚度为2-5μm；纳米晶薄片单层厚度为15-22μm；Y2Co17-xMx薄片单层厚度为10-25μm。
3.一种如权利要求1-2之一所述宽频段复合隔磁片的制备方法，其特征在于其步骤包括：
1）纳米晶薄片的制备，采用快淬法，制备纳米晶薄片；
2）Y2Co17-xMx薄片的制备，先将Y、Co、M（M=Cu、Ni、Mn、Fe）按照配比熔炼成母合金，在保护气氛下进行均化处理，然后通过轧制或者快淬法制备Y2Co17-xMx薄片；
3）复合隔磁片的制备，将纳米晶薄片和Y2Co17-xMx薄片通过超薄双面胶贴合成多层交替结构，然后碎片。
4.根据权利要求3所述的一种宽频段复合隔磁片的制备方法，其特征在于：所述保护气氛为氮气、氩气或者真空度大于10-6torr。
5.根据权利要求3所述的一种宽频段复合隔磁片的制备方法，其特征在于：所述的均化处理温度为700-1000℃，时间为96-240h。
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