CN109801783A - 一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，包括以下步骤：S1、选用FeSiB非晶带材；所述FeSiB非晶带材的典型成分为Fe_xSi_yB_z，x＝75％～80％，y＝12％～15％，z＝8％～10％；所述FeSiB非晶带材的单层厚度为20‑25μm；S2、对FeSiB非晶带材进行热处理，将热处理后的FeSiB非晶带材冷却至室温；所述热处理包括：将FeSiB非晶带材从室温升温至300℃～320℃，并保温20分钟～40分钟，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟；然后将FeSiB非晶带材从300℃～320℃升温至400℃～420℃，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟，并保温60分钟～90分钟；S3、对FeSiB非晶带材依次进行覆膜、贴合和模切处理，获得两层的FeSiB非晶带材贴合形成的非晶隔磁片。上述制备方法无需对非晶材料碎磁化处理，避免碎磁化处理带来的材料性能不稳定现象。

Description

一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法。

背景技术

非晶态合金，具有金属和玻璃的双重特性，即优异的物理、化学和力学性能。非静态合金具有高的电阻率，优异的软磁、抗腐蚀和催化性能、高强度、高硬度和刚度，以及较好的延展性等。其中，由非晶态合金制成的薄带状FeSiB材料，具有优良的软磁性能和力学性能，其拉伸强度可高达3000MPa。非晶带材具有质轻、体积小等优点，还具有电磁波屏蔽性能。因此非晶合金FeSiB在磁性器件、传感器、耐蚀材料等领域有着广泛的应用。近年来，随着智能手机无线充电功能的逐渐普及，FeSiB也被应用于充电模组中的隔磁片。与铁氧体等软磁材料相比，FeSiB的饱和磁感应强度Bs一般约为1.56T，能够满足无线充电大功率的发展趋势。

专利CN102953020A中公布了一种铁基非晶纳米晶软磁合金材料及其制备方法。通过真空中频感应熔炼炉制备出合金成分均匀的注锭，再通过单辊甩带法制备出厚度为20μm～25μm的合金薄带。将制备出的薄带材在真空热处理炉中，快速升温至400℃～480℃，保温30分钟～2小时，从而制备出非晶纳米晶双相复合的铁基软磁合金材料。通过磁性能测量后，此专利公布的非晶纳米晶双相复合的铁基软磁合金材料的Bs能够达到1.34T，初始磁导率为40000。

专利CN104485192A公布了一种铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法。专利中所述的铁基非晶纳米晶主要成分为Fe、Si、Nb、Cu和B。软磁合金需要在480℃～500℃条件下预退火60分钟，在500℃～550℃条件下晶化退火90分钟。热处理结束后，快速冷却至350℃以下后出炉进行风冷至室温。通过本发明公布的方案制备出的铁基非晶纳米晶软磁合金具有高磁导率、低损耗、低成本优点。

专利CN204332575U中，通过一层或多层非晶纳米晶磁性片叠层，制备出了一种复合型非晶纳米晶磁性片。专利中所用的每层非晶纳米晶磁性片厚度约为0.1mm，复合型非晶纳米晶磁性片总厚度约为3mm。在该专利中，复合型非晶纳米晶磁性片为：一层非晶纳米晶磁性片且仅在其下表面设置保护层时，其总厚不超过0.2mm；两层非晶纳米晶磁性片且仅在其下表面设置保护层时，其总厚不超过0.3mm；三层非晶纳米晶磁性片且仅在其下表面设置保护层时，其总厚不超过0.4mm；四层非晶纳米晶磁性片且仅在其下表面设置保护层时，其总厚不超过0.5mm；五层或大于五层非晶纳米晶磁性片且仅在其下表面设置保护层时，其总厚不超过3mm。

目前，FeSiB系非晶凭借其高Bs的软磁优势被广泛应用。尤其是近年来，无线充电技术在智能手机中的应用，使得FeSiB系材料受到人们的广泛关注。目前智能手机正朝着轻薄化的方向发展，这对无线充电用隔磁片，尤其是超薄隔磁片，提出了迫切需求。非晶隔磁片在制备过程中需要进行碎磁化处理，这一处理过程容易使得材料的性能不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需对非晶材料进行碎磁化处理，从而能够避免因碎磁化处理带来的材料性能不稳定现象的用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，包括以下步骤：

S1、选用FeSiB非晶带材；所述FeSiB非晶带材的典型成分为Fe_xSi_yB_z，其中，x＝75％～80％，y＝12％～15％，z＝8％～10％；所述FeSiB非晶带材的单层厚度为20-25μm；

S2、对FeSiB非晶带材进行热处理，将热处理后的FeSiB非晶带材冷却至室温；

所述热处理包括：将FeSiB非晶带材从室温升温至300℃～320℃，并保温20分钟～40分钟，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟；然后将FeSiB非晶带材从300℃～320℃升温至400℃～420℃，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟，并保温60分钟～90分钟；

S3、对FeSiB非晶带材依次进行覆膜、贴合和模切处理，获得两层的FeSiB非晶带材贴合形成的非晶隔磁片。

本发明的有益效果在于：上述制备方法可以成功获得总厚度不超过80μm的超薄的用于无线充电的非晶隔磁片，经测试可在5W充电效率测试平台下的充电效率最高能达到71％，充电效率高。

附图说明

图1为本发明实施例一的非晶隔磁片的制备方法获得的非晶隔磁片模组在5W测试平台下的充电效率图；

图2为本发明实施例二的非晶隔磁片的制备方法获得的非晶隔磁片模组在5W测试平台下的充电效率图；

图3为本发明实施例三的非晶隔磁片的制备方法获得的非晶隔磁片模组在5W测试平台下的充电效率图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：对FeSiB非晶带材两次加热后进行冷却，从而避免磁片碎片化的过程，使得性能更加稳定。

请参照图1-3，一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，包括以下步骤：

S1、选用FeSiB非晶带材；所述FeSiB非晶带材的典型成分为Fe_xSi_yB_z，其中，x＝75％～80％，y＝12％～15％，z＝8％～10％；所述FeSiB非晶带材的单层厚度为20-25μm；

S2、对FeSiB非晶带材进行热处理，将热处理后的FeSiB非晶带材冷却至室温；

所述热处理包括：将FeSiB非晶带材从室温升温至300℃～320℃，并保温20分钟～40分钟，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟；然后将FeSiB非晶带材从300℃～320℃升温至400℃～420℃，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟，并保温60分钟～90分钟；

S3、对FeSiB非晶带材依次进行覆膜、贴合和模切处理，获得两层的FeSiB非晶带材贴合形成的非晶隔磁片。

进一步的，覆膜与贴合中采用的胶层的厚度为3μm～10μm。

进一步的，步骤S2中，热处理过程中采用氮气保护。

由上述描述可知，通过氮气保护可以有效防止氧化。

进一步的，所述非晶隔磁片的厚度不超过80μm。

请参照图1，本发明的实施例一为：

选用商用的FeSiB非晶带材，其典型的成分为Fe₇₈Si₁₃B₉，单层FeSiB非晶带材厚度为20μm。将FeSiB非晶带材放入热处理炉中，以15℃/分钟的升温速率，从室温升温至300℃，并保温30分钟。室温的温度一般在20℃到30℃之间，随后以20℃/分钟的升温速率，从300℃升温至420℃，并保温90分钟。保温结束后，FeSiB非晶带材随炉冷却至室温。

选用无基材或者有基材类胶对热处理后的FeSiB非晶带材进行覆膜、贴合等工艺处理。其中，贴合的非晶层数为2层，选用胶材的胶层厚度范围是3μm～10μm。将贴合后的FeSiB非晶带材进行模切处理制备出所需的隔磁片，与充电线圈组合得到无线充电模组。

在200kHz、1V的测试条件下，无线充电模组的测试结果如下：

(1)Ls＝7.85μH；

(2)Rs＝1.59Ω。

其中Ls为无线充电模组的电感值，Rs为无线充电模组的电阻值。

图1为本具体实施例中的获得的非晶隔磁片模组在5W测试平台下的充电效率图，从图中可以看出，随着充电电流的逐渐加大，无线充电模组的充电效率逐步提升，随后缓慢下降。在电流为0.7A时，充电效率最高，能够达到71.04％。在充电电流达到1A时，无线充电模组充电效率为68.98％。采用本专利方案制备出的非晶隔磁片能够在满足超薄化的同时，还能保持优良的充电性能。

请参照图2，本发明的实施例二为：

选用商用的FeSiB非晶带材，其典型的成分为Fe₇₅Si₁₂B₈，单层带材厚度为25μm。将FeSiB非晶带材放入热处理炉中，以20℃/分钟的升温速率，从室温升温至320℃，室温的温度一般在20℃到30℃之间，并保温40分钟。随后以15℃/分钟的升温速率，从320℃升温至400℃，并保温60分钟。保温结束后，FeSiB非晶带材随炉冷却至室温。

选用无基材或者有基材类胶对热处理后的非晶带材进行覆膜、贴合等工艺处理。其中，贴合的非晶层数为2层，选用胶材的胶层厚度范围是3μm～10μm。将贴合后的FeSiB非晶带材进行模切处理制备出所需的隔磁片，与充电线圈组合得到无线充电模组。

在200kHz、1V的测试条件下，模组的测试结果如下：

(1)Ls＝7.86μH；

(2)Rs＝1.59Ω。

其中Ls为无线充电模组的电感值，Rs为无线充电模组的电阻值。

图2为本具体实施例获得的非晶隔磁片模组的5W测试平台下的充电效率图，从图中可以看出，随着充电电流的逐渐加大，无线充电模组的充电效率逐步提升，随后缓慢下降。在电流为0.7A时，充电效率最高，能够达到71.03％。在充电电流达到1A时，无线充电模组的充电效率为68.99％。可见，采用本专利方案能够成功地制备出非晶隔磁片能够在满足超薄化的同时，并且具有优良的充电性能。

请参照图3，本发明的实施例三为：

选用商用的FeSiB非晶带材，其典型的成分为Fe₈₀Si₁₅B₁₀，单层FeSiB非晶带材厚度为22μm。将带材放入热处理炉中，以16℃/分钟的升温速率，从室温升温至310℃，室温的温度一般在20℃到30℃之间，并保温20分钟。随后以18℃/分钟的升温速率，从310℃升温至410℃，并保温80分钟。保温结束后，非晶带材随炉冷却至室温。

选用无基材或者有基材类胶对热处理后的非晶带材进行覆膜、贴合等工艺处理。其中，贴合的非晶层数为2层，选用胶材的胶层厚度范围是3μm～10μm。将贴合后的FeSiB非晶带材进行模切处理制备出所需的隔磁片，与充电线圈组合得到无线充电模组。

在200kHz、1V的测试条件下，模组的测试结果如下：

(1)Ls＝7.87μH；

(2)Rs＝1.60Ω。

其中Ls为无线充电模组的电感值，Rs为无线充电模组的电阻值。

图3为本具体实施例中获得的非晶隔磁片模组在的5W测试平台下的充电效率图，从图中可以看出，随着充电电流的逐渐加大，无线充电模组的充电效率逐步提升，随后缓慢下降。在电流为0.7A时，充电效率最高，能够达到71.03％。在充电电流达到1A时，无线充电模组的充电效率为68.99％。所以，采用本专利方案制备出的非晶隔磁片能够在满足智能手机超薄化的发展趋势，并且充电性能优良。

综上所述，本发明提供了一种无需对非晶材料进行碎磁化处理，从而能够避免因碎磁化处理带来的材料性能不稳定现象的用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法。所述非晶隔磁片的制备方法可以成功获得总厚度不超过80μm的超薄的用于无线充电的非晶隔磁片，经测试可在5W充电效率测试平台下的充电效率最高能达到71％，充电效率高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选用FeSiB非晶带材；所述FeSiB非晶带材的典型成分为Fe_xSi_yB_z，其中，x＝75％～80％，y＝12％～15％，z＝8％～10％；所述FeSiB非晶带材的单层厚度为20-25μm；

S2、对FeSiB非晶带材进行热处理，将热处理后的FeSiB非晶带材冷却至室温；

所述热处理包括：将FeSiB非晶带材从室温升温至300℃～320℃，并保温20分钟～40分钟，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟；然后将FeSiB非晶带材从300℃～320℃升温至400℃～420℃，升温速率为15℃/分钟～20℃/分钟，并保温60分钟～90分钟；

S3、对FeSiB非晶带材依次进行覆膜、贴合和模切处理，获得两层的FeSiB非晶带材贴合形成的非晶隔磁片。

2.根据权利要求1所述的用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，其特征在于，覆膜与贴合中采用的胶层的厚度为3μm～10μm。

3.根据权利要求1所述的用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热处理过程中采用氮气保护。

4.根据权利要求1所述的用于无线充电的非晶隔磁片的制备方法，其特征在于，所述非晶隔磁片的厚度不超过80μm。