CN207772544U - 隔磁材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隔磁材料领域，公开了一种隔磁材料，该隔磁材料包括至少一个磁性合金材料层(30)和至少一个绝缘胶层(20)，所述磁性合金材料层(30)与所述绝缘胶层(20)相互交替叠置，且最上层为磁性合金材料层(30)，最下层为绝缘胶层(20)，最上层的磁性合金材料层(30)的表面粘合有石墨膜(10)，最下层的绝缘胶层(20)的表面设置有离型膜(40)，所述磁性合金材料层(30)包括多个碎片单元(31)和填充在碎片单元(31)之间的间隙中的绝缘胶(21)。本实用新型的隔磁材料不仅可以起到保护产品表面的作用，而且可以防止工作中在隔磁材料上集聚热量，也能使工作中的热量传导到电子设备外部。

Description

隔磁材料

技术领域

本实用新型涉及隔磁材料领域，具体涉及一种隔磁材料。

背景技术

无线充电是一种以无线的方式为终端用电设备电池充电的技术，电能供应端和电能接受端不需要进行物理联接，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种。目前，实现无线电力传输主要有四种方式：电磁感应、磁共振、电场耦合、无线电波，市场上以电磁感应方式充电的电子设备最为普遍。

无线充电的应用场景将主要集中在以下几个方面：

(1)手机、平板电脑、笔记本电脑等高使用频率的移动终端设备。无线充电的便捷性比较适合此类设备碎片化的充电需求，同时越来越多的餐厅、咖啡厅、休闲场所也开始提供无线充电的发射装置。

(2)可穿戴智能设备，如电子手环、智能手表、智能眼镜、智能球鞋等。此类设备电池续航能力弱，利用无线充电技术避免了充电接口外露，使设备更加美观和安全。

(3)特殊用途设备，如心脏起搏器、智能假肢、水下手机、智能足球等。充电线圈隐藏于设备内的，充电的同时无接口外露，防尘防水，因此十分适合这类产品。

(4)家具、钱包、装饰品等摆饰类设备。线圈可以镶嵌于物品之中，使这些物品省去了杂乱的线缆，使产品更加美观和安全。

(5)物联网，随着5G时代的到来和物联网的发展，无线充电技术和近场通讯技术必定能够大显身手。

无线充电的发射端和接收端均有充电线圈，根据法拉第的电磁感应定律，电能通过发射线圈转变为不断变化的交流磁场，变化的磁场经过接收线圈又转变为电能从而为设备进行充电，近场通讯和无线充电的原理相同，但近场通讯应用于电子信息的传递。无线充电线圈内置于手机终端中，需要面临很多技术难题，电子产品进行无线充电时产生交变磁场，这就要求无线充电模组中需要用到隔磁材料(隔磁片)为该磁场提供低阻抗的通路，但是，无线充电过程中会产生设备发热，现有技术的隔磁材料散热性能差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的隔磁材料散热性能差的问题，提供一种隔磁材料。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种隔磁材料，其中，该隔磁材料包括至少一个磁性合金材料层30和至少一个绝缘胶层20，所述磁性合金材料层30与所述绝缘胶层20相互交替叠置，且最上层为磁性合金材料层30，最下层为绝缘胶层20，最上层的磁性合金材料层30的表面粘合有石墨膜10，最下层的绝缘胶层20的表面设置有离型膜40，所述磁性合金材料层30包括多个碎片单元31和填充在碎片单元31之间的间隙中的绝缘胶21。

优选地，所述磁性合金材料层30的厚度为15-40μm。

优选地，所述绝缘胶层20的厚度为3-20μm。

优选地，所述碎片单元31的形状为矩形、圆弧形或菱形。

优选地，所述碎片单元31为矩形单元块。

优选地，所述矩形单元块的长为0.1-20mm，宽为0.1-20mm。

优选地，所述隔磁材料的有效厚度为0.02-0.5mm。

本实用新型的隔磁材料最外层设置有石墨膜，不仅可以起到保护产品表面的作用，而且可以防止无线充电或近场通讯工作过程中在隔磁材料上集聚热量，也能使工作中产生的热量尽快传导到电子设备外部，避免热量集聚使电子设备发热。

附图说明

图1是高温压裂前的磁性合金材料组件的截面示意图；

图2是隔磁材料的截面示意图；

图3是隔磁材料的磁性合金材料层的平面示意图；

图4是隔磁材料制备方法工艺流程图；

图5是高温压裂过程示意图；

图6是低温平压过程示意图。

附图标记说明

10 石墨膜； 20 绝缘胶层；

21 绝缘胶； 30 磁性合金材料层；

31 碎片单元； 40 离型膜；

50 微粘保护膜； 60 高温压裂机的上辊；

61 凸起； 62 高温压裂机的下辊；

71 低温平压机的上辊； 72 低温平压机的下辊。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本实用新型提供一种隔磁材料，如图1和图2所示，其中，该隔磁材料包括至少一个磁性合金材料层30和至少一个绝缘胶层20，所述磁性合金材料层30与所述绝缘胶层20间隔叠加设置，最外层磁性合金材料层30的表面粘合有石墨膜10，最外层绝缘胶层20的表面设置有离型膜40，所述磁性合金材料层30由多个碎片单元31和填充在碎片单元31之间的绝缘胶21组成。

本实用新型中，所述石墨膜10与所述最外层磁性合金材料层30之间可以通过绝缘胶21进行粘合，由此，所述石墨膜10与所述最外层磁性合金材料层30之间也形成一层绝缘胶层20。

本实用新型中，所述磁性合金材料层30优选为Fe基、Co基或Ni基的非晶或纳米晶磁性合金材料。该优选的磁性合金材料比传统铁氧体材料的磁导率和饱和磁感应强度高很多，也意味着磁性合金材料能够做的很薄，同时材料的磁性成分含量高，屏蔽效果好。

本实用新型中，优选地，所述磁性合金材料为卷材。确保高的生产速度和低的生产成本。

本实用新型中，优选地，所述磁性合金材料层30的厚度为15-40μm，例如磁性合金材料厚度为15μm、20μm、23μm、25μm、27μm、30μm、35μm、40μm。。更优选地，非晶磁性合金材料层的厚度为20μm-30μm，例如非晶磁性合金材料的厚度为20μm、23μm、25μm、27μm、30μm；宽度为20mm-500mm；例如非晶磁性合金材料的宽度为20mm、50mm、60mm、142mm、170mm、213mm、500mm；纳米晶磁性合金材料层的厚度为15μm-40μm，例如纳米晶磁性合金材料的厚度为15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm；宽度为20mm-300mm，例如纳米晶磁性合金材料的宽度为20mm、50mm、60mm、142mm、170mm、213mm、300mm。

本实用新型中，所述绝缘胶21可以为现有的具有绝缘和粘结作用的胶，例如，所述绝缘胶为丙烯酸胶、合成橡胶或硅胶。所述绝缘胶可以为胶液或胶带。

本实用新型中，所述绝缘胶层20的厚度优选为3-20μm，例如绝缘胶层20的厚度为3μm、5μm、7μm、10μm、12μm、15μm、20μm。

本实用新型中，所述碎片单元31的形状可以为矩形、圆弧形或菱形。

本实用新型中，碎片单元31的尺寸直接影响磁性合金材料的磁导率和损耗值，优选地，所述碎片单元31为矩形单元块。进一步优选地，所述矩形单元块的长为0.1-20mm，例如矩形单元块长度为0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm；宽为0.1-20mm，例如矩形单元块宽度为0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm。

本实用新型中，可以根据实际应用情况选择所述隔磁材料中的磁性合金材料层30和绝缘胶层20的层数，优选地，所述隔磁材料的有效厚度为0.02-0.5mm，例如隔磁材料有效厚度为0.035mm、0.060mm、0.090mm、0.110mm、0.135mm、0.160mm、0.200mm、0.250mm、0.300mm、0.350mm、0.400mm、0.500mm等。

本实用新型的隔磁材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将磁性合金材料在含氢气的保护气氛中进行氢化热处理；

(2)在氢化热处理后的磁性合金材料的一个面上涂覆绝缘胶，形成绝缘胶层20，另一个未涂覆绝缘胶的面为裸露面；

(3)在所述绝缘胶层上贴合离型膜40，在所述裸露面上贴合微粘保护膜50；

(4)将步骤(3)得到的磁性合金材料组件进行高温压裂，使得所述磁性合金材料组件中的磁性合金材料层30分裂为多个碎片单元31，所述绝缘胶在温度作用下部分流入碎片单元31之间的裂缝中；

(5)将步骤(4)得到的磁性合金材料组件进行低温平压，使得绝缘胶凝固：

(6)将步骤(5)得到的磁性合金材料组件中的微粘保护膜50去掉，并在裸露面上粘合石墨膜10。

本实用新型中，所述磁性合金材料优选为Fe基、Co基或Ni基的非晶或纳米晶磁性合金材料。该优选的磁性合金材料比传统铁氧体材料的磁导率和饱和磁感应强度高很多，也意味着磁性合金材料能够做的很薄，同时材料的磁性成分含量高，屏蔽效果好。

本实用新型中，优选地，所述磁性合金材料为卷材。确保高的生产速度和低的生产成本。

本实用新型中，将磁性合金材料在含氢气的气氛中进行氢化热处理，使材料产生氢脆结构，最大化地提高磁性合金材料的电阻，降低涡流效应，同时也保证热处理过程中材料不会被氧化，是材料具有较高的磁性能。优选地，步骤(1)中，所述保护气氛中氢气的体积浓度为0.3-0.5％，例如保护气氛中氢气的体积浓度为0.3％、0.4％、0.5％。

本实用新型中，所述保护气氛中处理含有氢气之外，所述保护气氛中还可以含有氮气和/或惰性气体。所述惰性气体例如可以为氩气或氦气。

本实用新型中，所述氢化热处理的条件优选包括：温度为400-650℃，能在比如400℃、450℃、480℃、530℃、580℃、630℃、650℃温度内进行；时间为30-500min，例如热处理时间为30min、80min、120min、200min、300min、500min。更优选地，对非晶磁性合金材料的氢化热处理的条件包括：温度为400-550℃，能在比如400℃、450℃、480℃、530℃、550℃温度内进行；时间为30-500min，例如热处理时间为30min、80min、120min、200min、300min、500min；对纳米晶磁性合金材料的氢化热处理的条件包括：温度为500-650℃，能在比如500℃、530℃、580℃、630℃、650℃温度内进行；时间为30-500min，例如热处理时间为30min、80min、120min、200min、300min、500min。

本实用新型中，所述高温压裂的过程是使磁性层因压力和变形产生碎片单元，同时因为高温的作用，磁性合金材料组件的层与层之间的绝缘胶流动到碎片单元之间的裂缝中，从而使碎片单元之间互相绝缘，高温压裂的过程中，因为磁性层有微粘保护膜50和离型膜40的保护，材料表面外观上保持整体结构。

本实用新型中，所述高温压裂的“高温”是指能够使绝缘胶熔化成流动状态的温度。步骤(4)中，所述高温压裂的温度优选为80-150℃，能在比如80℃、100℃、120℃、130℃、140℃、150℃温度进行。

本实用新型中，所述高温压裂的过程优选在高温压裂机中进行，如图5所示，所述高温压裂机包括上辊60和下辊62，所述上辊为具有凸起61的花纹辊，所述下辊为平整的辊轴，所述上辊60和下辊62的温度是可调节的。所述高温压裂机的温度、速度和压力为可调节的。

本实用新型中，所述凸起61的形状可以决定碎片单元的形状，优选地，所述凸起61的端面为矩形、圆弧形和菱形中的一种。相应地，形成的碎片单元的形状分别为矩形、圆弧形和菱形。

本实用新型中，优选地，所述高温压裂的次数为1-10次，例如高温压裂次数为1次、3次、5次、7次、10次，优选为6-10次，例如高温压裂次数为6次、7次、10次。

本实用新型中，所述低温平压使材料因高温压裂处理产生的变形恢复，同时利用低温使绝缘胶固化，保证隔磁材料具有高的磁性能。

本实用新型中，所述低温平压的“低温”是指能够使流动状态的绝缘胶固化的温度。优选地，步骤(5)中，所述低温平压的温度为5-30℃，能在比如5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃温度内进行。

本实用新型中，所述低温平压的过程优选在低温平压机中进行，如图6所示，所述低温平压机包括上辊71和下辊72，所述上辊71和下辊72都是表面平整的辊轴，所述上辊71和下辊72上设置有冷却系统。所述冷却系统可以为循环水冷却系统。所述低温平压机的温度、速度和压力为可调节的。

本实用新型的隔磁材料的另一种制备方法可以包括以下步骤：

(1)将至少两个磁性合金材料在含氢气的保护气氛中进行氢化热处理；

(2)在氢化热处理后的每个磁性合金材料的一个面上涂覆绝缘胶，形成绝缘胶层20，另一个未涂覆绝缘胶的面为裸露面；

(3)将步骤(2)得到的每个磁性合金材料组件叠置在一起，其中，任一磁性合金材料组件的裸露面与相邻的磁性合金材料组件的绝缘胶层20接触；

(4)在步骤(3)得到的磁性合金材料组件的最外层绝缘胶层20上贴合离型膜40，在最外层裸露面上贴合微粘保护膜50；

(5)将步骤(4)得到的磁性合金材料组件进行高温压裂，使得所述磁性合金材料组件中的磁性合金材料层30分裂为多个碎片单元31，所述绝缘胶在温度作用下部分流入碎片单元31之间的裂缝中；

(6)将步骤(5)得到的磁性合金材料组件进行低温平压，使得绝缘胶凝固；

(7)将步骤(6)得到的磁性合金材料组件中的微粘保护膜50去掉，并在裸露面上粘合石墨膜10。

通过该制备方法可以制备出具有多层(至少两层)磁性合金材料层的隔磁材料。通常来说，磁性合金材料层的层数越多，屏蔽效果越好，容纳的磁场密度越大。制备多层磁性合金材料层的隔磁材料的进一步优选实施方式与制备单层磁性合金材料层的隔磁材料相同，如前文所述。

该隔磁材料对磁场的反射效果较好，能有效地屏蔽无线充电工作磁场对电子设备元器件的干扰，电子设备内部元器件产生的磁场不能够干扰的无线充电的工作环境，同时磁导率较高，所述隔磁材料的磁导率较空气高的多，进而磁场更容易通过隔磁材料，为无线充电的工作磁场提供了一条高效的通路。

所述隔磁材料适用于无线充电的发射端和接收端，同样，也适用于移动终端的NFC天线和RFID天线的接受装置中。所述隔磁材料可以适用的频率范围为0Hz-3GHz。

下面通过附图1-6详细说明本实用新型的隔磁材料的制备方法以及隔磁材料的一种优选实施方式：如图4所示，该优选的制备方法包括：S11磁性合金材料生产制造、石墨膜生产制造(磁性合金材料和石墨膜也可以通过商购得到)；S12对磁性合金材料进行氢化热处理；S13对氢化热处理后的磁性合金材料进行涂绝缘胶；S14将单层磁性合金材料贴合为所需层数，并在最上层和最下层的表面贴上微粘保护膜和离型膜，该步骤完成后的组件的截面图如图1所示，图中从上之下依次为微粘保护膜50、绝缘胶层20和磁性合金材料层30交替叠加设置、离型膜40；S15将贴合后的多层磁性合金材料整体高温压裂处理，所述高温压裂处理的过程如图5所示；S16将多层磁性合金材料整体低温平压处理，所述低温平压处理的过程如图6所示；S17将微粘保护膜替换为石墨膜，如图2和图3所示，图2为截面图，图3为其中一个磁性合金材料层的平面图；S18无线充电用隔磁材料最终贴合；S19裁切或模切成需要尺寸。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种隔磁材料，其特征在于，该隔磁材料包括至少一个磁性合金材料层(30)和至少一个绝缘胶层(20)，所述磁性合金材料层(30)与所述绝缘胶层(20)相互交替叠置，且最上层为磁性合金材料层(30)，最下层为绝缘胶层(20)，最上层的磁性合金材料层(30)的表面粘合有石墨膜(10)，最下层的绝缘胶层(20)的表面设置有离型膜(40)，所述磁性合金材料层(30)包括多个碎片单元(31)和填充在碎片单元(31)之间的间隙中的绝缘胶(21)。

2.根据权利要求1所述的隔磁材料，其中，所述磁性合金材料层(30)的厚度为15-40μm。

3.根据权利要求1或2所述的隔磁材料，其中，所述绝缘胶层(20)的厚度为3-20μm。

4.根据权利要求1或2所述的隔磁材料，其中，所述碎片单元(31)的形状为矩形、圆弧形或菱形。

5.根据权利要求4所述的隔磁材料，其中，所述碎片单元(31)为矩形单元块。

6.根据权利要求5所述的隔磁材料，其中，所述矩形单元块的长为0.1-20mm，宽为0.1-20mm。

7.根据权利要求1、2、5和6中任意一项所述的隔磁材料，其中，所述隔磁材料的有效厚度为0.02-0.5mm。