[发明专利]一种多相复合尖晶石柔性材料制造方法

说明书

科技产品对人类社会行为和生活方式的改变无处不在，智能手机、汽车电子等领域的无线充电技术让人们的舒适感和便捷性得到前所未有的提高。本发明的多相复合尖晶石柔性材料制造方法，通过单相颗粒制作、第二相复合、成型烧结等工序，最终得到一种柔性材料，具有高的复数磁导率实部，低的复数磁导率虚部，高的饱和磁通密度。材料柔韧性好，可弯折，适用于制作柔性磁片、柔性变压器等产品。

技术领域

本发明属于柔性材料技术领域，具体涉及到可用于制作柔性变压器、柔性磁片的软磁材料，适合于工作在10kHz至50MHz范围的，具有宽工作频率范围、高磁导率、低损耗的多相复合尖晶石柔性材料及其制备方法。

背景技术

当前社会生活节奏不断加快，消费类电子、汽车电子技术不断发展进步，人们对电子产品、汽车产品体验的要求越来越高。新的设计层出不穷，基础材料需要变革和创新才能满足产品和设备的要求。

无线充电技术起源于1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉•特斯拉就已经做了无线输电试验，实现了交流发电。2007年，麻省理工学院等研究团队发表了磁共振传输能量的研究成果。2014年，无线充电联盟宣布，A4WP技术标准支持等充电功率增加到50W。

目前无线充电的基本模式有电磁感应式、磁场共振和无线电波式几种原理。其中以电磁感应式应用最为广泛。在发射端和接收端，模组都是磁片加线圈组合的方式。电子设备不断向着轻、薄、小和高效率的方向发展，LED显示屏、手机，都开始出现可折叠、可弯折的产品，磁性材料成为其中最薄弱环节。

2010年以后，柔性PCB板问世，柔性电源的制作成为可能。作为电源PCB上体积最大的磁性材料变压器磁芯、电感器磁芯，改变不可弯折变形的状态变得更有意义。

发明内容

针对无线充电技术和柔性电源对软磁材料的新要求，本发明的目的是提供一种可供无线充电设备、柔性电源等应用领域使用的多相复合尖晶石柔性材料。

所述的多相复合尖晶石柔性材料，其成分以氧化物计算分别为Fe₂O₃：40mol%~65mol%，NiO：1mol%~10.0mol%，ZnO：2mol%~15mol%，MnO：2mol%~40mol%，CuO：1mol%~10mol%。最终材料可以含有其中的几种或者全部。

本发明的多相复合尖晶石柔性材料，具有高的复数磁导率实部和低的复数磁导率虚部，高的饱和磁通密度，宽的使用频率范围，从10kHz到50MHz。

本发明的多相复合尖晶石柔性材料，主体具有多相结构，几种单相尖晶石结构并存，产品具有单相尖晶石结构无法兼顾的优异性能。这种材料，即可以是由2种单相尖晶石结构的复合，也可以是1种单相尖晶石结构和1种多相尖晶石结构的复合，或者2中多相尖晶石结构的复合。

本发明的多相复合尖晶石柔性材料，制作工艺包括单相颗粒制作、第二相复合、成型烧结等几个步骤。

具体实施方式

下面以2相都为单相尖晶石材料的多相复合尖晶石柔性材料为例，对本发明的制造方法进行详细说明。

第一步，单相颗粒制作。

按一定比例称取Fe2O3、MnO，加入球磨机，配合一定数量的水，通过球磨机充分混合后，烘干，进入振磨机振磨20min。振磨后的粉料装入承烧体进行烧结。烧结曲线采用分段设计，烧结温度1100°C~1200°C，烧结后材料形成需要的单相尖晶石结构。烧结粉体取得后，再进行微粉碎，形成小于5微米或者纳米级的颗粒，颗粒的大小可以根据特性需求确定，每个颗粒具有单相尖晶石结构。

第二步，第二相复合。

按要求比例把Ni(NO3)2、Fe(NO3)3溶液混合，并进行化学处理，使其能够在颗粒表面均匀排列。