一种镍锌软磁铁氧体磁片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镍锌软磁铁氧体磁片及其制备方法，成分包括主成分和掺杂成分，掺杂元素有Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。本发明专利技术通过对镍锌铁氧体掺杂成分进行优化，使铁氧体磁片薄产品在T=0.05~0.15mm时，铁氧体磁片烧结致密，烧结温度宽温性增加，范围收缩平缓，外观平整，同时还能有效提高材料的磁性能。

【技术实现步骤摘要】
一种镍锌软磁铁氧体磁片及其制备方法
本专利技术属于软磁铁氧体材料领域，尤其涉及镍锌软磁铁氧体磁片及其制备方法，本发的铁氧体磁片主要应用于NFC天线、无线充电领域，在两个线圈电磁感应传输能量过程中起汇聚磁场及隔磁作用，提高线圈之间信号或能量传输效率、增强线圈之间磁感应强度，同时阻隔交变磁场对铁氧体磁片后面的电子元件造成干扰。
技术介绍
移动消费类电子产品如手机、平板电脑等电池的充电方法常见有两种，分别为接触式充电方式和非接触式充电方式。接触式充电方式是使受电装置的电极直接与供电装置的电极相接触，以此来进行充电的方式。就接触式充电方式而言，由于其装置结构简单，因而通常在广泛的应用领域中使用，但随着手机屏幕越来越大、性能越来越高、功能越来越多样化的发展趋势，对电池能量的消耗也成倍增加。然而移动消费类电子产品如手机、平板电脑等所用的锂离子电池能量密度增长却非常有限，有数据表明，近10年间，锂电池容量密度每年增长仅5～10％，且随着能量密度越来越趋近理论值，能量密度更高的替代新材料目前尚未看到希望的今天，锂电池成为制约移动消费类电子产品发展最大的瓶颈。无线充电充电方便、快捷等特点，发展无线充电不失为解决电池电池续航能力不足的一个好办法。无线充电方式常见有电磁感应模式、磁共振模式、电场耦合、无线电波几种，其中电磁感应模式及磁共振模式较为常见。电磁感应充电模式原理是发射端的初级线圈发出交变磁场，通过接收端的次级线圈感应到，次级线圈磁通量发生变化产生感应电动势及感应电流，从而将电力传输到接收端，充电距离一般在10cm以内。电磁感应模式对应标准有：WPC(WirelessPowerConsortium)联盟的QI标准，其使用频率范围100～205kHz；PMA(PowerMattersAlliance)标准，其使用频率范围277～357kHz。磁共振充电模式是电源通过AC/DC转换，进行放大，输出RF电压，再通过振荡源发射电磁信号，同时通过阻抗匹配网络来实现发射与接收之间的匹配，实现接收振荡器信号共振，产品信号输出到RF/DC检波器中，再传出信号至接收设备，最终实现充电。磁共振模式可实现非常高效的能量传输，传输功率也更高，可达到数千瓦，除了可用于小功率电子设备充电外，也适用于笔记本、电动汽车等大功率设备。其充电距离也更远，可达数厘米至数米。2007年，麻省理工学院物理教授MarinSoljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米(六英尺)外的一盏60瓦灯泡。这个空间足以放下常见的物体，比如汽车。磁共振模式对应标准有A4WP的Rezence标准，其使用频率为6.78MHz，该标准与PMA标准2014年合并，相互兼容对方的无线充电技术标准。对电磁感应模式，为增加发射线圈、接收线圈之间耦合系数，需要在两个线圈外侧增加磁性材料，以增强线圈之间的磁感应强度。此外，同时起屏蔽作用，防止交变磁场对线圈后面的金属件产生涡流导致发热，对设备内部的天线、电子元件等造成干扰。对磁共振模式，同样需要在接收端附上磁性片提高耦合系数及保护线圈后面的设备天线、电子元件免于干扰。在磁性材料选择中，软磁铁氧体材料具有高磁导率、高电阻率、低损耗、低成本等优点，在中高频中有不可替代的作用，成为无线充电隔磁片材料首选，是传统材料在新兴行业又一新应用的典范。在软磁铁氧体中，尖晶石结构的MnZn、NiZn、MgZn是最为常见的产品类型，其中NiZn铁氧体具有成本适中、工艺简单、使用频率高等特点，更利于用做软磁铁氧体磁片原材料，特别是A4WP的Rezence标准，其使用频率6.78MHz，与MnZn软磁铁氧体、非晶磁粉芯、纳米晶磁粉芯等比较更具有明显的优势。此外，在NFC(NearFieldCommunication)方面，近场通讯在手机及平板等设备上越来越普及，苹果、三星、华为等一线供应商纷纷在其旗舰手机上增加NFC功能并布局自己近场支付生态圈，如Applepay、SamsungpayHuaweipay等。也是引起铁氧体磁片需求越来越大的一个重要原因。由于移动消费类电子产品越来越追求短薄轻小的特点，电子产品内部空间极其有限，在有限空间内既能实现功能又能减少器件体积一直是行业内孜孜不倦的追求。对铁氧体材料来说，在满足使用性能前提下，如何把产品做薄、做小，是面临的实际困难。CN102976726A公开了一种微波烧结超薄型铁氧体片材的方法，其目的在于解决现有技术在铁氧体磁片材在烧制过程中易于变形，平整度差，甚至出现断裂的问题，采用微波烧结的方法制备超薄型铁氧体磁片材，铁氧体磁片材在烧制过程中不会出现变形或者开裂，平整度好，而且可以在一定程度上降低了铁氧体磁片材的烧结温度及烧结时间。但该方法在量产使用中面临微波烧结成本高、生产中微波辐射安全、设备稳定性等问题，不适用于批量生产。CN101513153A公开了一种制造磁性片的方法，该方法通过至少混合扁平状的软磁性粉末和溶解于溶媒的高分子结合剂来制备磁性涂料，然后将该磁性涂料涂覆在预定的基材上并使其干燥形成磁性片。然后再在干燥后的磁性片的上面涂覆该磁性涂料并使其干燥。通过高生产率的工序制造及其高品质的磁性片。该方法制造的磁性片虽然解决了磁性片变形问题，但由于材料未经烧结，磁性材料间有大量粘结剂阻隔，材料性能很低。
技术实现思路
本专利技术首先要解决的技术问题是提供一种镍锌软磁铁氧体磁片，其能在制备时变形小，提高烧结良率及产品性能。为此，本专利技术采用以下技术方案：一种镍锌软磁铁氧体磁片，其特征在于，它含有掺杂元素Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。镍锌软磁铁氧体磁片的主成分有Fe、Ni、Zn、Cu、Co元素。本专利技术另一个所要解决的技术问题是提供一种软磁铁氧体磁片制备方法，不仅能够稳定地形成厚度仅0.05～0.5mm的铁氧体磁片，而且产品变形小，提高铁氧体磁片烧结良率，提高产品性能，降低生产成本和生产工艺控制难度。为此，本专利技术采用以下技术方案：一种镍锌软磁铁氧体磁片制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)镍锌铁氧体原材料经烧结制成铁氧体粉末，其中镍锌铁氧体原材料主成分有Fe、Ni、Zn、Cu、Co元素，掺杂元素有Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。(2)将铁氧体粉末制成铁氧体磁片。镍锌铁氧体原材料的主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Co3O4，掺杂成分包括Nb2O3、Ta2O5、CaO、TiO2、SnO2、ZrO2中的至少1种。进一步地，所述铁氧体粉末制成铁氧体磁片的步骤包括：(1)铁氧体粉末与助剂混合制备得到流延浆料，所述助剂包含溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、流平剂；(2)流延浆料经消泡、流延、烧结，获得铁氧体磁片。所述流延方法为刮刀流延、挤出流延、转移流延、微凹辊流延、落帘流延的其中一种。除了采用流延外，也可采用压延等工艺。进一步地，所述铁氧体原材料主成分中Fe2O3的含量为60～68％，NiO的含量为5～15％，ZnO的含量为15～25％，CuO的含量为2～8％，Co3O4的含量为0.02～2％；以主成分的总重量计，所述掺杂成分中每种含量0.02～0.2wt％，总添加量≤0.8wt％；以上百分比为重量百分比。进一步地，铁氧体粉末与溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂、流平剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍锌软磁铁氧体磁片，其特征在于，它含有掺杂元素Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。

【技术特征摘要】
1.一种镍锌软磁铁氧体磁片，其特征在于，它含有掺杂元素Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。2.如权利要求1所述的一种镍锌软磁铁氧体磁片，其特征在于，其主成分有Fe、Ni、Zn、Cu、Co元素。3.一种镍锌软磁铁氧体磁片制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)镍锌铁氧体原材料经烧结制成铁氧体粉末，其中镍锌铁氧体原材料主成分有Fe、Ni、Zn、Cu、Co元素，掺杂元素有Nb、Ta、Ca、Ti、Sn、Zr中的至少1种。(2)将铁氧体粉末制成铁氧体磁片。4.如权利要求3所述的一种镍锌软磁铁氧体磁片制备方法，其特征在于，镍锌铁氧体原材料的主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Co3O4，掺杂成分包括Nb2O3、Ta2O5、CaO、TiO2、SnO2、ZrO2中的至少1种。5.如权利要求3或4所述的一种镍锌软磁铁氧体磁片制备方法，其特征在于，所述铁氧体粉末制成铁氧体磁片的步骤包括：(1)铁氧体粉末与助剂混合制备得到流延浆料，所述助剂包含溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、流平剂；(2)流延浆料经消泡、流延、烧结，获得铁氧体磁片。6.根据权利要求3或4所述的软磁铁氧体磁片制备方法，其特征在于，所述铁氧体原材料主成分中Fe2O3的含量为60～68％，NiO的含量为5～15％，ZnO的含量为15～25％，CuO的含量为2～8％，Co3O4的含量为0.02～2％；以主成分的总重量计，所述掺杂成分中每种含量0.02～0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素荣，何逢春，
申请(专利权)人：杭州安费诺飞凤通信部品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33