一种纳米晶合金、无线充电用电磁屏蔽片的制备方法及电磁屏蔽片技术

本发明专利技术提供一种纳米晶合金材料以及无线充电用电磁屏蔽片的制备方法及电磁屏蔽片。本发明专利技术的纳米晶合金材料满足下式：Fe

Nanocrystalline alloy, electromagnetic shielding sheet for wireless charging and electromagnetic shielding sheet

The invention provides a nanocrystalline alloy material, a preparation method of an electromagnetic shielding sheet for wireless charging and an electromagnetic shielding sheet. The nanocrystalline alloy material of the invention satisfies the following formula: Fe;

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶合金、无线充电用电磁屏蔽片的制备方法及电磁屏蔽片
本专利技术涉及磁性材料领域，尤其涉及一种纳米晶合金、无线充电用电磁屏蔽片的制备方法及电磁屏蔽片。
技术介绍
随着高科技产品的出现及应用，其所产生的电磁辐射污染是继水污染、空气污染和噪声污染之后的第四大环境污染。随着科技技术的高速发展和电子设备的广泛应用，人们的工作和生活越来越多地依赖于电子设备。我们习惯了数据线充电，也常常因为线过多和不够长而感到烦恼。也曾设想有朝一日所有电子设备无需电源线，可以使用无线充电技术，随时随地自由充电。无线充电技术，又称为感应充电、非接触式充电，是源于无线电力输送技术产生的一种新型充电技术。无线充电技术利用近场感应，由无线充电器将能量传送至需充电的设备。正常情况下，电容传输的能量是很小的，这与电极面积小有很大的关系。因此，为了满足供消费设备充电所需的功率水平(例如从5W至25w)，需要增加电极尺寸和耦合的电压值，具体取决于实际的配置。为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减小对外的辐射量，需要进行正确地设计，包括正确的电极尺寸、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下，理想的频率范围在200kHz至1MHz之间，有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间手机无线充电。磁场耦合原理的无线充电技术，更接近于常规的谐振式开关电源。相对于电场耦合来讲，技术难度较小，优势比较明显，发展速度较快。目前已经形成三个影响力较大的联盟组织WPC、A4WP以及PMA。各自拥有会员多达几十甚至上百家公司。其中WPC与PMA致力于近距离无线充电技术，如我们比较熟悉的手机无线充电。而A4WP的技术定位在远距离无线能量传输，希望能够实现几十厘米甚至几米等级的传输距离。无线充电技术近年发展迅速，目前已经广泛应用到了电动牙刷、电动剃须刀、无线电话、智能手机、电动汽车等领域。但发展过程中也遇到了很多技术难题，如提高充电效率、降低成本、有效充电距离太短。为得到较高的充电效率，减小或消除充电时电磁场对手机的影响，需要使用电池屏蔽片进行屏蔽。电磁屏蔽片的作用就是隔绝电磁波，阻止金属等材料吸收发射端设备发出的电磁波并产生反方向的磁场。在手机无线充电接收端中，如果没有电磁屏蔽片，无线充电设备就无法完成近距离充电工作。以智能手机为例，由于手机的特殊的结构，在手机里必须安装一个电池，这个电池实际上就是无线传输技术发展的噩梦——当发射线圈发射出来的磁场经过电池时，电池里面的金属就会产生感应电流，通常叫做“涡流”。这个涡流会产生一个跟发射线圈产生的磁场方向相反的磁场，抵消掉发射线圈形成的磁场，使得接收线圈接收到的感应电压下降；并且该涡流会转变成热量，使得手机电池非常热。因此，为了实现手机的无线传输，就必须在电力接收线圈和手机电池之间放置一个“隔金属”的装置，用于阻挡磁力线，避免磁力线到达电池内。常规的技术是使用一个高导磁率的铁氧体来做这个“隔金属”装置。但是后来有研究发现，由于Qi充电标准中的充电频率范围在100-200KHz之间，此区间使用非晶、纳米晶材料作为电磁屏蔽片的效果优于铁氧体。因此三星S6无线充电器的接收端就采用了Amotech公司提供的非晶电磁屏蔽片技术，充电效率达到70％以上。充电效率的持续提高一直以来都是无线充电行业追求的目标。专利WO2013095036A1、WO2014104816、WO201437151A1和WO2014092500A1均提到了非晶叠片、机械破碎和热处理工艺，压合时使胶填满碎片的间隙，从而增加磁阻、降低涡流损耗，以提高充电效率。然而，目前无线充电用电磁屏蔽片使用的软磁材料充电效率偏低；而且现在的屏蔽片结构不能完全发挥软磁材料的屏蔽性能。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，提出了一种纳米晶合金、无线充电用电磁屏蔽片的制备方法以及无线充电用电磁屏蔽片，可以进一步提高充电效率，降低损耗。本专利技术提供了一种纳米晶合金，其特征在于，所述合金满足下式：Fe100-d-e-f-g-z-mDdEeSifBgZzMm公式1在上述公式1中，D表示选自Cu及Au中的至少一种元素，E表示选自V、Nb、Ta、Mo、Mn及稀土类元素中的至少一种元素，Z表示选自C、N及P中的至少一种元素，M表示选自Ni或Co中的至少一种元素；d、e、f、g、z及m分别表示对应成分的含量，满足关系式0.01≤d≤3at％、0.01≤e≤5at％、0≤f≤25at％、0≤g≤20at％、0≤z≤10at％、0≤m≤40at％、15≤d+e+f+g+z≤35at％，at％表示原子百分比。优选地，本专利技术的纳米晶合金，其特征在于，D元素的含量优选为0.5≤d≤1.5at％，更优选为0.6≤d≤1.2at％；E元素的含量优选为2≤e≤4at％，更优选为2.5≤e≤3.5at％；Si元素的含量优选为5≤f≤20at％，更优选为10≤f≤18at％；B元素的含量优选为5≤g≤15at％，更优选为6≤g≤12at％；M元素的含量优选为0≤m≤20at％，更优选为3≤m≤15at％。优选地，本专利技术的纳米晶合金，其特征在于，所述纳米晶合金的结构为：使粒径为5至25nm的晶粒在所述合金中所占体积比为60至90％。优选地，本专利技术的纳米晶合金，其特征在于，所述纳米晶合金为Fe-Cu-Nb-Si-B合金的Fe基纳米晶合金时，Fe的含量优选为70～80at％、Si及B的含量之和优选为15～25at％、Cu及Nb的含量之和优选为2～5at％。本专利技术还提供了一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，包括如下步骤：卷绕步骤，将非晶、纳米晶带材按照要求卷绕至预定尺寸；热处理步骤，将卷绕好的非晶、纳米晶带材以及高导磁合金带材分别放在热处理炉内进行热处理；所述高导磁合金带材包括上述的纳米金合金以及Co基、Ni基、Fe-Ni基、Fe-Co基、Fe-Co-Ni基高导磁合金；覆单面胶步骤，将经过热处理的所述非晶、纳米晶带材和高导磁合金带材分别进行单面覆胶；图形化处理步骤，对所述非晶、纳米晶带材的未覆胶的表面进行图形化处理；再次覆胶步骤，在所述非晶、纳米晶带材的图形化处理的表面和所述高导磁合金带材未覆胶的表面分别进行再次覆胶；在所述带材为2层以上时，还包括粘合层压步骤，将所述非晶、纳米晶带材的再次覆胶的表面粘合到另一片非晶、纳米晶带材的图形化处理的表面，叠层至所需层数后再对其整体进行层压操作获得叠层的非晶、纳米晶层，所述另一片非晶、纳米晶带材是经过上述卷绕步骤、热处理步骤、覆单面胶步骤以及图形化处理步骤后得到的带材；并将所述高导磁合金带材复合成多层合金；冲切步骤，将叠层的非晶、纳米晶层根据尺寸要求进行冲切；以及，按照冲切后的非晶、纳米晶层的形状，将所述高导磁合金带材冲切成刚好可以包围所述冲切后的非晶、纳米晶磁片的环状高导磁合金片；以及贴合步骤，将所述环状高导磁合金片包围冲切后的叠层非晶、纳米晶层，并通过其表面的胶层与铁氧体磁片、石墨片以及线圈贴合，从而得到无线充电用电磁屏蔽片。优选地，所述贴合层压步骤中非晶、纳米晶带材的层数为至少1层，优选3～10层；所述高导磁合金带材的层数为至少1层，优选2～10层。优选地，所述再次覆胶步骤通过印刷涂布方法或双面胶进行覆胶。本专利技术还提供了一种无线充电用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米晶合金，其特征在于，所述合金满足下式：Fe

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶合金，其特征在于，所述合金满足下式：Fe100-d-e-f-g-z-mDdEeSifBgZzMm公式1在上述公式1中，D表示选自Cu及Au中的至少一种元素，E表示选自V、Nb、Ta、Mo、Mn及稀土类元素中的至少一种元素，Z表示选自C、N及P中的至少一种元素，M表示选自Ni或Co中的至少一种元素；d、e、f、g、z及m分别表示对应成分的含量，满足关系式0.01≤d≤3at％、0.01≤e≤5at％、0≤f≤25at％、0≤g≤20at％、0≤z≤10at％、0≤m≤40at％、15≤d+e+f+g+z≤35at％，at％表示原子百分比。2.根据权利要求1所述的纳米晶合金，其特征在于，D元素的含量优选为0.5≤d≤1.5at％，更优选为0.6≤d≤1.2at％；E元素的含量优选为2≤e≤4at％，更优选为2.5≤e≤3.5at％；Si元素的含量优选为5≤f≤20at％，更优选为10≤f≤18at％；B元素的含量优选为5≤g≤15at％，更优选为6≤g≤12at％；M元素的含量优选为0≤m≤20at％，更优选为3≤m≤15at％。3.根据权利要求1所述的纳米晶合金，其特征在于，所述纳米晶合金的结构为：使粒径为5至25nm的晶粒在所述合金中所占体积比为60至90％。4.根据权利要求1所述的纳米晶合金，其特征在于，所述纳米晶合金为Fe-Cu-Nb-Si-B合金的Fe基纳米晶合金时，Fe的含量优选为70～80at％、Si及B的含量之和优选为15～25at％、Cu及Nb的含量之和优选为2～5at％。5.一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：卷绕步骤，将非晶、纳米晶带材按照要求卷绕至预定尺寸；热处理步骤，将卷绕好的非晶、纳米晶带材以及高导磁合金带材分别放在热处理炉内进行热处理；所述高导磁合金带材为权利要求1～4中任一项所述的纳米金合金或Co基、Ni基、Fe-Ni基、Fe-Co基、Fe-Co-Ni基高导磁合金；覆单面胶步骤，将经过热处理的所述非晶、纳米晶带材和高导磁合金带材分别进行单面覆胶；图形化处理步骤，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家洪，周坤荣，杨恺，苏临萍，吴长和，杨兆国，姚文峰，
申请(专利权)人：上海光线新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31