铁基非晶合金薄膜及制备方法、应用其的电磁屏蔽膜与设备技术

本发明专利技术公开了一种铁基非晶合金薄膜，其成分包括Fe、Co、B、Si、Ni、Mo、C，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％。一种铁基非晶合金薄膜制备方法为磁控溅射工艺，通过该工艺制备所得的铁基非晶合金薄膜可制备有相应的电磁屏蔽膜及设备；采用本发明专利技术所述的化学成分(质量百分比)范围和磁控溅射工艺所制备的铁基非晶合金薄膜，具有综合磁性能优异的有益技术效果，利用上述铁基非晶合金制备的电磁屏蔽膜及设备，满足高性能要求的电子屏蔽材料的应用需求。料的应用需求。料的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
铁基非晶合金薄膜及制备方法、应用其的电磁屏蔽膜与设备


[0001]本专利技术涉及磁性材料
，尤其涉及一种铁基非晶合金薄膜及制备方法、应用其的电磁屏蔽膜与设备。

技术介绍

[0002]现在市场上的非晶软磁材料主要包括铁基、钴基、镍基等非晶合金以及纳米晶合金。铁基非晶具有高磁导率，低矫顽力和低损耗特点，由此使其成为优异的软磁材料。随着科学技术的发展，尤其是信息技术的迅速发展，各行业对各种电子器件会提出越来越高的要求，微型化、高灵敏度、响应快以及高稳定性将是未来的趋势，铁基非晶材料将会在工业自动化、汽车电子、信息技术和医疗仪器等诸多领域取得越来越广泛的应用。
[0003]铁基非晶合金的低损耗、低矫顽力、高磁导率以及高剩磁的特点使其广泛应用在电子设备领域。为了进一步满足电子设备领域对铁基非晶合金的要求，需要进一步提高铁基非晶合金的磁性能。
[0004]目前非晶磁性薄膜的制备多采用化学镀/电镀沉积技术在高电导率的金属箔上沉积非晶态Ni基合金的过程，化学镀/电镀沉积技术易造成环境污染且对合金成分的选择有要求限制；而采用磁控溅射制备非晶磁性薄膜，合金薄膜成分的选择比较宽广且绿色环保。
[0005]电磁屏蔽是控制电磁干扰的有效手段，电磁屏蔽材料是电磁屏蔽的重要工具。传统金属及金属基复合材料是最常用的电磁屏蔽材料。按金属材料导电及导磁能力的强弱，分别将其用于屏蔽高频或低频电磁波。铜、铝、银等高电导率金属材料通常用于屏蔽高频电磁波。而静电场及低频磁场通常用高磁导率材料来屏蔽，如纯铁、硅钢、坡莫合金。但是传统金属材料密度大，厚重，柔韧性差，所对应的频带宽度较窄，屏蔽效能有限等问题。
[0006]目前，电子产品及设备由于功能需求各异，高频震荡所产生的电磁波含有各种复杂高低频频段共存，传统电磁屏蔽材料难以解决此类复杂电磁兼容问题，因此需要开发一种新型性能更为优秀的电磁屏蔽材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术为克服现有技术的不足而提供一种铁基非晶合金薄膜及制备方法、应用其的电磁屏蔽膜与设备。
[0008]一种铁基非晶合金薄膜，其成分包括Fe、Co、B、Si、Ni、Mo、C，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％。
[0009]进一步地，其成分还包括C、P、S元素中的任意一种或多种，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo﹤6wt％,0≤C﹤3wt％，0﹤X≤5wt％，X为C、P、S元素中的任意一种或多种。
[0010]一种制备上述铁基非晶合金薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1、将原料熔炼得到母合金，将所述母合金进行精细加工，得到铁基合金靶材；原
料的成分包括Fe、Co、B、Si、Ni、Mo、C，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％；
[0012]S2、使基片的温度小于80℃，并在所述铁基合金靶材的侧面平行放置接地连接的基片，基片与所述铁基合金靶材之间保持距离L，L在2～10cm范围内；采用磁控溅射法在基片上沉积得到非晶态的铁基非晶合金；
[0013]S3、将脉冲电源功率保持在2～10kw范围内，在基片上进行时间T的金属沉积，使基片上形成铁基非晶合金薄膜。
[0014]进一步地，所述步骤S1中，所述铁基合金靶材的厚度为1～6mm。
[0015]进一步地，所述步骤S2和步骤S3中，磁控溅射时，基片的沉积温度小于120℃；磁控溅射采用的工作气体为Ar，通入Ar后真空度为1
×
10
‑1～5
×
10
‑1Pa；磁控溅射的工作电流为在4～12A范围内，镀膜的线速度为0.5～5m/min，溅射时间T为5～120min。
[0016]进一步地，在所述步骤S2和所述步骤S3中，镀膜时工作腔的工作温度保持为25℃～100℃。
[0017]进一步地，所述铁基非晶合金薄膜的厚度为20～2000nm。
[0018]进一步地，在步骤S1中，将C、P、S元素中的任意一种或多种，制备成纯元素或混合元素靶材，将所述铁基合金靶材与纯元素或混合元素靶材的质量按照10：1的比例进行拼接形成组合靶材；在步骤S2中，使基片的温度小于80℃，并在所述组合靶材的侧面平行放置接地连接的基片，基片与所述组合靶材之间保持距离L，L在2～10cm范围内，采用磁控溅射法在基片上沉积得到非晶态的铁基非晶合金。
[0019]进一步地，所述组合靶材的厚度为1～6mm。
[0020]进一步地，所述步骤S2和步骤S3中，磁控溅射时，基片的沉积温度小于120℃；磁控溅射采用的工作气体为Ar，通入Ar后真空度为1
×
10
‑1～5
×
10
‑1Pa；磁控溅射的工作电流为在4～12A范围内，镀膜的线速度为0.5～5m/min，溅射时间T为5～120min。
[0021]进一步地，在所述步骤S2和所述步骤S3中，镀膜时工作腔的工作温度保持为25℃～100℃。
[0022]进一步地，所述铁基非晶合金薄膜的厚度为20～2000nm。
[0023]一种应用有上述铁基非晶合金薄膜的电磁屏蔽膜，包括依次布置的载体层、导磁层和保护层，所述导磁层为铁基非晶合金薄膜。
[0024]进一步地，所述导磁层由多个铁基非晶合金薄膜依次布置而成。
[0025]进一步地，相邻所述导磁层之间设置有C纤维层、P纤维层、S纤维层的任意一种或多种。
[0026]进一步地，所述导磁层与所述保护层之间设置有导电层，所述导电层是金属屏蔽层、碳纳米管屏蔽层、和石墨烯屏蔽层的任意一种或由金属屏蔽层、碳纳米管屏蔽层和石墨烯屏蔽层任意多种依次布置而成。
[0027]进一步地，所述金属屏蔽层包括单金属屏蔽层和/或合金屏蔽层；其中，所述单金属屏蔽层由铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、铜、银和金中的任意一种材料制成，所述合金屏蔽层由铝、钛、锌、铁、镍、铬、钴、铜、银和金中的任意两种或两种以上的材料制成。
[0028]进一步地，相邻所述导电层与所述导磁层之间通过化学镀、PVD、CVD、蒸发镀、溅射
镀、电镀或复合镀中的一种或多种方式相连。
[0029]进一步地，所述保护层和所述载体层是PPS薄膜层、PEN薄膜层、聚酯薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、环氧树脂油墨固化后形成的膜层、聚氨酯油墨固化后形成的膜层、改性丙烯酸树脂固化后形成的膜层、聚酰亚胺树脂固化后形成的膜层中的任意一种。
[0030]一种设备，包括上述电磁屏蔽膜。
[0031]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁基非晶合金薄膜，其特征在于，其成分包括Fe、Co、B、Si、Ni、Mo、C，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％。2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金薄膜，其特征在于，其成分还包括C、P、S元素中的任意一种或多种，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％，0﹤X≤5wt％，X为C、P、S元素中的任意一种或多种。3.一种制备如权利要求1所述的铁基非晶合金薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将原料熔炼得到母合金，将所述母合金进行精细加工，得到铁基合金靶材；原料的成分包括Fe、Co、B、Si、Ni、Mo、C，其各元素的质量百分比为：70wt％≤Fe≤90wt％，0≤Co≤6wt％，1wt％≤Si≤4wt％，1wt％≤B≤3wt％，0.2＜Ni≤20wt％,0≤Mo＜6wt％,0≤C＜3wt％；S2、使基片的温度小于80℃，并在所述铁基合金靶材的侧面平行放置接地连接的基片，基片与所述铁基合金靶材之间保持距离L，L在2～10cm范围内；采用磁控溅射法在基片上沉积得到非晶态的铁基非晶合金；S3、将脉冲电源功率保持在2～10kw范围内，在基片上进行时间T的金属沉积，使基片上形成铁基非晶合金薄膜。4.根据权利要求3所述的铁基非晶合金制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铁基合金靶材的厚度为1～6mm。5.根据权利要求3所述的铁基非晶合金薄膜制备方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，磁控溅射时，基片的沉积温度小于120℃；磁控溅射采用的工作气体为Ar，通入Ar后真空度为1
×
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‑1～5
×
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‑1Pa；磁控溅射的工作电流为在4～12A范围内，镀膜的线速度为0.5～5m/min，溅射时间T为5～120min。6.根据权利要求5所述的铁基非晶合金薄膜制备方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S3中，镀膜时工作腔的工作温度保持为25℃～100℃。7.根据权利要求3所述的铁基非晶合金薄膜制备方法，其特征在于，所述铁基非晶合金薄膜的厚度为20～2000nm。8.根据权利要求3所述的铁基非晶合金薄膜制备方法，其特征在于，在步骤S1中，将C、P、S元素中的任意一种或多种，制备成纯元素或混合元素靶材，将所述铁基合金靶材与纯元素或混合元素靶材的质量按照10：1的比例进行拼接形成组合靶材；在步骤S2中，使基片的温度小于80℃，并在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫红，王杰营，孙海波，石小兰，
申请(专利权)人：佛山市中研非晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：