一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法及其装备技术

本发明专利技术提供了一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法及其装备，镀膜过程中以及至少在镀膜液失去流动性前，带材宽度方向保持与水平面平行，在带材自下而上平稳移动中，将镀膜液附着在带材的两个表面，以及对带材表面的镀膜液进行加热直到至少使其失去流动性。本发明专利技术在镀膜时，带材宽度方向保持与水平面平行，带材自下而上平稳移动，镀膜液在自身重力作用下沿带材的延展方向流动或滴落，直至镀膜液被烘烤丧失流动能力，从而避免镀膜液在带材的宽度方向流动，从而最大程度地保证了带材上绝缘镀膜在带材的宽度方向上的均匀和一致性。材的宽度方向上的均匀和一致性。材的宽度方向上的均匀和一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法及其装备


[0001]本专利技术涉及纳米晶磁芯带材加工
，尤其是涉及一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法及其装备。

技术介绍

[0002]脉冲功率磁芯的发展经历了三个重要时期：
[0003]第一阶段：磁性材料多使用薄硅钢合金薄带和Fe
‑
Ni合金薄带，需要较严格的涂层和更薄的厚度，厚度多在0.05
‑
0.2MM之间，甚至特别制造的有0.03MM的极薄合金带，工艺复杂，造价高昂，主要问题是铁芯的损耗较大，效率较低；绝缘电阻不够，层间放电问题突出。
[0004]第二阶段：快淬非晶合金薄带生产技术问世后，美国METGLAS公司开发出了18～22μm厚的非晶合金薄带2605Co和2605Sc。涂层采用6
‑
10微米有机绝缘薄膜，大大改善了绝缘特性，脉冲损耗减小，效率得到提升。这种磁芯的缺点也很鲜明，首先就是绝缘薄膜太厚导致铁芯填充系数降低，增了体积。其次，由于使用有机薄膜后铁芯需要带膜热处理，对热处理温度有限定，使铁芯不能在太高的温度下进行热处理，使软磁材料的选用范围受到限制。
[0005]第三阶段：1988年纳米晶软磁合金问世后，日立金属推出FINEMET系列软磁材料，日立金属推出的FT
‑
3纳米晶软磁合金材料厚度降低到14μm，并通过采用带材间无机物绝缘涂层新技术，使带间绝缘等级得到提高，填充系数大大提高，同时铁芯的脉冲损耗降低到更低水平；与此同时德国VACUUMSCHMELZE GmbH公司也推出了类似的铁芯商业牌号，使用的也是纳米晶薄带。目前德国和日本的相关产品代表了该领域产品的最高技术水平。
[0006]脉冲功率纳米晶磁芯的制备主要包括如下工序：
[0007]高品质非晶带材的制备；
[0008]带材表面绝缘处理(解决磁芯层间绝缘的问题)；
[0009]经表面绝缘处理后的带材卷绕成磁芯坯；
[0010]对磁芯坯施加特殊热处理；
[0011]磁芯封装；
[0012]磁芯电磁性能测试。
[0013]其中，带材表面绝缘处理是关键工序之一，本专利技术就是针对这一工序，提供铁基纳米晶合金带材表面镀膜技术。
[0014]目前，国内在高端领域中应用的脉冲功率磁芯依赖进口的局面仍未打破，突出问题是国内的脉冲功率磁芯在高压脉冲条件下层间放电严重，说明磁芯层间绝缘镀膜技术还未突破。公开技术资料显示，国内有企业、科研机构在搞脉冲功率铁基纳米晶合金磁芯的研发，在带材绝缘镀膜涂覆上做了大量工作，主要采取浸泡或喷淋方式，在铁基纳米晶合金带材表面涂覆氧化镁，取得一些进展：
[0015]浸泡方式涂覆绝缘镀膜，氧化镁(MgO)涂层厚度大于1μm，薄厚不均，且带材边缘不易附着，整体覆盖面积不足90％，单层绝缘电压小于30V DC。
[0016]以及，申请号201910397009.3名称为“高绝缘纳米晶磁芯带材镀膜设备及镀膜方
法”公开了一种喷淋方式涂覆绝缘镀膜方法，如图1和2所示，其包括两个卧式盘，带材卷绕卧式盘上，工作台1有长度方向上中间设置有容纳镀膜装置，工作台1长度方向的两端分别设置有带材的收料装置2与带材的放料装置3，收料装置2和放料装置3上套接带材的卷筒，在收料装置2和放料装置3之间还设置有循环涂布装置4和干燥装置5，带材从放料装置3上的卷筒引出通过循环涂布装置4和干燥装置5并再次卷绕在收料装置2上，所述带材的卷筒在放料装置3和收料装置2上都是轴心为竖直的方向设置，带材在引出后带材的表面始终朝向侧边，即带材为竖向运行，所述循环涂布装置4包括有流出龙头6，流出龙头6的下部对应设置有接料斗7，带材竖向经过流出龙头6和接料斗7之间，接料斗7的下部连接有过滤器8，在过滤器8的下部设置有液体箱9，液体箱9连接有液体泵，液体泵的出口连接管道向上延伸并且连接到流出龙头6，形成涂布溶液循环回路，带材竖向经过流出龙头6的下部，并且两侧面同时解除流出龙头6流出的液流。以该专利为代表的现有技术在喷淋时带材处于侧立姿态，氧化镁混悬液喷于其上，在烘干固化前势必受重力作用向下流淌，随即进入烘干工段，固化后，镀膜厚度偏边，即在带材的宽度方向上厚度不均匀，直接影响磁芯的后续成型以及磁芯的抗层间放电能力。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的在于提供一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法及其装备，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，镀膜过程中以及至少在镀膜液失去流动性前，带材宽度方向保持与水平面平行，在带材自下而上平稳移动中，将镀膜液附着在带材的两个表面，以及对带材表面的镀膜液进行加热直到至少使其(镀膜液)失去流动性。
[0019]本申请在镀膜时，带材宽度方向保持与水平面平行，带材自下而上平稳移动，镀膜液在自身重力作用下沿带材的延展方向流动或滴落，直至镀膜液被烘烤丧失流动能力，从而避免镀膜液在带材的宽度方向流动，从而最大程度地保证了带材上绝缘镀膜在带材的宽度方向上的均匀和一致性。
[0020]同时解决了带材边缘不易附着、整体覆盖面积不足90％、单层绝缘电压小于40V DC以及制成的磁芯不能胜任高压脉冲工作条件等问题。
[0021]进一步地，所述镀膜液通过浸泡或喷淋方式附着在所述带材两个表面上。
[0022]进一步地，所述镀膜液通过双面对称喷镀式喷涂在所述带材两个表面上。
[0023]进一步地，所述镀膜液为纳米二氧化硅(SiO2)溶液。
[0024]进一步地，所述二氧化硅的粒径小于50nm。镀膜层厚度均匀性远远优于现有技术，制成镀膜带的绝缘膜厚度为0.1
‑
10微米，其中通过调节镀膜液浓度，可实现不同厚度的绝缘膜。
[0025]优选地，镀膜液为有机溶剂异丙酮和纳米二氧化硅(SiO2)粉体制成的透明分散液。
[0026]进一步地，所述镀膜液固化时，所述带材依次经过多个温度控制区，多个温度控制区的烘烤温度依次升高。从而使得镀膜液经过预热、稳定、升温固化。
[0027]进一步地，在整个镀膜过程中，所述带材被施加以恒定张力(即拉力)，直到镀膜固
化。
[0028]进一步地，镀膜过程中以及至少在镀膜液失去流动性前，带材宽度方向保持与水平面平行，带材与水平面之间的夹角为10
°‑
90
°
。
[0029]其中优选地，带材与水平面之间的夹角为60
°‑
90
°
。
[0030]进一步地，带材表面的镀膜液经过多级升温加热后逐渐固化。
[0031]另外，本专利技术还公开一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜装备，其包括：带材输送机构、镀膜液涂覆机构和第一烘干机构；
[0032]所述带材输送机构用于输送带材，使得带材宽度方向保持与水平面平行，且自下而上平稳地依次通过所述镀膜液涂覆机构和第一烘干机构；
[0033]所述镀膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，镀膜过程中以及至少在镀膜液失去流动性前，带材(10)宽度方向保持与水平面平行，在带材(10)自下而上平稳移动中，将镀膜液附着在带材(10)的两个表面，以及对带材(10)表面的镀膜液进行加热直到至少使其失去流动性。2.根据权利要求1所述的纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，所述镀膜液通过浸泡或喷淋方式附着在所述带材(10)两个表面上。3.根据权利要求1所述的纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，所述镀膜液通过双面对称喷镀式喷涂在所述带材(10)两个表面上。4.根据权利要求1所述的纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，所述镀膜液为纳米二氧化硅溶液。5.根据权利要求4所述的纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，所述二氧化硅的粒径小于50nm。6.根据权利要求1所述的纳米晶磁芯带材绝缘镀膜方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，詹绍通，赵玉平，仝博伟，刘明雷，孙泽松，华洪涛，徐向宇，
申请(专利权)人：北京科益虹源光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：