金属铁氧体复合磁屏蔽材料制造技术

本发明专利技术涉及一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，包括：基板，所述基板为非磁性材料；固定于所述基板表面上的至少一个屏蔽单元，所述屏蔽单元包括由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的铁氧体环组成的铁氧体层、以及由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的金属环组成的金属层，若干个所述金属环与若干个所述铁氧体环一一对应贴设固定，所述铁氧体层固定于所述基板上。本发明专利技术的复合磁屏蔽材料能够在保证具有较高屏蔽效能的前提下，具有较小的涡流热效应以及较小的屏蔽体的质量和体积。以及较小的屏蔽体的质量和体积。以及较小的屏蔽体的质量和体积。

【技术实现步骤摘要】
金属铁氧体复合磁屏蔽材料


[0001]本专利技术涉及磁屏蔽
，特别涉及一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料。

技术介绍

[0002]复合磁屏蔽结构是一种能够有效地屏蔽磁场干扰的结构，由磁性材料和非磁性材料组成，通过合理的制备工艺，使其具有良好的磁屏蔽性能。其可广泛应用于超声波燃气表、超声波探头、无线能量传输等易受电磁环境影响的场合。超声波燃气表等精密仪器和设备通常需要受到高度的保护，以避免外部磁场的干扰和损坏。无线能量传输场合受外界磁场干扰可能会影响能量传输效率，同时，线圈两侧较强的磁场辐射则可能会对周围环境及人体造成严重的危害。复合磁屏蔽结构的应用可以有效地解决这些问题，并提高仪器和设备的性能及可靠性，提高无线电能传输的稳定性。
[0003]实际应用中，金属材料及铁氧体材料等均可以起到磁屏蔽作用，但其在高频范围内应用受限。由金属材料做成的屏蔽罩能够屏蔽高频交变磁场，高频交变磁场能在屏蔽罩上引起很大的涡流，由于涡流的去磁作用，屏蔽罩处的磁场大大减弱，罩内的高频交变磁场不能穿出罩外，罩外的磁场也不能穿入罩内，从而达到磁屏蔽的目的，其缺点为在大功率设备中会导致涡流发热，使设备过热而影响正常工作，具有较大的安全隐患；铁氧体磁性材料的主要特点是电阻率远大于金属磁性材料，引起的涡流较小，使其能应用于高功率场景，但铁氧体磁性材料的高频功率损耗大，屏蔽效果较差，而且，铁氧体磁性材料的屏蔽效能与其厚度相关，因此，若要达到较高的屏蔽效能，通常需要质量和体积较大的铁氧体磁性材料，不适于小型化轻量化需求。

技术实现思路
/>[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，能够在保证具有较高屏蔽效能的前提下，具有较小的涡流热效应以及较小的屏蔽体的质量和体积。
[0005]本专利技术通过如下方案来实现：一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，包括：
[0006]基板，所述基板为非磁性材料；
[0007]固定于所述基板表面上的至少一个屏蔽单元，所述屏蔽单元包括由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的铁氧体环组成的铁氧体层、以及由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的金属环组成的金属层，若干个所述金属环与若干个所述铁氧体环一一对应贴设固定，所述铁氧体层固定于所述基板上。
[0008]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，所述金属环的材料选自铜、铁、铝、银、金及其合金。
[0009]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，最内圈的铁氧体环向内延伸形成实心铁氧体板，最内圈的金属环向内延伸形成实心金属板。
[0010]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，最内圈的铁氧体环的外径尺寸不超过最外圈的铁氧体环的外径尺寸的1/3。
[0011]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，所述金属层的厚度与所述铁氧体层的厚度相同。
[0012]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，所述基板的厚度等于所述金属层的厚度和所述铁氧体层的厚度之和。
[0013]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，所述屏蔽单元的数量为多个，且多个所述屏蔽单元呈矩阵式分布固定于所述基板表面。
[0014]本专利技术金属铁氧体复合磁屏蔽材料的进一步改进在于，所述基板为柔性基板。
[0015]本专利技术采用金属环和铁氧体环的同心双层结构来屏蔽磁场，一方面可以利用铁氧体层的高磁导率将待屏蔽磁场进行压缩，从而削弱穿至金属层的磁场，降低了金属层的涡流热效应，另一方面利用金属层的高屏蔽性能，避免了采用增大铁氧体层质量和体积来提高屏蔽效能的方式。本专利技术通过柔性基板来固定金属环和铁氧体环，使得复合磁屏蔽材料能够自由弯曲折叠，且较轻薄扁平，可以提高结构整体的灵活性。进一步地，通过阵列形式排列多组金属环和铁氧体环，可以增大磁屏蔽面积，适用于更多磁屏蔽场合。
附图说明
[0016]图1示出了本专利技术复合磁屏蔽材料分层状态正视图。
[0017]图2示出了本专利技术复合磁屏蔽材料分层状态侧视图。
[0018]图3示出了本专利技术铁氧体层及等效电流流向示意图。
[0019]图4示出了本专利技术金属层及等效电流流向示意图。
[0020]图5示出了本专利技术金属磁屏蔽结构示意图。
[0021]图6示出了本专利技术复合磁屏蔽结构示意图。
[0022]图7示出了本专利技术复合磁屏蔽结构和金属磁屏蔽结构的屏蔽效能普示意图。
具体实施方式
[0023]为了解决传统屏蔽材料无法兼顾具有较高屏蔽效能、较低涡流热效应以及较小屏蔽体尺寸的问题，本专利技术提供了一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，能够在保证具有较高屏蔽效能的前提下，具有较小的涡流热效应以及较小的屏蔽体的质量和体积。下面以具体实施例结合附图对该金属铁氧体复合磁屏蔽材料作进一步说明。
[0024]参阅图1和图2所示，一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，包括：基板1，该基板1为非磁性材料；固定于该基板1表面上的至少一个屏蔽单元，该屏蔽单元包括由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的铁氧体环21组成的铁氧体层2、以及由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的金属环31组成的金属层3，若干个该金属环31与若干个该铁氧体环21一一对应贴设固定，该铁氧体层2固定于该基板1上。
[0025]具体来说，配合图3和图4所示，该复合磁屏蔽材料包括一个屏蔽单元，由上至下分别为金属环31、铁氧体环21及基板1，尺寸为30mm*30mm，铁氧体层2及金属层3均为正方形同心环，最外圈的铁氧体环21和最外圈的金属环31的边长L1均为30mm，最内圈的铁氧体环21向内延伸并封闭，即中间为正方形实心铁氧体板，最内圈的金属环31向内延伸并封闭，即中间为正方形实心金属板，实心铁氧体板和实心金属板的边长L2一般不大于屏蔽单元尺寸的1/3，本实施例中L2为10mm。该金属环31的材料可以选自铜、铁、铝、银、金及其合金，本实施
例选择导电率高且成本相对低的铜材料制作该金属环31。较佳地，该金属层3的厚度与该铁氧体层2的厚度相同，均为d＝0.1mm，该基板1的厚度等于该金属层3的厚度和该铁氧体层2的厚度之和，为2d＝0.2mm，具体如图2所示。
[0026]设铁氧体环21和金属环31的有效感应电流分别由I1和I2表示，假设待屏蔽磁场具有从内向外的电流I，那么铁氧体区域的电流I1与I方向相同，由于金属具有抗磁性，则电流I2的方向与I1和I的方向相反。通过在空气和金属之间产生顺逆时针交替的磁矩分布，最终整个结构在磁场中形成了类Halbach磁路，在磁偶极子源激发磁场下构造的类Halbach磁矩结构与Halbach永磁体阵列的磁路类似。需要说明的是，每个屏蔽单元中铁氧体层2和金属层3之间的距离以及铁氧体环21和金属环31的环数均是可以设计的，理论上环数越多，系统等效磁导率越高，系统越接近类Halbach磁路。该类Halbach磁路结构，一方面可以利用铁氧体层的高磁导率将待屏蔽磁场进行压缩，从而削弱穿至金属层的磁场，降低金属层的涡流热效应，另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属铁氧体复合磁屏蔽材料，其特征在于，包括：基板，所述基板为非磁性材料；固定于所述基板表面上的至少一个屏蔽单元，所述屏蔽单元包括由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的铁氧体环组成的铁氧体层、以及由若干个相似形状、不同尺寸且同心设置的金属环组成的金属层，若干个所述金属环与若干个所述铁氧体环一一对应贴设固定，所述铁氧体层固定于所述基板上。2.如权利要求1所述的金属铁氧体复合磁屏蔽材料，其特征在于，所述金属环的材料选自铜、铁、铝、银、金及其合金。3.如权利要求1所述的金属铁氧体复合磁屏蔽材料，其特征在于，最内圈的铁氧体环向内延伸形成实心铁氧体板，最内圈的金属环向内延伸形成实心金...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝可嘉，陈旭，江俊，李云辉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：