一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，包括螺線管充磁線圈和兩個異極的弧形充磁線圈，兩個所述弧形充磁線圈沿著所述螺線管充磁線圈的內(nèi)壁相對而置，螺線管充磁線圈與兩個弧形充磁線圈產(chǎn)生的磁場相互垂直；螺線管充磁線圈產(chǎn)生的磁場力大于弧形充磁線圈的磁場力，當(dāng)螺線管充磁線圈沿軸向作用于鱗片狀金屬軟磁微粉時，微粉的長度方向則順著磁場方向取向排列，同時，兩個相對的弧形充磁線圈產(chǎn)生的磁場方向沿截面方向垂直于螺線管充磁線圈產(chǎn)生的磁場，微粉的寬度方向即順著這個較小的磁場方向取向排列，從而使所有的鱗片狀金屬軟磁微粉的長度方向和寬度方向組成的平面處于同一平面內(nèi)。
【專利說明】一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬軟磁微粉，具體涉及一種金屬軟磁微粉的取向裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)和電子信息技術(shù)的發(fā)展，近距離無線電通信技術(shù)(NFC)近幾年迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在全球迅速普及。射頻識別技術(shù)(RFID)是物聯(lián)網(wǎng)的四大核心技術(shù)之一，它是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)物品識別的重要環(huán)節(jié)。RFID必須使用由鱗片狀金屬軟磁微粉和樹脂等粘接劑制作的柔性磁片，金屬軟磁微粉要能在高頻下使用必須具備兩個條件:1)表面電阻率足夠高；2)厚度非常薄，應(yīng)小于在該頻率下的趨膚效應(yīng)深度。即使?jié)M足這兩個條件，也不一定使其導(dǎo)磁率足夠高，為了實現(xiàn)盡可能高的導(dǎo)磁率，鱗片狀微粉必須定向排列。因此，在柔性磁片制作過程中，必須用鱗片狀金屬軟磁微粉磁場取向裝置使微粉定向排列，這樣制成的柔性磁片，在物聯(lián)網(wǎng)通信頻段能，能提高天線的有效高度，增加通信距離。
[0003]同時，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自由空間存在著大量的與自身不需要的電磁波，在電子設(shè)備、器具工作時也會對外界產(chǎn)生輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。電磁干擾已經(jīng)成為繼大氣、水源、噪聲之后世界公認的第四大環(huán)境污染。用鱗片狀金屬軟微粉制作的柔性磁片可以通過吸收電磁輻射能量的方式來實現(xiàn)屏蔽的目的。它可以吸收電子設(shè)備、器具工作時產(chǎn)生的電磁輻射能量，防止其進入自由空間，加大電磁污染；也可以吸收自由空間的電磁輻射能量，防止其干擾電子設(shè)備、器具正常工作，或使其降級、失效。為了在高頻下，獲得較高的磁導(dǎo)率，增加吸收效果，應(yīng)用于電磁兼容的柔性磁片中的磁性微粉也必須定向排列。
[0004]對于具有易磁化軸的磁性微粉(M型、W型或平面六角晶系材料等)而言，只需要在一個方向(通常在垂直方向)施加足夠大的磁場，就可以使其定向排列；然而，對于各向同性的金屬軟磁微粉而言無法做到。中國發(fā)明專利申請201310242962.3,201310245527.6、201310244989.6,201310243931.X,201310463704.8,201310464279.4 公開了鱗片狀金屬軟磁微粉的制作方法與原理不同的取向裝置，其公開的是傳統(tǒng)的磁場取向方法，只能使具有易磁化的各向異性磁性粉末取向，而無法使各向同性的、沒有易磁化軸的磁性粉末進行取向排列。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，可迅速定向排列大量各向同性、沒有易磁化軸的鱗片狀金屬軟磁微粉。
[0006]技術(shù)方案:一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，包括螺線管充磁線圈和兩個異極的弧形充磁線圈，兩個所述弧形充磁線圈沿著所述螺線管充磁線圈的內(nèi)壁相對而置，螺線管充磁線圈與兩個弧形充磁線圈產(chǎn)生的磁場相互垂直。螺線管充磁線圈可產(chǎn)生沿軸線方向貫穿的磁場，而相對而置的異極弧形充磁線圈產(chǎn)生從一個弧形充磁線圈指向另一弧形充磁線圈的磁場，兩個磁場方向相互垂直，迫使線圈中的鱗片狀金屬軟磁微粉的長度方向沿較強的磁場方向取向，而其寬度方向則沿較小的磁場方向取向，從而使所有的鱗片狀金屬軟磁微粉的長度方向和寬度方向組成的平面互相平行，或處于同一平面內(nèi)。
[0007]優(yōu)選的，所述螺線管線圈產(chǎn)生的磁場與兩個弧形線圈之間的磁場的強度之比為1.0:0.3?0.8，優(yōu)選1.0:0.4?0.6，所述螺線管線圈產(chǎn)生的中心磁場強度為50mT?250mT,優(yōu)選120mT?180mT ;螺線管產(chǎn)生的磁場使微粉長度方向沿磁場方向排列，弧型線圈產(chǎn)生的磁場使微粉的寬度方向沿磁場方向排列，以達到微粉的長度方向沿螺線管軸向，寬度方向處于水平方向；優(yōu)選是為了使材料性能、片狀大小的微粉都能實現(xiàn)完全定向排列而確定的，超出優(yōu)選范圍，取向率降低，這是由于螺旋管內(nèi)的磁場是不均勻的，從中心到邊緣呈梯度分布，優(yōu)選的范圍就是其梯度分布的范圍，磁場低取向率就低，根據(jù)微粉大小和質(zhì)量確定的優(yōu)選范圍使微粉定向排列。
[0008]更進一步的，兩個所述弧形充磁線圈之間與所述螺線管充磁線圈的中軸線交點處的磁通密度為30mT?120mT，如上所述，選擇該磁場強度是針對微粉尺寸大小及質(zhì)量按照取向排列需求進行的選擇。
[0009]進一步，所述兩個弧形線圈也可以為異極對置的永磁體，同樣也可產(chǎn)生與螺線管充磁線圈磁場方向相互垂直的磁場。
[0010]有益效果:螺線管充磁線圈產(chǎn)生的磁場力大于弧形充磁線圈的磁場力，當(dāng)螺線管充磁線圈沿軸向作用于鱗片狀金屬軟磁微粉時，微粉的長度方向則順著磁場方向取向排列，同時，兩個相對的弧形充磁線圈產(chǎn)生的磁場方向沿截面方向垂直于螺線管充磁線圈產(chǎn)生的磁場，微粉的寬度方向即順著這個較小的磁場方向取向排列，從而使所有的鱗片狀金屬軟磁微粉的長度方向和寬度方向組成的平面處于同一平面內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為磁場力對鱗片狀金屬軟磁微粉定向排列作用的原理圖；其中，a)圖為螺線管充磁線圈施加的磁力示意圖，b)圖為螺線管充磁線圈和弧形充磁線圈同時施加的磁力示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0013]實施例:
實施例1: 一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，包括螺線管充磁線圈1和兩個異極的弧形充磁線圈3，首先，在骨架2上繞制一個內(nèi)徑為100mm、長度為500mm的螺線管線圈，接上充磁機后，用特斯拉計測量螺線管軸線上的磁通密度約為150mT。繞制一對外徑為90mm的弧形線圈，在螺線管內(nèi)左右相對放置，每個弧形線圈所占的弧度約為90°，接上充磁機后，用特斯拉計測量兩個弧形線圈中心點的磁通密度約為70mT。將兩個弧形充磁線圈3緊貼螺線管充磁線圈1的內(nèi)壁且凹面相對放置，使螺線管充磁線圈1產(chǎn)生的磁場沿軸向方向，兩個弧形充磁線圈3產(chǎn)生的磁場沿水平方向，且兩個磁場相互垂直，如圖1所示。充磁機為充磁線圈提供直流電流，一組直流電流輸出螺線管充磁線圈1，另一組或相同的兩組輸出弧形充磁線圈3。當(dāng)充磁機只有兩組直流輸出電流時，兩個弧形充磁線圈3串聯(lián)在一起使用。
[0014]螺線管充磁線圈1平放，其軸線平行于水平面。在線圈中的腔體內(nèi)設(shè)置一個塑料板或有機玻璃板支架5，板面保持水平，且上板面略低于螺線管中軸面，以便使帶有鱗片狀金屬軟磁微粉的涂布層位于螺線管的中軸面上。鱗片狀金屬軟磁微粉與粘接劑的體積比約為45:55，加入適量的稀釋劑，攪拌均勻后，涂布在PET薄膜4上，涂層厚度約30mm。將PET薄膜4放置在螺線管內(nèi)的支架5上，用拉力使PET薄膜4沿螺線管充磁線圈1軸線緩慢平移，同時開啟充磁電流開關(guān)，對磁性微粉進行定向處理。
[0015]如圖2所示，圖a) b)為沿螺線管充磁線圈1的橫截面上的磁場示意圖，在螺線管充磁線圈1中有充磁電流流過時，螺線管中產(chǎn)生的磁力線氏沿軸向方向貫穿于整個螺線管中，微粉的長度方向則順著磁場方向取向排列，但其寬度方向則處于雜亂無章地排列；當(dāng)在原磁場的垂直方向再加一個較小的磁場時，兩個弧形充磁線圈3中有充磁電流流過時，其產(chǎn)生的磁力線方向H2沿與螺線管充磁線圈1中的磁力線方向氏垂直，微粉的寬度方向則順著這個較小的磁場方向取向排列。兩個磁場力對磁性粉末與樹脂等粘接材料組成的復(fù)合材料涂層中的金屬軟磁微粉產(chǎn)生作用，微粉的長度方向則順著螺線管充磁磁場方向取向排列，微粉的寬度方向則順著弧形充磁磁場方向取向排列，從而使所有的鱗片狀金屬軟磁微粉的長度方向和寬度方向組成的平面處于同一平面內(nèi)。
[0016]用本發(fā)明裝置進行定向處理，制得的柔性磁性薄片經(jīng)掃描電子顯微鏡觀察，鱗片狀微粉取向排列率大于98%。
[0017]實施例2:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為50mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為30mT。
[0018]實施例3:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為250mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為120mT。
[0019]實施例4:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為100mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為40mT。
[0020]實施例5:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為180mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為108mT。
[0021]實施例6:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為200mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為60mT。
[0022]實施例7:與實施例1大致相同，所不同的是螺線管充磁線圈1在軸線上產(chǎn)生的磁通密度為125mT，弧形充磁線圈3在其中心點產(chǎn)生的磁通密度為100mT。
[0023]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，其特征在于:包括螺線管充磁線圈和兩個異極的弧形充磁線圈，兩個所述弧形充磁線圈沿著所述螺線管充磁線圈的內(nèi)壁相對而置，螺線管充磁線圈與兩個弧形充磁線圈產(chǎn)生的磁場相互垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，其特征在于:所述螺線管線圈產(chǎn)生的磁場與兩個弧形線圈之間的磁場的強度之比為1.0:0.3?0.8，所述螺線管線圈產(chǎn)生的磁場磁通密度為50mT?250mT。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，其特征在于:兩個所述弧形充磁線圈之間與所述螺線管充磁線圈的中軸線交點處的磁通密度為30mT?120mT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鱗片狀金屬軟磁微粉取向裝置，其特征在于:所述兩個弧形線圈也可以為異極對置的永磁體。
【文檔編號】H01F13/00GK104269239SQ201410426592
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】瞿衛(wèi)俊, 蔡鑫磊, 丁勇, 陽開新 申請人:鎮(zhèn)江寶納電磁新材料有限公司