CN104647819B - 一种隔磁材料及其柔性处理方法 - Google Patents

一种隔磁材料及其柔性处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔磁材料及其柔性处理方法。它包括铁氧体烧结片以及铁氧体烧结片两侧面的保护膜，所述的保护膜与铁氧体烧结片相互粘合，所述的铁氧体烧结片为铁氧体生片烧制而成，根据不同厚度的铁氧体生片来选择不同的柔性处理方法，厚度为0.14～1.2mm时，采用圆辊刀模进行处理，在铁氧体生片表面高效地制备凹槽；厚度为0.04～0.14mm时，采用直接烧制方法，依次实现对隔磁材料的柔性处理。本发明的有益效果是：采用圆辊刀模进行处理时，使得铁氧体生片表面上的凹槽深度一致，且具有高效率的特点；采用直接烧制方法，在保证隔磁材料柔性的同时，可以有效的提高工作效率，降低劳动强度；采用不同的方法能够使得最终的隔磁材料具有良好的弯曲效果。

Description

一种隔磁材料及其柔性处理方法
技术领域
本发明涉及磁性材料制造相关技术领域，尤其是指一种隔磁材料及其柔性处理方法。
背景技术
近年来，随着智能手机的普及，近场通信NFC(Near Field Communication)技术在手机中得到应用。但当NFC天线设置在手机电路板或电池附近时，金属材料在交变的电磁场作用下产生涡流现象，信号强度将大大减弱，容易导致读取过程不灵敏。为了解决上述问题，在NFC天线与手机电池之间设置一块隔磁材料，通过提高隔磁材料自身磁导率，将读写器发出的电磁信号聚集到隔磁材料中进行传输，同时，隔磁材料具有较低的损耗，保证电磁信号通过后较小衰减或无衰减，从而实现提高通信距离或和读写的灵敏度。
在隔磁材料制备过程中，首先要准备铁氧体生片的成型工序，然后将成型好的铁氧体生片烧制成铁氧体烧结片。为了使烧制后的铁氧体烧结片具有良好的柔软性，中国专利(公开号：CN 101262085A)公开了在铁氧体生片一侧面纵横方向分割许多凹槽，并将其进行烧制，铁氧体生片就变成铁氧体烧结片，然后在铁氧体烧结片一面粘合保护膜，另一面粘合双面胶带，接着将其经橡胶棍滚压，由此，被包裹的铁氧体烧结片沿凹槽规格地***成许多独立的小块，构成能够弯曲的隔磁材料。在上述中国专利(公开号：CN 101262085A)中尽管介绍了在铁氧体生片侧面设置V型凹槽，但是关于如何在铁氧体生片侧面设置许多等间距的凹槽没有详细描述，即在该专利中只介绍了切割V型凹槽，并没有说明如何高效率地在铁氧体生片侧面设置许多等间距的凹槽，也没有介绍如何确保切割凹槽深度的一致性。
另一篇中国专利(公开号：CN 102731100 A)公开了在铁氧体生片的一侧面纵横两方向设置许多不连续的凹槽，纵横方向的凹槽相互不交叉，将铁氧体侧面分割成许多四角处仍然相连的小格子，这些铁氧体生片经烧制后，在其侧面贴覆上保护膜做支撑，最后使得铁氧体烧结片沿虚线状的凹槽完全断裂，将铁氧体烧制片分成多个独立的小方块，以实现脆性铁氧体烧制片能够弯曲。但是在本专利(公开号：CN 102731100 A)中公开了采用平面刀具对铁氧体片侧面冲切(或推切)出不连续的凹槽。这种冲切是通过刀尖瞬间切入铁氧体生片内部，在铁氧体生片表面对应形成V形槽，在冲压的瞬间刀尖处会受到较大冲击力，严重影响刀具使用寿命，特别是在调试冲压深度时控制不当，刀具冲压过深极易损坏刀尖，导致整个刀模报废。
同时，在上述两篇专利(公开号：CN 101262085A，CN 102731100 A)中公开了制备连续凹槽，或不连续凹槽，对于0.05～0.14mm范围内的铁氧体生片而言，要在其侧面冲切出为自身厚度一定比例深度的凹槽，对冲压设备的精度要求很高，通常难以保证冲切深度相等，就会出现冲压的凹槽深浅不一，而且铁氧体生片自身很薄，经烧制后铁氧体烧结片容易延较深的凹槽开裂，铁氧体烧结片破碎严重。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种高效率设置凹槽深度一致的隔磁材料及其柔性处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种隔磁材料，包括铁氧体烧结片以及铁氧体烧结片两侧面的保护膜，所述的保护膜与铁氧体烧结片相互粘合，所述的铁氧体烧结片为铁氧体生片烧制而成。
通过铁氧体烧结片两侧面保护膜的设计，使得铁氧体烧结片在破碎后保证弯曲度的同时，保证了破碎后材料的一致性。
作为优选，所述铁氧体烧结片的一侧面保护膜为PET保护膜，所述铁氧体烧结片的另一侧面保护膜为双面胶带，所述的双面胶带由双面胶层和离型层构成。
作为另一种优选，所述铁氧体烧结片的两侧面保护膜均为双面胶带，所述的双面胶带由双面胶层和离型层构成。
针对上述隔磁材料，本发明还提供了一种隔磁材料的柔性处理方法，具体操作步骤如下：
(1)先将镍铜锌铁氧体粉末、有机溶剂、粘结剂、增塑剂等助剂按一定比例均匀混合成料浆，料浆经流延设备均匀地涂覆在PET基膜上，待PET基膜上的料浆干燥后即可得到铁氧体生片；
(2)将流延成型后的铁氧体生片进行厚度检测，当铁氧体生片厚度为0.14～1.2mm时，进入到步骤(3)中；当铁氧体生片厚度为0.04～0.14mm时，进入到步骤(4)中；
(3)在铁氧体生片侧面通过圆辊刀模进行滚压，在铁氧体生片一侧面纵横两个方向滚压出虚线状的凹槽；
(4)将准备好的铁氧体生片进行烧制，铁氧体生片经烧制后就变成铁氧体烧结片；
(5)在铁氧体烧结片的一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，在铁氧体烧结片的另一侧面粘合双面胶带；
(6)将上述铁氧体烧结片的组合体经橡胶钢棍滚压，形成能够弯曲的隔磁材料。
其中：将料浆制备成铁氧体生片的过程称为流延成型，在步骤(2)中，当铁氧体生片厚度为0.14～1.2mm时，其优选厚度为0.16～0.8mm，进入到步骤(3)中；当铁氧体生片厚度为0.04～0.14mm时，其优选厚度为0.05～0.12mm，进入到步骤(4)中。该方法使得流延成型后的铁氧体生片根据厚度的不同，选择不同的柔性处理方法，当其厚度为0.14～1.2mm，在铁氧体生片表面高效地制备凹槽，以便对最终隔磁材料柔性处理；当铁氧体生片厚度为0.04～0.14mm时，铁氧体生片自身已经很薄，如果在铁氧体片生片设置凹槽，由于铁氧体生片在烧制过程中产生收缩，也即在烧制阶段铁氧体生片***向中心收缩，凹槽处的拉伸强度降低，容易导致铁氧体生片烧制时沿凹槽断裂，良品率降低，故而选择直接对对隔磁材料柔性处理；这样设计能够有效的制备出高性能的隔磁材料。
作为优选，所述的圆辊刀模为圆柱状，所述圆辊刀模的直径为50～200mm，所述圆辊刀模表面轴向等间距设置多个三角截面凸条，所述圆辊刀模表面径向等间距设置多个与轴向三角截面凸条相一致的三角截面凸条，所述轴向的三角截面凸条与轴向的三角截面凸条正交，所述的三角截面凸条的高度为1～2mm，所述的三角截面凸条的顶角角度为20～40度，所述相邻两个三角截面凸条的间距为1～5mm，所述轴向排列的三角截面凸条与径向排列的三角截面凸条在交叉处断开形成缺口，所述缺口的间隔为两个三角截面凸条间隔的1/10～1/2，所述轴向排列的三角截面凸条构成虚线状，所述径向排列的三角截面凸条构成虚线状的圆弧。烧制后的铁氧体烧结片由于厚度相对较厚，经橡胶棍滚压时铁氧体烧结片不易破裂成小块，使得最终的隔磁材料柔软性不佳，故而选择圆辊刀模的结构设计来满足对隔磁材料的柔性处理。
作为优选，所述圆辊刀模的直径为80～120mm，所述的三角截面凸条的高度为1.2～1.5mm，所述的三角截面凸条的顶角角度为25～35度，所述相邻两个三角截面凸条的间距为2～4mm，所述缺口的间隔为两个三角截面凸条间隔的1/5～1/3。为了提高生产效率，应该选取直径相对较大的圆辊刀模，但考虑的制作大直径的圆辊刀模成本会提高，故而选择上述尺寸作为优选尺寸；相邻两个三角截面凸条间距变大时，滚压时对应的V形凹槽间距也会增大，后续的的铁氧体烧制片可分割的方块尺寸也会增大，导致隔磁材料的柔性就降低，故而选择上述尺寸作为优选尺寸；缺口处的间隙过大时，烧制后的铁氧体烧结片经滚压后不易沿凹槽裂开，导致隔磁材料的柔性不佳，故而选择上述尺寸作为优选尺寸。
作为优选，在步骤(3)中，圆辊刀模在铁氧体生片一侧的表面上进行纵、横两个方向滚压时，铁氧体生片表面就形成了与三角截面凸条相应的V形凹槽，所述V形凹槽的深度为铁氧体生片厚度的1/10～1/2，从而在铁氧体生片表面纵、横两个方向上形成非连续的V形凹槽。
作为优选，所述V形凹槽的深度为铁氧体生片厚度的1/8～1/3。
作为优选，在步骤(4)中，将准备好的铁氧体生片在850℃～1100℃的温度下进行烧制，保温时间为1～5小时。
作为优选，所述的烧制温度为900℃～1000℃，保温时间为1.5～3小时。
本发明的有益效果是：根据不同厚度的铁氧体生片来选择不同的柔性处理方法，采用圆辊刀模进行处理时，使得铁氧体生片表面上的凹槽深度一致，且具有高效率的特点；采用直接烧制方法，在保证隔磁材料柔性的同时，可以有效的提高工作效率，降低劳动强度；采用不同的方法能够使得最终的隔磁材料具有良好的弯曲效果。
附图说明
图1是圆辊刀模的结构示意图；
图2是图1中圆辊刀模的局部放大结构示意图；
图3是采用圆辊刀模滚压后的铁氧体生片结构示意图；
图中：1.圆辊刀模，2.三角截面凸条，3.缺口，4.V形凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
首先将镍铜锌铁氧体粉末、溶剂(乙醇和甲苯或乙醇和二甲苯二元混合)、粘结剂(聚乙烯醇缩丁醛(PVB))、增塑剂(邻苯二甲酸二丁酯(DBP))等其他助剂按一定配比进行球磨混合成料浆，料浆经流延成型后在40℃烘干，制备出厚度为0.152mm铁氧体生片，如图1所示，采用直径为85mm的圆辊刀模1，如图2所示，相邻两个三角截面凸条2间距为2.5mm，三角截面凸条的高度为1.2mm，所述的三角截面凸条的顶角角度为25度，三角截面凸条2交叉部位的缺口3为0.5mm，对铁氧体生片一侧面进行滚压，如图3所示，在铁氧体片表面形成深度为0.03mm的V形凹槽4，V形凹槽4深度通过显微镜进行检测。将准备好的铁氧体生片经950℃进行烧制，保温时间为2小时，得到完好的烧制铁氧体烧制片，铁氧体烧制片一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，另一侧面粘合双面胶带，接着将其经直径为6mm的钢棍滚压，铁氧体烧制片沿V形凹槽4规则分割成多块小方片，构成了具有良好柔性的隔磁材料。最终隔磁材料经安捷伦4991A阻抗仪测试复数磁导率，当频率为13.56MHz时，测得的复数磁导率μ′＝141.5，μ″＝2.36。
实施例2：
采用例1同样的方法制备厚度为0.724mm铁氧体生片，采用直径为105mm的圆辊刀模1，相邻两个三角截面凸条2间距为3.6mm，三角截面凸条的高度为1.5mm，所述的三角截面凸条的顶角角度为35度，三角截面凸条2交叉部位缺口3为1mm，对铁氧体生片一侧面进行滚压，在铁氧体片表面形成深度为0.23mm的V形凹槽4，将准备好的铁氧体生片经965℃进行烧制，得到完好的烧制铁氧体烧制片，铁氧体烧制片一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，另一侧面粘合双面胶带，接着将其经直径为6mm的钢棍滚压，铁氧体烧制片沿V形凹槽4规则分割成多块小方片，构成了具有良好柔性的隔磁材料。经安捷伦4991A阻抗仪测试复数磁导率，当频率为13.56MHz时，测得的复数磁导率μ′＝135.5，μ″＝2.82。
实施例3：
采用例1同样的方法制备厚度为0.072mm的铁氧体生片，直接经945℃烧制后形成铁氧体烧制片，再在铁氧体烧制片一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，另一侧面粘合双面胶带，然后，经直径为6mm的钢棍滚压，铁氧体烧制片无规则破碎成许多碎片，使得最终的隔磁材料具有良好的弯曲效果，经安捷伦4991A阻抗仪测试复数磁导率，当频率为13.56MHz时，测得的复数磁导率μ′＝138.4，μ″＝1.86。
实施例4：
采用例1同样的方法制备厚度为0.124mm的铁氧体生片，直接经955℃烧制后形成铁氧体烧制片，再在铁氧体烧制片一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，另一侧面粘合双面胶带，然后，经直径为6mm的钢棍滚压，铁氧体烧制片无规则破碎成许多碎片，PET保护膜无破损，得到的隔磁材料弯曲效果良好。经安捷伦4991A阻抗仪测试复数磁导率，当频率为13.56MHz时，测得的复数磁导率μ′＝145.4，μ″＝2.83。
比较例1：
选取用实施例1厚度相等的铁氧体生片，除了三角截面凸条交叉部位缺口为1mm外，其它实施过程与实施例1相同，最终隔磁材料经6mm的钢棍滚压后，铁氧体烧制片无规则破碎，PET保护膜出现破损现象，双面胶带的离型层表面出现凸点和划痕。
比较例2：
选取厚度为0.124mm的铁氧体生片，采用同实施例1相同的圆辊刀模1，在铁氧体片表面形成深度为0.02mm的V形凹槽4，将准备好的铁氧体生片经950℃进行烧制，烧制后铁氧体烧制片出现沿V形凹槽4开裂。

Claims (6)

1.一种隔磁材料的柔性处理方法，所述的隔磁材料包括铁氧体烧结片以及铁氧体烧结片两侧面的保护膜，所述的保护膜与铁氧体烧结片相互粘合，所述的铁氧体烧结片为铁氧体生片烧制而成，所述铁氧体烧结片的一侧面保护膜为PET保护膜，所述铁氧体烧结片的另一侧面保护膜为双面胶带，所述的双面胶带由双面胶层和离型层构成，所述铁氧体烧结片的两侧面保护膜均为双面胶带，所述的双面胶带由双面胶层和离型层构成，其特征是，具体操作步骤如下：
(1)先将镍锌铁氧体粉末、有机溶剂、粘结剂、增塑剂按一定比例均匀混合成料浆，料浆经流延设备均匀地涂覆在PET基膜上，待PET基膜上的料浆干燥后即可得到铁氧体生片；
(2)将流延成型后的铁氧体生片进行厚度检测，当铁氧体生片厚度为0.14～1.2mm时，进入到步骤(3)中；当铁氧体生片厚度为0.04～0.14mm时，进入到步骤(4)中；
(3)在铁氧体生片侧面通过圆辊刀模(1)进行滚压，在铁氧体生片一侧面纵横两个方向滚压出虚线状的凹槽；其中：所述的圆辊刀模(1)为圆柱状，所述圆辊刀模(1)的直径为50～200mm，所述圆辊刀模(1)表面轴向等间距设置多个三角截面凸条(2)，所述圆辊刀模(1)表面径向等间距设置多个与轴向三角截面凸条(2)相一致的三角截面凸条(2)，所述轴向的三角截面凸条(2)与轴向的三角截面凸条(2)正交，所述的三角截面凸条(2)的高度为1～2mm，所述的三角截面凸条(2)的顶角角度为20～40度，所述相邻两个三角截面凸条(2)的间距为1～5mm，所述轴向排列的三角截面凸条(2)与径向排列的三角截面凸条(2)在交叉处断开形成缺口(3)，所述缺口(3)的间隔为两个三角截面凸条(2)间隔的1/10～1/2，所述轴向排列的三角截面凸条(2)构成虚线状，所述径向排列的三角截面凸条(2)构成虚线状的圆弧；
(4)将准备好的铁氧体生片进行烧制，铁氧体生片经烧制后就变成铁氧体烧结片；
(5)在铁氧体烧结片的一侧面粘合PET保护膜或者双面胶带，在铁氧体烧结片的另一侧面粘合双面胶带；
(6)将上述铁氧体烧结片的组合体经橡胶钢棍滚压，形成能够弯曲的隔磁材料。
2.根据权利要求1所述的一种隔磁材料的柔性处理方法，其特征是，所述圆辊刀模(1)的直径为80～120mm，所述的三角截面凸条(2)的高度为1.2～1.5mm，所述的三角截面凸条(2)的顶角角度为25～35度，所述相邻两个三角截面凸条(2)的间距为2～4mm，所述缺口(3)的间隔为两个三角截面凸条(2)间隔的1/5～1/3。
3.根据权利要求1或2所述的一种隔磁材料的柔性处理方法，其特征是，在步骤(3)中，圆辊刀模(1)在铁氧体生片一侧的表面上进行纵、横两个方向滚压时，铁氧体生片表面就形成了与三角截面凸条(2)相应的V形凹槽(4)，所述V形凹槽(4)的深度为铁氧体生片厚度的1/10～1/2，从而在铁氧体生片表面纵、横两个方向上形成非连续的V形凹槽(4)。
4.根据权利要求3所述的一种隔磁材料的柔性处理方法，其特征是，所述V形凹槽(4)的深度为铁氧体生片厚度的1/8～1/3。
5.根据权利要求1所述的一种隔磁材料的柔性处理方法，其特征是，在步骤(4)中，将准备好的铁氧体生片在850℃～1100℃的温度下进行烧制，保温时间为1～5小时。
6.根据权利要求5所述的一种隔磁材料的柔性处理方法，其特征是，所述的烧制温度为900℃～1000℃，保温时间为1.5～3小时。
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