[发明专利]一种WPC及NFC兼用高频高磁导率低损耗镍锌铁氧体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种WPC及NFC兼用高频高磁导率低损耗镍锌铁氧体及其制备方法，所述镍锌铁氧体由主成分和副成分组成，主成分分子结构表达式为：Ni_0.27+a+bZn_0.52‑aCu_0.09Co_0.12‑bFe_1.99O₄，其中0＜a≤0.08，0＜b≤0.03；副成分为：CaCO₃0.09~0.12wt%、MoO₃0.08~0.14wt%、Nb₂O₅ 0.05~0.08wt%、BaCO₃0.02~0.06wt%、SrCO₃0.01~0.02wt%。该铁氧体在工作频点6.78MHz时复数磁导率实部200(1±10%)，复数磁导率虚部≤3；13.56MHz时，复数磁导率实部230(1±10%)，复数磁导率虚部≤6，饱和磁通密度≥420mT，可以同时满足无线充电及近场通信用铁氧体屏蔽材料高频高磁导率低损耗及高饱和磁通密度的性能要求。

技术领域

本发明属于软磁铁氧体技术领域，具体涉及一种WPC(无线充电)及NFC（近场通信）兼用高频高磁导率低损耗镍锌铁氧体。

背景技术

随着智能电子产品的迅猛发展，无线充电技术目前的发展态势相当迅速。根据设计原理和机理的不同，无线充电的实现方式根据不同的应用频段可分为三类，低频是电磁感应耦合式，中高频是电磁共振式，更高频是电磁辐射式。目前，市场上应用的非接触式无线充电设备主要是电磁感应式和电磁共振式无线充电器，而且已经实现了商业化。相比于电磁感应式，共振式采用了更大的输出线圈，能同时为多台设备充电，充电范围更广，共振频率设定为6.78MHz，即使微弱的感应磁场也能为设备充电，充电范围更大，因此实用性更强。为了增加发射线圈与接收线圈之间耦合系数，需要在两个线圈外侧增加铁氧体磁片，以增强线圈之间的磁感应强度；此外，铁氧体磁片还能起到屏蔽作用，防止交变磁场对线圈后面的金属件产生涡流而导致发热和对设备内部的天线、电子元件等造成干扰。

NFC是一种工作频率为13.56MHz，通信距离0～20cm的近距离无线通信技术，近年来随着通信产业的不断发展, NFC也在飞速发展。在NFC天线模组中加入铁氧体材料能够隔离金属材料对天线磁场的吸收，增加天线的磁场强度，从而有效增加通信感应距离。因此铁氧体屏蔽磁片是NFC手机中必不可少的部分。

由于工作频率的不同，对有这两种功能需求的设备，一般采用不同的材料来分别完成无线充电及NFC通信。若能开发一种材料同时满足6.78MHz条件下共振式无线充电和13.56MHz条件下NFC技术的要求，用一枚铁氧体磁片同时实现不同频率下的隔磁作用，既能降低制造成本，又可以减小设备尺寸，是材料工作者追求的目标。

对于共振式无线充电和NFC技术铁氧体屏蔽材料，首先要求其在各自频点时的磁导率尽量高，这样无线充电效率高、NFC天线耦合作用的距离能够更远，其次要求其损耗低，这样耦合过程的磁损耗小，也有利于提高无线充电效率及NFC天线的作用距离。但是，在高频下，提高铁氧体的磁导率和降低损耗的目标要求基本上是相互矛盾的，很难找到比较好的折中效果。

在国内已有一些相关镍锌铁氧体材料的制造方法的专利，具体如下：

（1）公开号为CN 104030674B，公开日为2014.09.10，发明名称为“一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法”的中国专利公开了一种针对于无线充电中铁氧体材料作为屏蔽材料应用背景的NiCuZn 铁氧体材料及其制备方法。采用传统的氧化物烧结制备工艺，制备出的NiCuZn 铁氧体材料在100kHz~200kHz 频率区间，起始磁导率μ_i为950~1000，100kHz、100mT、25℃下功率损耗Pcv 为460~500mW/cc，饱和磁感应强度Bs≥360mT，矫顽力Hc32A/m。实现了无线充电中铁氧体材料作为屏蔽材料要求的：较低的功率损耗Pcv和Hc，更高的μ_i和较高的Bs；