[发明专利]一种纳米晶磁芯及其制备方法和磁性设备

说明书

本发明涉及一种纳米晶磁芯及其制备方法和磁性设备，一种纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：S1，将若干纳米晶带材叠加固定，形成预设厚度的纳米晶带材；S2，将预设厚度的纳米晶带材保持原状或绕制成第一预设形状；S3，对S2中绕制成预设形状的纳米晶带材进行真空含浸处理，并对含浸后的纳米晶带材进行烘烤，使含浸后的纳米晶带材固化成型；S4，采用切割工艺对S3中固化成型的纳米晶带材按照要求的导磁方向进行切割，形成第二预设形状的纳米晶磁芯。本发明采用切割工艺对固化成型后的纳米晶带材进行切割，可以根据需要切割成任意形状的纳米晶磁芯，避免了现有冲压工艺可能对形状或结构造成的破坏，也突破了冲压工艺的形状限制。

技术领域

本发明涉及纳米晶磁芯技术领域，具体涉及一种纳米晶磁芯及其制备方法和磁性设备。

背景技术

随着电气化的到来，电力电子技术已经广泛应用在生活的各个角落，从手机适配器等消费类产品到电动汽车、高铁等，都大量使用了开关电源技术，而开关电源电路中的磁性元器件必不可少也对工作性能起到至关重要的作用。功率电路中常见的软磁材料主要有软磁铁氧体、非晶纳米晶、硅钢片等，其中非晶纳米晶材料由于稳定性高、磁导率高、饱和磁通高等优点在几百赫兹到几百千频率区间具有明显优势，正在更广泛应用于电力电子磁性元器件生产中。

目前市场上的纳米晶磁芯主要为环型纳米晶磁芯、跑道型纳米晶磁芯，形状结构单一，不能满足很多特定形状磁性，或对磁路有特殊要求的布局设计。专利申请号为202110966855.X、专利名称为《一种纳米晶磁芯的制备方法及纳米晶磁芯》中公开了一种特殊形状纳米晶磁芯加工工艺，该专利中对纳米晶带材先进行粘连，然后通过冲切方式切割成特定形状，对切割成特定形状的磁芯再定位贴合形成需要的厚度，形成纳米晶磁芯最终形状。该专利中公开的纳米晶磁芯生产方法提供了纳米晶特殊形状磁芯的制备途径，但仍存在以下几种问题：首先，制备方法中使用冲切方式对粘连的带材进行成型，这种冲切方式对切割厚度具有严格限制，为了生产数10mm厚度的磁芯，需要使用大型冲压设备或者对成型后材料多次定位贴合以达到要求厚度，工艺复杂；其次，制备方法中生产的纳米晶磁芯导磁方向为平行于纳米晶层叠的方向(方法1中垂直于厚度方向平面，即导磁率高的方向是单片磁材的平面方向)，若要生产方法1中垂直长度方向的导磁磁芯(即沿叠层方向导磁率高的磁芯)，则十分困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的纳米晶磁芯形状结构单一，制备方法复杂，不能满足各种不同形状以及不同导磁方向的磁芯应用需求问题，本发明提供了一种纳米晶磁芯及其制备方法和磁性设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：

S1，将若干纳米晶带材叠加固定，形成预设厚度的纳米晶带材；

S2，将预设厚度的纳米晶带材保持原状或绕制成第一预设形状；

S3，对S2中绕制成预设形状的纳米晶带材进行真空含浸处理，并对含浸后的纳米晶带材进行烘烤，使含浸后的纳米晶带材固化成型；

S4，采用切割工艺对S3中固化成型的纳米晶带材按照要求的导磁方向进行切割，形成第二预设形状的纳米晶磁芯。

本发明的有益效果是：本发明的纳米晶磁芯的制备方法，通过对纳米晶带材按照预设厚度进行叠加固定，然后按照最终需求进行整体形状设计(可以考虑最省材料或最易切割等因素)，然后进行固化，固化后再按照要求的导磁方向进行切割，进而生产出各种复杂形状、具有特定导磁方向特性的纳米晶磁芯材料。而且本发明采用切割工艺对固化成型后的纳米晶带材进行切割，大大降低了纳米晶磁芯形状的约束，可以根据需要切割成任意形状的纳米晶磁芯，避免了现有冲压工艺可能对形状或结构造成的破坏，也突破了冲压工艺的形状限制。采用本发明的制备方法可以对纳米晶磁芯的形状结构等进行更多设计探索，在最初的绕制成型阶段以及后期切割反向上进行设计，可以实现复杂磁路磁性材料设计的可能性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。