一种复合磁芯及其制备方法、装置与流程

1.本发明涉及电感元件技术领域，尤其涉及一种复合磁芯及其制备方法、装置。


背景技术：

2.软磁带材多种多样，其性能各尽不同。例如，铁基非晶带材的饱和磁感应强度(bs)为1.56t，铁基纳米晶带材的饱和磁感应强度(bs)为1.2t，钴基非晶带材的饱和磁感应强度(bs)为0.55t，并且每种材料磁导率不一样，同种材料不同厚度其磁导率和抗饱和性能也不尽相同。
3.由于不同应用领域对磁芯元件要求的性能各不相同，都是需要定制，通过对工艺进行调整，以得到相应的磁性能，方法单一，且制作周期较长。
4.实际生产中，晶体软磁材料和非晶软磁材料组合在一起很难进行热处理，两种材料是不用的晶体结构，两者热处理工艺相差很大，很难实现工艺的兼容性。


技术实现要素：

5.为了解决以上技术问题，本发明提供了一种复合磁芯及其制备方法、装置。
6.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案实现：
7.一种复合磁芯，包括：
8.由至少两种非晶软磁带材相互组合卷绕得到复合磁芯；
9.其中，相邻的两个所述非晶软磁带材的种类不同，和/或厚度不同。
10.上述的复合磁芯，其中，所述非晶软磁带材包括：铁基非晶带材、铁基纳米晶带材、钴基非晶带材、或者种类相同但厚度不同的所述非晶软磁带材中的至少任意两种组合。
11.本发明还提供一种复合磁芯的制备方法，用于制备得到如上述的复合磁芯，包括：
12.至少两种非晶软磁带材相互组合卷绕成同一磁芯，以形成复合磁芯；其中，相邻的两个所述非晶软磁带材的种类不同，和/或厚度不同。
13.上述的复合磁芯的制备方法，其中，所述非晶软磁带材包括：铁基非晶带材、铁基纳米晶带材、钴基非晶带材、或者种类相同但厚度不同的所述非晶软磁带材中的至少任意两种组合。
14.本发明还提供一种复合磁芯的制备装置，用于制备得到如上述的复合磁芯，包括：
15.至少两个放料装置(2、3、4
…
)，每一所述放料装置用以放置不同种类和/或不同厚度的非晶软磁带材；
16.一收料装置1，用于对所述至少两个放料装置上的所述非晶软磁带材同时进行卷绕，形成所述复合磁芯。
17.上述的复合磁芯的制备方法，其中，还包括：至少两个导向装置，对应设置于每一所述放料装置和所述收料装置之间。
18.本发明技术方案的优点或有益效果在于：
19.本发明将不同种类、不同厚度的非晶软磁带材组合在一起，性能相互弥补，从材料
端提供了满足不同磁性元件性能的方法，通过对制备制作的改良，增加多个放料装置，可以实现不同种类、不同厚度的非晶软磁带材的同步卷绕，而且是间隔排列，制备方法简单。
附图说明
20.图1为本发明较佳实施例中，复合磁芯的示意图；
21.图2为本发明较佳实施例中，复合磁芯的制备装置的示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
25.本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种复合磁芯，如图1所示，包括：
26.由至少两种非晶软磁带材相互组合卷绕得到复合磁芯；
27.其中，相邻的两个所述非晶软磁带材的种类不同，和/或厚度不同。
28.本发明通过将不同类型的非晶软磁材料相互搭配组合或者不同厚度的同类非晶软磁材料搭配组合，由于其原子结构方式一样，工艺兼容性很大，热处理工艺(包括普通热处理退火和磁场热处理退火)非常相近或根本不需要更改热处理工艺，大大降低了工艺的调整难度。
29.进一步的，如图1所示，为三种不同带材卷绕而成的复合磁芯，具体包括带材a、带材b、带材c；其中，带材a、带材b和带材c可以采用不同种类、不同厚度的带材；或者，采用相同种类但厚度不同的同种类型的带材。作为举例而非限定，带材a和带材c采用同一种类、不同厚度的带材，带材a和带材b不同种类、相同厚度的带材。
30.上述的复合磁芯，其中，所述非晶软磁带材包括：铁基非晶带材、铁基纳米晶带材、钴基非晶带材、或者种类相同但厚度不同的所述非晶软磁带材中的至少任意两种组合。
31.本发明还提供一种复合磁芯的制备方法，用于制备得到如上述的复合磁芯，包括：
32.至少两种非晶软磁带材相互组合卷绕成同一磁芯，以形成复合磁芯；其中，相邻的两个所述非晶软磁带材的种类不同，和/或厚度不同。
33.上述的复合磁芯的制备方法，其中，所述非晶软磁带材包括：铁基非晶带材、铁基纳米晶带材、钴基非晶带材、或者种类相同但厚度不同的所述非晶软磁带材中的至少任意两种组合。
34.本发明还提供一种复合磁芯的制备装置，用于制备得到如上述的复合磁芯，如图2所示，包括：
35.至少两个放料装置，每一所述放料装置用以放置不同种类和/或不同厚度的非晶软磁带材；
36.一收料装置，用于对所述至少两个放料装置上的所述非晶软磁带材同时进行卷绕，形成所述复合磁芯。
37.上述的复合磁芯的制备方法，其中，还包括：至少两个导向装置，对应设置于每一所述放料装置和所述收料装置之间。
38.进一步的，卷绕叠片系数在0.75-0.85之间。
39.上述方案中，通过将两种或两种以上非晶材料的组合，不同软磁带材组合在一起，磁导率、抗饱和能力等性能相互弥补，从材料端提供了满足不同磁性元件性能的方法；尤其在高频(10khz以上)下将会得到更低的损耗，更高的磁导率和相对较高的磁饱和感应强度(≥1.2t)，并且在应用领域上，可以在高频(10khz以上)下使用。
40.下文中，提供具体实施例以对本技术方案进行阐释和说明：
41.实施例1
42.选取带材厚度分别是16μm、23μm的同种纳米晶带材卷绕，其宽度都是10mm，同时使用16μm和23μm的纳米晶带材卷绕30*20*10mm的磁环。
43.对比例1：
44.单独使用16μm纳米晶带材卷绕30*20*10mm的磁环。
45.对比例2：
46.单独使用23μm纳米晶带材卷绕30*20*10mm的磁环。
47.将实施例1和对比例1-2得到的3种磁环同时放在热处理炉中进行退火处理，该退火处理可以采用普通退火工艺，也可采用磁场退火工艺。作为举例而非限定，若采用普通退火工艺，退火温度为550℃、退火时间为140min；若采用磁场退火工艺，退火温度为410℃，时间为1h，磁场强度为900gs。
48.然后进行性能测试，获取其测试数据汇总如下表1：
49.表1为实施例1和对比例1-2采用相同退火工艺处理后的性能表：
[0050][0051]
由上表可知，单独采用16μm带材卷绕而成的磁芯性能相比两种带材卷绕而成的磁芯较差，而单独采用23μm带材卷绕而成的磁芯性能相比两种带材卷绕而成的磁芯较佳，但是，在带材的制作过程中，带材越薄越难加工，其成本也较高，采用两种带材卷绕而成的磁芯性能得到中和，从材料端满足实际应用的性能需求，有利于调试工艺，并且，两种带材混合使用后，减少了较薄带材的使用量，在一定程度上，降低了生产成本，性价比高。
[0052]
实施例2：
[0053]
选取厚度为16～18μm的铁基纳米晶带材和厚度16～18μm钴基非晶带材，其宽度都是10mm，同时使用铁基纳米晶带材和钴基纳米晶卷绕得到30*20*10mm的磁环。
[0054]
对比例3：
[0055]
单独使用厚度为16～18μm的铁基纳米晶带材卷绕30*20*10mm磁环。
[0056]
对比例4：
[0057]
单独用厚度为16～18μm的钴基非晶带材卷绕得到30*20*10mm的磁环。
[0058]
将实施例2和对比例3-4得到的3种磁环同时放在热处理炉中进行退火处理，该退火处理可以采用普通退火工艺，也可采用磁场退火工艺。作为举例而非限定，若采用普通退火工艺，退火温度为490℃、退火时间为200min；若采用磁场退火工艺，退火温度为380℃，时间为1h，磁场强度为900gs。
[0059]
然后进行性能测试，获取其测试数据汇总如下表2：
[0060]
表2为实施例2和对比例3-4采用相同退火工艺处理后的性能表
[0061][0062]
由上表可知，可以得到其磁导率不是非常低的情况下，在加载电流1.5a后，其al衰减在30％以内，抗饱和能力强。
[0063]
采用上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明将不同种类、不同厚度的非晶软磁带材组合在一起，性能相互弥补，从材料端提供了满足不同磁性元件性能的方法，通过对制备制作的改良，增加多个放料装置，可以实现不同种类、不同厚度的非晶软磁带材的同步卷绕，而且是间隔排列，制备方法简单。
[0064]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。