[發明專利]一種非晶軟磁合金涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 200810149231.3
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101441914A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 倪曉俊;趙新彬;盧志超;吳嘉偉;薄希輝;郭金花;李德仁;孫克;周少雄
• 申請（專利權）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號: H01F1/153
• 分類號: H01F1/153;C22C38/34;C22C38/32;C22C1/04;C23C4/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李 帆

技術領域

本發明屬于電磁屏蔽領域，具體的涉及一種非晶軟磁合金涂層及其制備方法和用途。

背景技術

隨著各種電器的普及和電子計算機、通訊衛星、高壓輸電網等的廣泛應用，電磁環境日益復雜，電磁污染已經成為現今社會的一大公害。電磁輻射不僅會對一些高度集成化、高速化和數字化的電氣設備正常工作產生干擾，而且不同頻率、不同強度的電磁輻射充斥在生活環境中也給人們帶來了諸如電磁干擾、電磁泄密、危害健康等一系列問題。

電磁屏蔽是抑制電磁輻射污染和干擾的有效手段，從而使電磁屏蔽材料成為電磁輻射防護領域的研究熱點。依據電磁屏蔽的原理，為在較寬廣的頻率范圍內都有好的屏蔽作用，屏蔽材料應是高電導率及高磁導率二者兼備材料。某些金屬或合金是電的良導體，如銅、鋁等，對電場和高頻磁場有很好的屏蔽作用，但對低頻電磁場的屏蔽卻不夠理想；而有些金屬或合金，如鐵、硅鋼、坡莫合金等卻對低頻電磁場有很好的屏蔽作用，但由于其磁性能存在易受機械加工影響、對應力敏感、重量大等缺點，使這些材料的使用受到了一定的限制。

非晶態軟磁合金具有優異的磁性能，而且對應力不敏感，加工方便，在配電變壓器鐵芯、電流互感器鐵芯等器件中已經得到廣泛應用。非晶態軟磁合金具有高飽和磁感應強度、高磁導率等性能，同時具有耐磨損、耐腐蝕等優點，是一種新型的電磁屏蔽材料。1976年國外第一次報道了用非晶態軟磁合金做磁屏蔽材料。目前，非晶態合金屏蔽材料在結構屏蔽材料、復合材料和屏蔽涂鍍層材料皆有研究和應用。

作為結構屏蔽材料使用的非晶態合金多以帶材形式使用。Der-Ray?Huang等借助于樹脂轉換模型合成技術結合非晶態合金Fe₄₀Ni₃₈Mo₄B₁₈帶材和鐵磁性粉末制成了更好功效的陰極射線管漏斗形屏蔽裝置。通過使用不同厚度的非晶帶材和改變鐵磁性粉末的重量百分比可以達到提高屏蔽效能的目的。對于含六層非晶帶的裝置，在2Oe(直流和交流60Hz)的應用磁場下獲得約25～27dB的最大屏蔽效果，增加鐵磁性粉末后，屏蔽因子可以提高到27～30dB。

俄羅斯中央黑色冶金研究院采用電鍍、熱噴涂等方法進行了一系列非晶軟磁合金電磁屏蔽材料的研究工作。該研究院研究了表面上電解沉積非晶態合金膜的金屬板的屏蔽性能。襯底金屬材料采用厚度為1mm的電工鋼板、厚度為0.5mm的80HXC、81HMA合金板以及1mm厚的鋁合金板，在金屬表面電解沉積10～20μm厚的NiP非晶態膜制成屏蔽板。當NiP非晶態涂層厚20μm，在0.01～30MHz的頻率范圍內具有很強的電磁屏蔽效果(磁場部分不小于60dB，電場部分大于90dB)。他們還研究了采用等離子噴涂法制得的厚非晶態涂層復合板的屏蔽性能。實驗采用等離子噴涂法在80HXC合金和鋼10895表面以及鋁合金表面上噴涂71KHCP型非晶合金涂層(厚度100μm)，制成復合材料。該材料有可能用作適合低頻范圍的屏蔽材料，可使磁場減弱至少50dB。此外，還采用非晶態合金71KHCP(CoNiFeBSi系)纖維與鋁屑或鋁箔，以聚乙烯為基體用熱壓法制成多層復合材料，該復合材料具有立體網狀結構，在厚度為1～2mm的條件下，在10～30MHz頻率范圍內，磁場衰變不少于60dB。

美國專利US5260128提供了一種電磁屏蔽板，由Co基非晶薄片層、導電金屬層和絕緣層組成，具有良好的低頻和高頻磁屏蔽效能。

中國專利申請CN01128966.X提供了一種低頻電磁波磁屏蔽復合涂料及其制備方法，采用磁性粉、磁性纖維和非晶磁性粉作導磁填料，用高分子樹脂作成膜物質，于常溫下與偶聯劑和溶劑進行調配、混煉、研磨、過濾等工序，制得低頻電磁波磁屏蔽涂料。其中，非晶磁性粉為20～100μm粒徑的Fe-Cu-Mn-Si-B、Fe-Cu-Nb-Si-B和Fe-Nb-Mo-Cu-Si-B的至少一種。它具有抗磁場干擾、防電子信息泄漏和防電磁環境污染的性能，其磁屏蔽效能達14～15dB，可廣泛用于電子信息產品的磁屏蔽，建造磁屏蔽室和電子信息保密室方面。

目前的非晶態合金電磁屏蔽技術的技術主要存在以下不足：(1)非晶態軟磁合金主要以帶材、薄片、纖維或粉末形式使用，以帶材使用時對于較復雜的表面難以覆蓋，而以薄片、纖維或粉末使用時多制備成復合材料使用，制備工藝比較復雜；(2)采用Co基非晶態合金制備熱噴涂涂層復合板成本比較高，而且飽和磁感應強度比較低；(3)采用電鍍或其它濺射沉積方法制備涂層存在污染環境或制備成本偏高的缺點，而且不適于大面積屏蔽時使用。

發明內容