[發明專利]一種電鍍Fe-Ni合金磁屏蔽材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210567719.4
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103898574A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉坤;馬書旺;楊劍;梁秋實;毛昌輝;杜軍
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56;C25D5/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及一種應用于低頻磁場的電鍍Fe-Ni合金磁屏蔽材料及其制備方法。

背景技術

隨著現代科技的飛速發展，電磁波輻射對環境和人類生活的影響日益增大，因此有效屏蔽電磁波，開展寬頻帶電磁波屏蔽材料研究有十分重要的意義。目前國內外高頻(＞1MHz)電磁場屏蔽技術已經成熟，但對于低頻磁場屏蔽一直沒有得到很好的解決。

鐵基高磁導率軟磁材料，如純鐵、硅鋼片、坡莫合金、納米晶等是目前最為廣泛的磁場屏蔽材料。但在低頻強磁場中，材料通過渦流效應產生的屏蔽效能很少，而且具有高磁導率的材料抗磁飽和能力弱，在強磁場作用下，磁導率迅速下降，導致屏蔽效能急劇降低。另一方面，高磁導率的鐵磁材料，一般采用機械加工的方法獲得，這不僅會降低材料的磁屏蔽性能，而且能耗增大、成本增高、性價比降低、都限制了它的應用。

因此，傳統的單一軟磁材料很難滿足目前電磁波屏蔽發展的需求。通過電磁理論分析及數值計算，采用“高抗磁飽和材料+高磁導率材料”的復合屏蔽結構，將抗磁飽和能力較強的材料(如1J50、電工純鐵等)作為外層屏蔽膜屏蔽較強的外部磁場，磁場強度被衰減后再通過內層的高初始磁導率材料(如1J79、1J85等)進行進一步的屏蔽，此優化設計可以使材料均工作在最大磁導率所對應的磁場強度范圍內，從而提高材料整體的屏蔽效能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有復合屏蔽結構的Fe-Ni合金磁屏蔽材料，該磁屏蔽材料可以克服機械加工對材料造成的缺陷，且具有較好的磁性能。

本發明的另一目的在于提供一種所述Fe-Ni合金磁屏蔽材料的制備方法，采用電沉積的方法，通過調整電鍍工藝，得到具有高飽和磁化強度、低矯頑力的復合屏蔽薄膜材料。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電鍍Fe-Ni合金磁屏蔽材料，該磁屏蔽材料為包括若干層Cu薄膜/或Ni薄膜和若干層Fe-Ni合金鍍層的復合屏蔽薄膜材料，其中，所述Fe-Ni合金鍍層中鎳含量為50％～85％。

所述Cu薄膜/或Ni薄膜的厚度為1～3μm。所述Fe-Ni合金鍍層的厚度與屏蔽效果有關，可以根據實際應用中所需進行適當調整。

一種所述的電鍍Fe-Ni合金磁屏蔽材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)對鋁合金基體進行除油處理，并去除基體表面的氧化物；

(2)在鋁合金基體上沉積Cu薄膜/或Ni薄膜；

(3)將鋁合金基體放入電鍍液中，在Cu薄膜/或Ni薄膜上電鍍Fe-Ni合金鍍層，陰極為2024鋁合金，陽極為鎳、鐵重量比為6∶1的鎳鐵合金，采用恒電壓電沉積，電源為直流控制電流電源，直流電流陰極電流密度為1～4A/dm²；水浴加熱50～55℃；

(4)將鍍有Fe-Ni合金鍍層的鋁合金基體置于電阻爐中，快速升溫至300℃，在氫氣保護下保溫4h，最后在氫氣氣氛下隨爐冷卻進行低溫退火處理，并對Fe-Ni合金鍍層進行除油處理后水洗；

(5)然后重復步驟(2)～(4)得到所需的Fe-Ni合金磁屏蔽材料。

在所述步驟(1)中，所述的除油處理采用超聲技術或堿液除油，工藝條件采用已知工藝條件。對鋁合金基體進行除油處理后水洗，然后將該鋁合金基體放入pH＝10～13、60℃的堿液中處理10～15s后水洗，去除鋁膜表面的氧化物(Al₂O₃)，處理時間不宜過長，否則容易溶解鋁合金基體表面，接著用50％硝酸溶液洗，再用水洗。

在所述步驟(2)中，Cu薄膜或Ni薄膜在基體上的沉積主要是電鍍前處理工藝，每一次電鍍Fe-Ni合金鍍層前需要在基體表面沉積一層Cu薄膜/或Ni薄膜，起表面活化作用。具體地，將鋁合金基體放入浸鋅液中處理45s，水洗后用50％硝酸溶液酸洗剝鋅，水洗后再將鋁合金基體放入浸鋅液中處理15s，使其表面置換一層鋅；然后將鋁合金基體放入堿性沉銅溶液中或鍍鎳液中處理，使其表面均勻地鍍一層Cu薄膜/或Ni薄膜。當沉積Ni薄膜時，可以將鋁合金基體放入80℃鍍鎳液中處理30min，使其表面均勻地鍍一層Ni薄膜。

在上述方法中，所述電鍍液的成分含量為：硫酸鎳60～200g/L、硫酸亞鐵20g/L、氯化鈉30g/L、硼酸40g/L、檸檬酸鈉20g/L、糖精3g/L、苯亞磺酸鈉0.3g/L、十二烷基苯磺酸鈉0.1g/L。在電鍍過程中，控制該電鍍液的pH值為3.2～3.8(用稀硫酸來調節)。

本發明的優點在于：