[發(fā)明專利]一種WPC及NFC兼用高頻高磁導率低損耗鎳鋅鐵氧體及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109867517B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 陳誠海;殷志杰;李小龍;邢冰冰;繆思敏;宋巖巖
• 申請（專利權）人: 天通控股股份有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;H01F1/36;H01F41/02
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本發(fā)明公開了一種WPC及NFC兼用高頻高磁導率低損耗鎳鋅鐵氧體及其制備方法，所述鎳鋅鐵氧體由主成分和副成分組成，主成分分子結(jié)構(gòu)表達式為：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；副成分為：CaCO₃0.09~0.12wt%、MoO₃0.08~0.14wt%、Nb₂O₅ 0.05~0.08wt%、BaCO₃0.02~0.06wt%、SrCO₃0.01~0.02wt%。該鐵氧體在工作頻點6.78MHz時復數(shù)磁導率實部200(1±10%)，復數(shù)磁導率虛部≤3；13.56MHz時，復數(shù)磁導率實部230(1±10%)，復數(shù)磁導率虛部≤6，飽和磁通密度≥420mT，可以同時滿足無線充電及近場通信用鐵氧體屏蔽材料高頻高磁導率低損耗及高飽和磁通密度的性能要求。

技術領域

本發(fā)明屬于軟磁鐵氧體技術領域，具體涉及一種WPC(無線充電)及NFC（近場通信）兼用高頻高磁導率低損耗鎳鋅鐵氧體。

背景技術

隨著智能電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，無線充電技術目前的發(fā)展態(tài)勢相當迅速。根據(jù)設計原理和機理的不同，無線充電的實現(xiàn)方式根據(jù)不同的應用頻段可分為三類，低頻是電磁感應耦合式，中高頻是電磁共振式，更高頻是電磁輻射式。目前，市場上應用的非接觸式無線充電設備主要是電磁感應式和電磁共振式無線充電器，而且已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化。相比于電磁感應式，共振式采用了更大的輸出線圈，能同時為多臺設備充電，充電范圍更廣，共振頻率設定為6.78MHz，即使微弱的感應磁場也能為設備充電，充電范圍更大，因此實用性更強。為了增加發(fā)射線圈與接收線圈之間耦合系數(shù)，需要在兩個線圈外側(cè)增加鐵氧體磁片，以增強線圈之間的磁感應強度；此外，鐵氧體磁片還能起到屏蔽作用，防止交變磁場對線圈后面的金屬件產(chǎn)生渦流而導致發(fā)熱和對設備內(nèi)部的天線、電子元件等造成干擾。

NFC是一種工作頻率為13.56MHz，通信距離0～20cm的近距離無線通信技術，近年來隨著通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展, NFC也在飛速發(fā)展。在NFC天線模組中加入鐵氧體材料能夠隔離金屬材料對天線磁場的吸收，增加天線的磁場強度，從而有效增加通信感應距離。因此鐵氧體屏蔽磁片是NFC手機中必不可少的部分。

由于工作頻率的不同，對有這兩種功能需求的設備，一般采用不同的材料來分別完成無線充電及NFC通信。若能開發(fā)一種材料同時滿足6.78MHz條件下共振式無線充電和13.56MHz條件下NFC技術的要求，用一枚鐵氧體磁片同時實現(xiàn)不同頻率下的隔磁作用，既能降低制造成本，又可以減小設備尺寸，是材料工作者追求的目標。

對于共振式無線充電和NFC技術鐵氧體屏蔽材料，首先要求其在各自頻點時的磁導率盡量高，這樣無線充電效率高、NFC天線耦合作用的距離能夠更遠，其次要求其損耗低，這樣耦合過程的磁損耗小，也有利于提高無線充電效率及NFC天線的作用距離。但是，在高頻下，提高鐵氧體的磁導率和降低損耗的目標要求基本上是相互矛盾的，很難找到比較好的折中效果。

在國內(nèi)已有一些相關鎳鋅鐵氧體材料的制造方法的專利，具體如下：

（1）公開號為CN 104030674B，公開日為2014.09.10，發(fā)明名稱為“一種NiCuZn鐵氧體材料及其制備方法”的中國專利公開了一種針對于無線充電中鐵氧體材料作為屏蔽材料應用背景的NiCuZn 鐵氧體材料及其制備方法。采用傳統(tǒng)的氧化物燒結(jié)制備工藝，制備出的NiCuZn 鐵氧體材料在100kHz~200kHz 頻率區(qū)間，起始磁導率μ_i為950~1000，100kHz、100mT、25℃下功率損耗Pcv 為460~500mW/cc，飽和磁感應強度Bs≥360mT，矯頑力Hc32A/m。實現(xiàn)了無線充電中鐵氧體材料作為屏蔽材料要求的：較低的功率損耗Pcv和Hc，更高的μ_i和較高的Bs；