高質量發(fā)明專利、快速授權，成功案例系列之四：

2個月發(fā)證：一種圓形磁片流延取向成型的方法、裝置及制品（湖南工程學院）

一、發(fā)明專利案件基本信息

技術領域：新材料

專利號： CN202110242475.1  

專利名稱：一種圓形磁片流延取向成型的方法、裝置及制品

專利申請日：2021.03.05

專利授權日：2021.05.11

專利申請人：廣東高鑫信息股份有限公司 湖南工程學院

發(fā)明人：顏鑠清 翟文正 曹粲 賀君 孫明科 孫化海

專利代理機構：廣州高炬知識產權代理有限公司

專利代理師：劉志敏

二、發(fā)明專利申請文件信息

申請文件：16頁，0.97萬字

授權權利要求：11，其中獨立權利要求：4

權項結構：

三、發(fā)明內容摘要：

本發(fā)明公開了一種圓形磁片的流延取向成型裝置，其包括基座、驅動電機、漿料導管、驅動軸、圓形轉盤、卡槽、永磁體；所述的永磁體設置在卡槽內，卡槽、圓形轉盤均隨驅動軸轉動，驅動軸、圓形轉盤、卡槽、永磁體的圓心處于同一直線上；所述的圓形轉盤為導磁材料制成；所述漿料導管的出口將磁性漿料導入到該圓心部位，該漿料隨圓形轉盤轉動并向周圍擴展。本發(fā)明該公開了采用該裝置的流延取向成型方法，以及制得的圓形磁片。本發(fā)明通過同步改進制備裝置及工藝，采用永磁體代替電磁鐵，大幅降低設備的體積、功耗，利用靜磁場與離心力相互作用，在漿料轉動過程中快速完成對磁性填料的取向，其取向固定，均指向磁片的圓心，制得的磁片材料綜合性能高。

四、發(fā)明摘要附圖：

五、獨立權利要求1：

1.一種圓形磁片的流延取向成型裝置，其特征在于，其包括基座、驅動電機、漿料導管(1)，以及安裝在基座上的驅動軸(6)、圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)，所述的永磁體(3)設置在卡槽（4）的空腔內，該卡槽（4）的下表面設置在驅動軸(6)上，所述的圓形轉盤(2)下表面設置在卡槽（4）上，二者均隨驅動軸(6)一起轉動，且所述的驅動軸(6)、圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)的圓心處于同一直線上；所述驅動軸(6)、永磁體(3)、卡槽(4)、圓形轉盤(2)的直徑依次增大；所述的圓形轉盤(2)為導磁材料制成，用來將永磁體(3)的磁場由其圓心導向其邊緣；所述永磁體(3)與導磁的圓形轉盤(2)在圓形轉盤(2)的上表面上，共同形成中心位置最強、向周圍逐漸減弱的磁場；所述漿料導管(1)的設置在圓形轉盤(2)的正上方、其出口朝向圓形轉盤(2)的圓心部位，將磁性漿料導入到該圓心部位，使該漿料隨圓形轉盤(2)轉動，并在磁場力、離心力及重力的共同作用下向周圍流動、擴展。

獨立權利要求2：

6.一種采用權利要求1～5之一所述裝置的圓形磁片的流延取向成型方法，其特征在于，其包括如下步驟：（1）制備磁性漿料，其中包括長形磁性填料；（2）設置一圓形磁片的流延取向成型裝置，并且在其圓形轉盤（2）上表面覆蓋一層PET膜，作為承載該磁性漿料及制備的流延膜的基片；所述的圓形轉盤（2）將永磁體(3)的磁場從圓心部位導向四周，在圓形轉盤(2)的上表面上形成中心位置最強、向周圍逐漸減弱的磁場；（3）啟動電機，驅動軸(6)帶動圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)一起旋轉，并達到設定的轉速；（4）將磁性漿料經其設置在圓形轉盤(2)的正上方、朝向圓形轉盤(2)的圓心部位的漿料導管（1）的出口，導入到該圓心部位，磁性漿料在離心力和磁場磁力、重力的共同作用下向周圍流動、擴展、攤平，開始流延；漿料中的磁性填料在轉盤旋轉向外的離心力，與永磁體磁場向內的磁力及重力的共同作用之下與漿料一起向周圍流動、擴展，并在此過程中使其顆粒的軸線朝向圓心，完成取向排列；（5）驅動軸(6)保持均勻轉速，漿料導管（1）持續(xù)將漿料導入、流延、取向，直至基片上的流延膜厚度達到設定的厚度，停止導入磁性漿料，然后停止圓形轉盤（2）轉動，固化，干燥，得到取向成型的各向異性的圓形磁片。

獨立權利要求3：

10.根據權利要求6～9之一所述的圓形磁片的流延取向成型方法，其特征在于：所述的磁性填料，為具有磁性長形的橢球體顆粒、棒狀顆粒或短纖維之一。

獨立權利要求4：

11.一種采用權利要求6～10之一所述流延取向成型方法制備的圓形磁片，其特征在于：所述的圓形磁片中磁性填料的定向排列方向一致，均指向圓形磁片的圓心。

六、本發(fā)明主要的有益效果：

（1）本發(fā)明提供的圓形磁片的流延取向成型方法、裝置及制品，其通過同步改進制備工藝及裝置，采用永磁體代替電磁鐵，合理設計結構，大幅降低了設備的體積、功耗；永磁體在圓形轉盤的圓心位置形成靜磁場，再由采用導磁材料圓形轉盤將該磁場向周圍傳遞，在圓形轉盤上形成中心部位最強、向周圍逐漸減弱的磁場；該磁場將漿料中的磁性填料顆粒向圓心部位吸引，而圓形轉盤旋轉時所產生的離心力則將該磁性填料顆粒推離圓心部位，二者相互作用，可在漿料轉動過程中快速完成對磁性填料的取向，并且其取向固定，均指向磁片的圓心。

（2）本發(fā)明通過獨特的工藝和結構設計，使本發(fā)明提供的裝置對比現(xiàn)有使用電磁鐵提供磁場的裝置，本發(fā)明的裝置結構緊湊、體積小、重量輕、成本低；其體積減小到現(xiàn)有技術的1/3，重量減小到現(xiàn)有技術的1/10，設備功耗為現(xiàn)有技術的1/20，成本為現(xiàn)有技術的1/40。

（3）采用本發(fā)明提供裝置及工藝生產的產品，各處磁性填料顆粒分布、磁化和取向方向的均勻性好，材料各處性能的一致好，且不同批次制備的產品性能差別可控制在3%以內，有利于批量化生產。本發(fā)明制備的以平面六角鐵氧體為磁性填料的圓形磁片，采用該發(fā)明裝置取向成型后對比未取向成型的材料，磁導率從10-12增加到30-40左右，通頻帶內損耗從1-2降低到0.1-0.2。

（4）本發(fā)明提供的裝置及其方法，可使所制備的鐵氧體產品中鐵氧體粉末的晶相方向趨近相同，其制得的磁片材料，磁性材料分布及取向均勻，綜合性能高。同時，通過調整磁場強度、轉速等參數(shù)，本發(fā)明還可以適用于平面六角鐵氧體、MnZn、NiZn、Co₂Z、Co₂Y等各種軟磁生料片的成型。本發(fā)明生產的磁性生料片成型時，由于其原料粉末采用晶向取向成型，所以燒結過后的材料，在平面方向的諧振頻率更高，磁導率也提高，損耗降低，綜合性能可以得到大幅的提升。

七、本案專利代理師經驗分享：

隨著各種精密電子電器技術的發(fā)展，高性能磁性材料的應用也越來越廣泛。磁性材料在磁場中成型可以獲得磁各向異性，從而性能獲得提升。鐵氧體等磁性材料在成型時經過磁場取向成型，在燒結以后晶粒的晶向排列更加有序，從而具備更強的磁各向異性。各向異性增強能大幅度提升鐵氧體材料的性能。比如鍶鐵氧體在壓制成型過程中普遍采取了施加磁場的方式。其施加方式為采用模具外套線圈的方式，通過電流產生磁場。磁場方向垂直線圈平面。采用磁場成型后的鍶鐵氧體的飽和磁化強度與矯頑力都在磁場成型方向能提升50%以上?，F(xiàn)有技術中為了獲得均勻的磁場需要很大尺寸的電磁鐵，設備體積大重量大，造價高，系統(tǒng)復雜，使用能耗大，而且由于其磁場方向與圓盤旋轉的方向平行，在圓盤持續(xù)旋轉的過程中，該漿料中的磁性粉末材料的被定向的方向并不一致，而且由于磁性粉末材料的比重大于漿料的其他組分，在離心力的作用下，會快速從圓盤圓心位置向外移動，導致最終所制得的磁片各處粉末材料的分布并不均勻。

因此，湖南工程學院與廣東高鑫信息股份有限公司研發(fā)團隊合作攻關，提出提供一種圓形磁片的流延取向成型方法、裝置及制品，通過同步改進制備工藝及裝置，大幅降低設備的體積、功耗，采用永磁體代替電磁鐵，利用圓心位置的永磁體形成的靜磁場與圓盤離心力相互作用，在漿料轉動過程中快速完成對磁性填料的取向，各處磁粉分布的一致性好、取向固定，均指向磁片的圓心，以解決現(xiàn)有磁性材料成型設備結構復雜、尺寸大、重量大、功耗高和取向方向不固定、磁性材料分布不均勻等問題。

本專利涉及多個學科和技術領域，包括材料、化工、機械、自動化控制及工藝等，對專利代理師的跨領域的專業(yè)能力、綜合水平，對新材料技術領域的經驗要求較高。我公司派出專利代理師劉志敏與研發(fā)團隊深入交流，共同分析、檢索和撰寫完成了本項發(fā)明專利的申請文件。專利代理師通過與研發(fā)團隊成員密切溝通，認真聽取發(fā)明人的構思和技術方案，并且進行了深入的技術挖掘，從而得到了本發(fā)明呈現(xiàn)的較為完善的技術方案。

本案件由于涉及新能源和新一代電子信息領域，專利代理師根據相關規(guī)定，為申請人辦理了加快審查的相關手續(xù)，并且在后續(xù)的繳費、審查意見答復等多個環(huán)節(jié)均做加急處理，最終使本發(fā)明能夠在2個月的時間內頒發(fā)了發(fā)明證書，創(chuàng)下我公司自成立以來最快的發(fā)明發(fā)證時間記錄（我國發(fā)明專利的通常授權發(fā)證時間為24-36個月）。

   本專利是專利代理師撰寫的跨領域高質量專利申請案件，反復修改了多稿、歷時二個多月才最終定稿，發(fā)明人團隊及代理師對本發(fā)明均付出了辛苦的勞動。

    本發(fā)明專利作為高質量的發(fā)明專利，對材料、設備、工藝均進行了合理的保護，采用加快的申請和審查方法，大幅縮短了審查時間。獲得專利授權后，有利于專利權人對該成果該成果的后續(xù)轉化、實施、維權等活動，協(xié)助該專利技術盡早投入市場，使其價值早日實現(xiàn)。