高質(zhì)量發(fā)明專利、快速授權(quán)，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(xué)院）
一、發(fā)明專利案件基本信息
技術(shù)領(lǐng)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(quán)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(xué)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(jī)構(gòu)：廣州高炬知識產(chǎn)權(quán)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(quán)權(quán)利要求：11，其中獨立權(quán)利要求：4
權(quán)項結(jié)構(gòu)：
三、發(fā)明內(nèi)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(qū)動電機(jī)、漿料導(dǎo)管、驅(qū)動軸、圓形轉(zhuǎn)盤、卡槽、永磁體；所述的永磁體設(shè)置在卡槽內(nèi)，卡槽、圓形轉(zhuǎn)盤均隨驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸、圓形轉(zhuǎn)盤、卡槽、永磁體的圓心處于同一直線上；所述的圓形轉(zhuǎn)盤為導(dǎo)磁材料制成；所述漿料導(dǎo)管的出口將磁性漿料導(dǎo)入到該圓心部位，該漿料隨圓形轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動并向周圍擴(kuò)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(jìn)制備裝置及工藝，采用永磁體代替電磁鐵，大幅降低設(shè)備的體積、功耗，利用靜磁場與離心力相互作用，在漿料轉(zhuǎn)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(quán)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(qū)動電機(jī)、漿料導(dǎo)管(1)，以及安裝在基座上的驅(qū)動軸(6)、圓形轉(zhuǎn)盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)，所述的永磁體(3)設(shè)置在卡槽（4）的空腔內(nèi)，該卡槽（4）的下表面設(shè)置在驅(qū)動軸(6)上，所述的圓形轉(zhuǎn)盤(2)下表面設(shè)置在卡槽（4）上，二者均隨驅(qū)動軸(6)一起轉(zhuǎn)動，且所述的驅(qū)動軸(6)、圓形轉(zhuǎn)盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)的圓心處于同一直線上；所述驅(qū)動軸(6)、永磁體(3)、卡槽(4)、圓形轉(zhuǎn)盤(2)的直徑依次增大；所述的圓形轉(zhuǎn)盤(2)為導(dǎo)磁材料制成，用來將永磁體(3)的磁場由其圓心導(dǎo)向其邊緣；所述永磁體(3)與導(dǎo)磁的圓形轉(zhuǎn)盤(2)在圓形轉(zhuǎn)盤(2)的上表面上，共同形成中心位置最強(qiáng)、向周圍逐漸減弱的磁場；所述漿料導(dǎo)管(1)的設(shè)置在圓形轉(zhuǎn)盤(2)的正上方、其出口朝向圓形轉(zhuǎn)盤(2)的圓心部位，將磁性漿料導(dǎo)入到該圓心部位，使該漿料隨圓形轉(zhuǎn)盤(2)轉(zhuǎn)動，并在磁場力、離心力及重力的共同作用下向周圍流動、擴(kuò)展。
獨立權(quán)利要求2：
6.一種采用權(quán)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(shè)置一圓形磁片的流延取向成型裝置，并且在其圓形轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤（2）將永磁體(3)的磁場從圓心部位導(dǎo)向四周，在圓形轉(zhuǎn)盤(2)的上表面上形成中心位置最強(qiáng)、向周圍逐漸減弱的磁場；（3）啟動電機(jī)，驅(qū)動軸(6)帶動圓形轉(zhuǎn)盤(2)、卡槽(4)、永磁體(3)一起旋轉(zhuǎn)，并達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速；（4）將磁性漿料經(jīng)其設(shè)置在圓形轉(zhuǎn)盤(2)的正上方、朝向圓形轉(zhuǎn)盤(2)的圓心部位的漿料導(dǎo)管（1）的出口，導(dǎo)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(kuò)展、攤平，開始流延；漿料中的磁性填料在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)向外的離心力，與永磁體磁場向內(nèi)的磁力及重力的共同作用之下與漿料一起向周圍流動、擴(kuò)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(qū)動軸(6)保持均勻轉(zhuǎn)速，漿料導(dǎo)管（1）持續(xù)將漿料導(dǎo)入、流延、取向，直至基片上的流延膜厚度達(dá)到設(shè)定的厚度，停止導(dǎo)入磁性漿料，然后停止圓形轉(zhuǎn)盤（2）轉(zhuǎn)動，固化，干燥，得到取向成型的各向異性的圓形磁片。
獨立權(quán)利要求3：
10.根據(jù)權(quán)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?；蚨汤w維之一。
獨立權(quán)利要求4：
11.一種采用權(quán)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(jìn)制備工藝及裝置，采用永磁體代替電磁鐵，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，大幅降低了設(shè)備的體積、功耗；永磁體在圓形轉(zhuǎn)盤的圓心位置形成靜磁場，再由采用導(dǎo)磁材料圓形轉(zhuǎn)盤將該磁場向周圍傳遞，在圓形轉(zhuǎn)盤上形成中心部位最強(qiáng)、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(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、成本低；其體積減小到現(xiàn)有技術(shù)的1/3，重量減小到現(xiàn)有技術(shù)的1/10，設(shè)備功耗為現(xiàn)有技術(shù)的1/20，成本為現(xiàn)有技術(shù)的1/40。
（3）采用本發(fā)明提供裝置及工藝生產(chǎn)的產(chǎn)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(chǎn)品性能差別可控制在3%以內(nèi)，有利于批量化生產(chǎn)。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(dǎo)率從10-12增加到30-40左右，通頻帶內(nèi)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(chǎn)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(diào)整磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jié)過后的材料，在平面方向的諧振頻率更高，磁導(dǎo)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(jīng)驗分享：
隨著各種精密電子電器技術(shù)的發(fā)展，高性能磁性材料的應(yīng)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(jīng)過磁場取向成型，在燒結(jié)以后晶粒的晶向排列更加有序，從而具備更強(qiáng)的磁各向異性。各向異性增強(qiáng)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(chǎn)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(qiáng)度與矯頑力都在磁場成型方向能提升50%以上?，F(xiàn)有技術(shù)中為了獲得均勻的磁場需要很大尺寸的電磁鐵，設(shè)備體積大重量大，造價高，系統(tǒng)復(fù)雜，使用能耗大，而且由于其磁場方向與圓盤旋轉(zhuǎn)的方向平行，在圓盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)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(dǎo)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(xué)院與廣東高鑫信息股份有限公司研發(fā)團(tuán)隊合作攻關(guān)，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(jìn)制備工藝及裝置，大幅降低設(shè)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(zhuǎn)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(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)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(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，包括材料、化工、機(jī)械、自動化控制及工藝等，對專利代理師的跨領(lǐng)域的專業(yè)能力、綜合水平，對新材料技術(shù)領(lǐng)域的經(jīng)驗要求較高。我公司派出專利代理師劉志敏與研發(fā)團(tuán)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(tuán)隊成員密切溝通，認(rèn)真聽取發(fā)明人的構(gòu)思和技術(shù)方案，并且進(jìn)行了深入的技術(shù)挖掘，從而得到了本發(fā)明呈現(xiàn)的較為完善的技術(shù)方案。
本案件由于涉及新能源和新一代電子信息領(lǐng)域，專利代理師根據(jù)相關(guān)規(guī)定，為申請人辦理了加快審查的相關(guān)手續(xù)，并且在后續(xù)的繳費、審查意見答復(fù)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(nèi)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(quán)發(fā)證時間為24-36個月）。
本專利是專利代理師撰寫的跨領(lǐng)域高質(zhì)量專利申請案件，反復(fù)修改了多稿、歷時二個多月才最終定稿，發(fā)明人團(tuán)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(zhì)量的發(fā)明專利，對材料、設(shè)備、工藝均進(jìn)行了合理的保護(hù)，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(quán)后，有利于專利權(quán)人對該成果該成果的后續(xù)轉(zhuǎn)化、實施、維權(quán)等活動，協(xié)助該專利技術(shù)盡早投入市場，使其價值早日實現(xiàn)。
