一种棒状磁芯及其制备方法、电感及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种棒状磁芯及其制备方法、电感及其制备方法和应用，属于电感器件无损检测技术领域。本发明专利技术提供了一种棒状磁芯的制备方法，包括以下步骤：将纳米晶合金丝按照棒状磁芯模具孔的延伸方向填满模具孔，再用环氧树脂渗入纳米晶合金丝的间隙中进行固化，得到所述棒状磁芯；所述纳米晶合金丝的直径为0.05～0.2mm；所述模具孔的直径为0.3～0.5mm。本发明专利技术的制备方法可制备直径0.2mm以上的棒状磁芯，并且本发明专利技术中的环氧树脂增强了棒状磁芯的强度，使得其在被线圈缠绕时不断裂。此外，本发明专利技术的棒状磁芯不存在表面不平且有烧损层的问题，不会降低磁芯的相对磁导率。不会降低磁芯的相对磁导率。不会降低磁芯的相对磁导率。

【技术实现步骤摘要】
一种棒状磁芯及其制备方法、电感及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电感器件无损检测
，具体涉及一种棒状磁芯及其制备方法、电感及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]将棒状电感插入有金属涂层的孔中时，在较高频率条件下，金属涂层中将出现明显的涡流感应，从而会导致电感值发生明显的变化，因而可以采用棒状电感来实现金属涂层的无损检测，在轻工、冶金和电子等行业具有广泛的应用。电路板上的孔起到焊接连接作用，因此要求孔壁具有与印刷电路相连通的金属涂层。电路板上最小孔的直径只有0.9mm，因此要求微型棒状电感的直径不能超过0.9mm。
[0003]有无涂层时电感值的变化率是制约探测器分辨率的关键因素，为了提高分辨率，需要得到较大的电感值和较大的电感变化值。由棒状电感的公式(1)可知，提高磁芯材料的横截面积(A
c
)有助于提高电感值。
[0004][0005]式(1)中，L
s
为棒状电感的电感值，单位为H；μ0为真空磁导率，单位为H/m；μ
r
为磁芯材料的相对磁导率，无单位；N为电感线圈缠绕的的匝数数量，无单位；A
c
为棒状磁芯的横截面积，单位为m2；l为棒状磁芯的长度，单位为m。
[0006]由于棒状电感的总直径不能超过0.9mm，因此磁芯材料的直径最大仅能取到0.5mm左右。中国专利202211100714.0报道了一种纳米晶合金棒状磁芯的制备工艺，即先制备非晶合金薄带，经缠绕、退火、固化等工艺得到纳米晶合金块体，然后采用数控线切割工艺从固化后的纳米晶合金块体上切割得到直径为0.5mm左右的棒状磁芯。但是该工艺存在切割表面不平且有烧损层的问题，在磁芯直径很小的情况下，将严重降低磁芯的相对磁导率。
[0007]采用玻璃包裹拉丝工艺制备非晶合金丝，然后再经过非晶晶化退火来制备纳米晶合金丝，可以获得相对磁导率很高的纳米晶合金丝磁芯。但是受限于非晶形成能力，目前工艺无法制备直径在0.2mm以上的单根非晶合金丝，因此也不能制备直径在0.2mm以上的单根纳米晶合金丝。而且经过非晶晶化退火后，纳米晶合金丝脆性很大，在缠绕线圈时不能受力，非常容易断裂。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种棒状磁芯及其制备方法、电感及其制备方法和应用，本专利技术可制备0.2mm以上的棒状磁芯且制备的棒状磁芯强度高。
[0009]本专利技术提供了一种棒状磁芯的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将纳米晶合金丝按照棒状磁芯模具孔的延伸方向填满模具孔，再用环氧树脂渗入纳米晶合金丝的间隙中进行固化，得到所述棒状磁芯；所述纳米晶合金丝的直径为0.05～0.2mm；所述模具孔的直径为0.3～0.5mm。
[0011]优选的，所述纳米晶合金丝的成分为铁基纳米晶软磁合金。
[0012]优选的，所述环氧树脂的粘度小于1500mPa
·
s。
[0013]优选的，所述纳米晶合金丝的长度与模具孔的深度相等
[0014]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备的棒状磁芯，所述棒状磁芯包括纳米晶合金丝束和填充于所述纳米晶合金丝束间隙中的环氧树脂，所述棒状磁芯的直径为0.3～0.5mm。
[0015]本专利技术还提供了一种电感，包括棒状磁芯、线圈、环氧树脂和外套；所述线圈缠绕在所述棒状磁芯上；所述环氧树脂填充于缠绕线圈的棒状磁芯和所述外套之间；
[0016]所述外套的外径为0.8～0.9mm；
[0017]所述棒状磁芯为上述方案所述的棒状磁芯。
[0018]优选的，所述棒状磁芯的长度为6～8mm。
[0019]优选的，所述外套的长度为8～12mm；所述外套的成分为铁基纳米晶软磁合金。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述电感的制备方法，包括以下步骤：
[0021]在棒状磁芯上绕制线圈，得到缠绕线圈的棒状磁芯；
[0022]将所述缠绕线圈的棒状磁芯装入外套，向所述缠绕线圈的棒状磁芯与外套之间的空隙填充环氧树脂,固化，得到所述电感。
[0023]本专利技术还提供了上述方案所述电感或上述方案所述制备方法制备的电感在探测电路板铜层中的应用。
[0024]本专利技术提供了一种棒状磁芯的制备方法，包括以下步骤：将纳米晶合金丝按照棒状磁芯模具孔的延伸方向填满模具孔，再用环氧树脂渗入纳米晶合金丝的间隙中进行固化，得到所述棒状磁芯；所述纳米晶合金丝的直径为0.05～0.2mm；所述模具孔的直径为0.3～0.5mm。本专利技术的制备方法可制备直径0.2mm以上的棒状磁芯，并且本专利技术中的环氧树脂增强了棒状磁芯的强度，使得其在被线圈缠绕时不断裂。此外，本专利技术的棒状磁芯不存在表面不平且有烧损层的问题，不会降低磁芯的相对磁导率。
[0025]本专利技术制备的棒状磁芯的直径为0.3～0.5mm，为制备电感值较高的、直径不超过0.9mm的微型棒状电感奠定基础。
[0026]本专利技术提供了一种电感，由于使用了直径为0.3～0.5mm的棒状磁芯，因此，外套外径可缩小至0.8～0.9mm，不超过电路板上的最小孔径0.9mm，能够实现对电路板孔中铜层的无损检测。检测原理为：当外套外部紧贴有金属铜层时，将在金属铜层中产生明显的涡流效应，产生感应电流，感应电流所产生的感生磁场将显著降低微型棒状电感的电感值。金属铜层越厚，涡流效应越明显，电感值降低越多。因此，可以根据电感值的变化幅度来测定电路板孔中铜层的厚度，实现无损检测。
[0027]进一步地，当外套的成分为铁基纳米晶软磁合金时，本专利技术提供的电感内部插有纳米晶合金制备的棒状磁芯，外部包有铁基纳米晶软磁合金圆筒状外套，又进一步地约束了螺旋型线圈的磁力线范围，使磁力线束缚于铁基纳米晶合金内，因此同尺寸同匝数条件下电感值远高于普通棒状电感。实施例结果表明，本专利技术的电感对金属涂层的分辨率为0.25～0.45μH/μm
附图说明
[0028]图1为电感的结构示意图；其中，1
‑
棒状磁芯；2
‑
线圈；3
‑
环氧树脂；4
‑
外套；
[0029]图2为制备电感的流程图；
[0030]图3为实施例1的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图；
[0031]图4为实施例2的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图；
[0032]图5为实施例3的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图；
[0033]图6为实施例4的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图；
[0034]图7为实施例5的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图；
[0035]图8为实施例6的电感用于测试电路板孔中的涂层时有无涂层两种情况下电感量随频率变化的曲线图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棒状磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纳米晶合金丝按照棒状磁芯模具孔的延伸方向填满模具孔，再用环氧树脂渗入纳米晶合金丝的间隙中进行固化，得到所述棒状磁芯；所述纳米晶合金丝的直径为0.05～0.2mm；所述模具孔的直径为0.3～0.5mm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米晶合金丝的成分为铁基纳米晶软磁合金。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂的粘度小于1500mPa
·
s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米晶合金丝的长度与模具孔的深度相等。5.权利要求1～4任一项所述制备方法制备的棒状磁芯，其特征在于，所述棒状磁芯包括纳米晶合金丝束和填充于所述纳米晶合金丝束间隙中的环氧树脂，所述棒状磁芯的直径为0.3～0.5mm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘章华，吴传栋，朱昭峰，陈雨峰，
申请(专利权)人：江苏奥玛德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：