无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈及其制作方法与流程

本发明涉及石墨烯应用技术领域，尤其涉及一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈及其制作方法。

背景技术：

石墨烯的应用已是全世界的关注，然而对于石墨烯的研究，还在起步阶段。石墨烯是非常有特质的二维新型材料，然而这新型材料的应用上主要在材料添加上居多，要发展更深层和带功能性方向的材料才是科技进步的方向，这就要求必须在原料上制造出带功能特性的材料。原有石墨烯制造出来的材料叫n型石墨烯，意思是说，现在的石墨烯材料作为添加用途的材料是没有带自主特性的、和本身没带离子的石墨烯叫n型石墨烯，n的意义指：不带离子特性的石墨烯noionicgraphene或中性石墨烯neutralgraphene。我们有必要在添加离子生产上做工作，做出不一样的和带功能性的石墨烯，这也是是未来必要的研究课题和应用课题。

扼流圈滤波应用已超过100年已上，跨越了三个世纪，传统的做法，扼流圈滤波组件是利用线圈绕制在硅钢片上，做自耦式过滤，然而硅钢片所作的磁场自耦方式，只有南北对向式磁化自耦反应，东西方向完全没有屏闭，或多或少都显示出漏磁现象。所以，亚天科技在利用液态金属封装线圈去进行无缝式线圈屏闭。液态金属是流质，可以无缝地封装整个线圈，不象硅钢片有漏磁情况，存在能量损失现象。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种滤波速度快、效率高的无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈及其制作方法。

为了达到上述目的，本发明一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈，包括多组线圈、正极引出线、负极引出线、硅胶吸波层以及外壳；多组线圈首尾相接紧密排布形成管状结构，第一组线圈引出端与正极引出线相连，最后一组线圈引出端与负极引出线相连，所述管状结构容置在外壳内，所述正极引出线以及负极引出线分别从外壳上穿出，所述硅胶吸波层无缝填充在外壳内，且所述硅胶吸波层与多组线圈外表面充分接触；所述硅胶吸波层材质为硅胶石墨烯功能剂。

其中，多组线圈、正极引出线以及负极引出线组成的扼流圈由一根线材圈合而成，所述正极引出线从第一组线圈端部向管状结构外一端引出，所述负极引出线从最后一组线圈端部向管状结构外另一端引出，所述正极引出线以及负极引出线分别从外壳两对立端穿出。

其中，多组线圈、正极引出线以及负极引出线组成的扼流圈由一根线材圈合而成，所述正极引出线从第一组线圈端部向管状结构外一端引出，所述负极引出线从最后一组线圈端部向管状结构内伸入穿过管状结构的中空内表面，并正极引出线的引出端引出；所述正极引出线以及负极引出线从外壳的同一端面穿出。

其中，所述硅胶吸波层按质量分数计算，具体包括以下成分：

由石墨烯材料与硅胶a料混合而成的功能剂；

由液态金属溶液与硅胶b料混合而成的备用剂；

所述硅胶a料为硅胶液体，所述硅胶b料为固化剂。

其中，石墨烯材料的质量分数占总质量的1%~10%，硅胶a液的质量分数占总质量的90%~99%；液态金属溶液的质量分数占总质量的1%~20%，硅胶b液的质量分数占总质量的80%~99%。

其中，所述液态金属为以铁离子型号为基础的液态金属，所述石墨烯材料为功能性石墨烯材料。

本发明一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的制作方法，包括以下步骤：

s1、线圈绕制：将线材以圆环形方式层叠环绕，形成多组线圈，多组线圈平行设置形成管状结构；

s2、正负极引出：线材头部从第一组线圈端部向管状结构外一端引出形成正极引出线，线材尾部从最后一组线圈端部向管状结构外的另一端引出形成负极引出线；

s3、灌注硅胶吸波层：将管状结构的多组线圈固定在外壳内，正极引出线以及负极引出线分别从外壳两端穿出；将硅胶吸波层材料灌入外壳内，使硅胶吸波层与线圈进行无缝连接；

s4、封装硅胶吸波层：待硅胶吸波层材料固化，滤波扼流圈形成。

其中，硅胶吸波层制备过程包括以下步骤：

a1、配制功能剂：将质量分数占总质量1%~10%的石墨烯材料以及质量分数占总质量90%~99%的硅胶a液充分混合，形成功能剂；

a2、配制备用剂：将质量分数占总质量1%~20%的液态金属溶液以及质量分数占总质量80%~99%的硅胶b液进行充分混合，形成备用剂；

a3、将功能剂与备用剂进行混合固化封装在线材外表面。

本发明一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的制作方法，包括以下步骤：

s1、线圈绕制：将线材以圆环形方式层叠环绕，形成多组线圈，多组线圈平行设置形成管状结构；

s2、正负极引出：线材头部从第一组线圈端部向管状结构外一端引出形成正极引出线，线材尾部从最后一组线圈端部向管状结构内伸入穿过管状结构的中空内表面，并正极引出线的引出端引出形成负极引出线；

s3、灌注硅胶吸波层：将管状结构的多组线圈固定在外壳内，正极引出线以及负极引出线均从外壳的一端面穿出；将硅胶吸波层材料灌入外壳内，使硅胶吸波层与线圈进行无缝连接；

s4、封装硅胶吸波层：待硅胶吸波层材料固化，滤波扼流圈形成。

其中，硅胶吸波层制备过程包括以下步骤：

a1、配制功能剂：将质量分数占总质量1%~10%的石墨烯材料以及质量分数占总质量90%~99%的硅胶a液充分混合，形成功能剂；

a2、配制备用剂：将质量分数占总质量1%~20%的液态金属溶液以及质量分数占总质量80%~99%的硅胶b液进行充分混合，形成备用剂；

a3、将功能剂与备用剂进行混合固化封装在线材外表面。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的扼流圈摒弃了利用线圈绕制在硅钢片上，做自耦式过滤的方法，直接使用滤波层进行全方位无缝式封装，由于自耦性加强，电能损耗非常小，从而达到速度增加、反应灵敏的效果。这种扼流圈中间望去就像无极形图像，所以称之为无极式扼流圈。由于这种方法能让电流无极性走向都呈左右相对平衡状态，而这种结构是内阻底、速度极快而又没有任何相位相性之分，可适合各种形式的直流电和交流电使用。滤波层是全方位式的封装，在滤波过程中，比硅钢片滤波减少了95%以上的能量损失，应用效果非常好。

附图说明

图1为本发明第一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的部分剖视图；

图2为本发明第二种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的部分剖视图。

主要元件符号说明如下：

10a、线圈11a、正极引出线

12a、负极引出线13a、硅胶吸波层

14a、外壳

10b、线圈11b、正极引出线

12b、负极引出线13b、硅胶吸波层

14b、外壳。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

第一实施例

参阅图1，本发明一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈，包括多组线圈10a、正极引出线11a、负极引出线12a、硅胶吸波层13a以及外壳14a；多组线圈10a首尾相接紧密排布形成管状结构，第一组线圈10a引出端与正极引出线11a相连，最后一组线圈10a引出端与负极引出线12a相连，管状结构容置在外壳14a内，正极引出线11a以及负极引出线12a分别从外壳14a上穿出，硅胶吸波层13a无缝填充在外壳14a内，且硅胶吸波层13a与多组线圈10a外表面充分接触；硅胶吸波层13a材质为硅胶石墨烯功能剂，多组线圈10a、正极引出线11a以及负极引出线12a组成的扼流圈由一根线材圈合而成，正极引出线11a从第一组线圈10a端部向管状结构外一端引出，负极引出线12a从最后一组线圈10a端部向管状结构外另一端引出，正极引出线11a以及负极引出线12a分别从外壳14a两对立端穿出。

在本实施例中，硅胶吸波层13a按质量分数计算，具体包括以下成分：

由石墨烯材料与硅胶a料混合而成的功能剂；

由液态金属溶液与硅胶b料混合而成的备用剂；

所述硅胶a料为硅胶液体，所述硅胶b料为固化剂。

在本实施例中，石墨烯材料的质量分数占总质量的1%~10%，硅胶a液的质量分数占总质量的90%~99%；液态金属溶液的质量分数占总质量的1%~20%，硅胶b液的质量分数占总质量的80%~99%。

在本实施例中，液态金属为以铁离子型号为基础的液态金属，石墨烯材料为功能性石墨烯材料。

本发明的无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的制作方法，包括以下步骤：

s1、线圈10a绕制：将线材以圆环形方式层叠环绕，形成多组线圈10a，多组线圈10a平行设置形成管状结构；

s2、正负极引出：线材头部从第一组线圈10a端部向管状结构外一端引出形成正极引出线11a，线材尾部从最后一组线圈10a端部向管状结构外的另一端引出形成负极引出线12a；

s3、灌注硅胶吸波层13a：将管状结构的多组线圈10a固定在外壳14a内，正极引出线11a以及负极引出线12a分别从外壳14a两端穿出；将带石墨烯液态金属母料以及环氧树脂的硅胶吸波层13a材料灌入外壳14a内，使硅胶吸波层13a与线圈10a进行无缝连接；

s4、封装硅胶吸波层13a：待硅胶吸波层13a材料固化，滤波扼流圈形成。

在本实施例中，硅胶吸波层13a制备过程包括以下步骤：

a1、配制功能剂：将质量分数占总质量1%~10%的石墨烯材料以及质量分数占总质量90%~99%的硅胶a液充分混合，形成功能剂；

a2、配制备用剂：将质量分数占总质量1%~20%的液态金属溶液以及质量分数占总质量80%~99%的硅胶b液进行充分混合，形成备用剂；

a3、将功能剂与备用剂进行混合固化封装在线材外表面。

第二实施例

进一步参阅图2，本发明一种无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈，包括多组线圈10b、正极引出线11b、负极引出线12b、硅胶吸波层13b以及外壳14b；多组线圈10b首尾相接紧密排布形成管状结构，第一组线圈10b引出端与正极引出线11b相连，最后一组线圈10b引出端与负极引出线12b相连，管状结构容置在外壳14b内，正极引出线11b以及负极引出线12b分别从外壳14b上穿出，硅胶吸波层13b无缝填充在外壳14b内，且硅胶吸波层13b与多组线圈10b外表面充分接触；硅胶吸波层13b材质为硅胶石墨烯功能剂，多组线圈10b、正极引出线11b以及负极引出线12b组成的扼流圈由一根线材圈合而成，正极引出线11b从第一组线圈10b端部向管状结构外一端引出，负极引出线12b从最后一组线圈10b端部向管状结构内伸入穿过管状结构的中空内表面，并正极引出线11b的引出端引出；正极引出线11b以及负极引出线12b从外壳14b的同一端面穿出。

在本实施例中，硅胶吸波层13b，按质量分数计算，具体包括以下成分：

由石墨烯材料与硅胶a料混合而成的功能剂；

由液态金属溶液与硅胶b料混合而成的备用剂；

所述硅胶a料为硅胶液体，所述硅胶b料为固化剂。

在本实施例中，石墨烯材料的质量分数占总质量的1%~10%，硅胶a液的质量分数占总质量的90%~99%；液态金属溶液的质量分数占总质量的1%~20%，硅胶b液的质量分数占总质量的80%~99%。

在本实施例中，液态金属为以铁离子型号为基础的液态金属，石墨烯材料为功能性石墨烯材料。

本发明的无极式硅胶石墨烯滤波扼流圈的制作方法，包括以下步骤：

s1、线圈10b绕制：将线材以圆环形方式层叠环绕，形成多组线圈10b，多组线圈10b平行设置形成管状结构；

s2、正负极引出：线材头部从第一组线圈10b端部向管状结构外一端引出形成正极引出线11b，线材尾部从最后一组线圈10b端部向管状结构内伸入穿过管状结构的中空内表面，并正极引出线11b的引出端引出形成负极引出线12b；

s3、灌注硅胶吸波层13b：将管状结构的多组线圈10b固定在外壳14b内，正极引出线11b以及负极引出线12b均从外壳14b的一端面穿出；将带石墨烯液态金属母料以及环氧树脂的硅胶吸波层13b材料灌入外壳14b内，使硅胶吸波层13b与线圈10b进行无缝连接；

s4、封装硅胶吸波层13b：待硅胶吸波层13b材料固化，滤波扼流圈形成。

在本实施例中，硅胶吸波层13b制备过程包括以下步骤：

a1、配制功能剂：将质量分数占总质量1%~10%的石墨烯材料以及质量分数占总质量90%~99%的硅胶a液充分混合，形成功能剂；

a2、配制备用剂：将质量分数占总质量1%~20%的液态金属溶液以及质量分数占总质量80%~99%的硅胶b液进行充分混合，形成备用剂；

a3、将功能剂与备用剂进行混合固化封装在线材外表面。

相较于现有技术，本发明的扼流圈摒弃了利用线圈10b绕制在硅钢片上，做自耦式过滤的方法，直接使用滤波层进行全方位无缝式封装，由于自耦性加强，电能损耗非常小，从而达到速度增加、反应灵敏的效果。这种扼流圈中间望去就像无极形图像，所以称之为无极式扼流圈。由于这种方法能让电流无极性走向都呈左右相对平衡状态，而这种结构是内阻底、速度极快而又没有任何相位相性之分，可适合各种形式的直流电和交流电使用。滤波层是全方位式的封装，在滤波过程中，比硅钢片滤波减少了95%以上的能量损失，应用效果非常好。

一般用液态金属做的无极式滤波效果可达到-6~12db的数据。由于液态金属做滤波的材料，封装上处理过程比较复杂，所以如何将液态金属固体化一直是我们的研究方向。随着石墨烯近年的发展兴起，我们也利用了石墨烯与液态金属结合制作石墨烯。在实践过程中测得滤波在液态金属与石墨烯结合下，更有惊人的进步空间。由从前的-6~12db的数据，再提升到无极式线圈10b滤波达到-9~20db的更惊人的数据。

本发明太极式扼流圈制作方式，加上石墨烯液态金属制作组件作滤波用途，这种制作方式的滤波，是由亚天团队在2008年创制的新型和突破性的极向性扼流圈设计，也是人类历史上最新概念创新性绕法线圈10b，目前还不能用机器制作，只能人手绕制。该扼流圈利用液态金属滤波上是轻易达到-35db以上。加上石墨烯与液态金属配方，滤波可达到-70~140db或以上的功能。

本发明的太极式扼流圈称为rt式扼流圈，原因是这种线圈10b的绕法是rt团队在扼流圈创作上一大突破，利用自耦加强方式，让滤波后的信号得到加强，而且滤波效果更彻底。由于世上从没有这样绕制法出现，于是我们就用科研团队的rt命名这种线圈10b，中文是亚天之意，rt是（remytechnology）的简写。remytechnology的科技研究是全面维绕着物质电子相位的科学理论所研发的技术成果，尤以本世纪在电子滤波方面发展。

本滤波的结构是rt式，滤波速度高，损耗接近零损耗，所以适合很多线路上的滤波用途，例如电源滤波、变压前后滤波、直流放大式器件滤波、直流电源滤波、发射讯号滤波等。在实践中，尤以音源滤波和视频滤波效果特别明显。该扼流圈能有效地阻隔高频信号干扰，由以1g以上甚至超过10000g的emc效果卓越。在音响上提以及视频的传真度上都有提升。开关电源发展越来越快和越多，因此这种扼流圈液态金属和石墨烯结合的滤波是非常好的应用组件。由于他可用于直流和交流电，使用方便，因此不必担心方向性问题，对信号上也发挥功能性作用，所以使用范围广泛。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。