一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法

本发明属于软磁材料，具体涉及一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的进步，电子设备的工作频率逐渐升高，但在高频范围内随之而来的电磁干扰和电磁污染等问题日益严重。柔性电磁屏蔽片具有柔韧、超薄、应用频率范围宽、易裁剪、贴装方便以及二次辐射小等特点，可以有效地降低线路间的串扰、降低相连电路的电磁感应耦合、降低电磁辐射、衰减射频电路的干扰以及隔绝磁场等，从而受到了人们的广泛关注。

2、在众多材料中，铁硅铝合金具有高饱和磁化强度、优良的热稳定性、较高的磁导率、较低的矫顽力和较低的成本等优点，已成为电磁屏蔽片的重要材料。但当前市场上常用的铁硅铝电磁屏蔽片磁导率仍偏低，磁导率实部在120～220之间。若通过增加片层厚度提升电磁屏蔽效能，则无法适应现阶段电子产品小型化和高度集成化的发展趋势。

3、研究表明，使用片状铁硅铝粉为原料制备电磁屏蔽片，有助于抑制颗粒内涡流并增强形状各向异性，但是由于铁硅铝合金粉末脆性大，加工性能差，径厚比小，且流延膜与衬底不易剥离，会导致膜片不平整、有缺陷及密度较低等问题，限制了磁导率的提高，进而影响最终的屏蔽效果。

技术实现思路

1、本发明提出了一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法，能够制备出具有较大径厚比的片状铁硅铝合金粉末，并获得片状粉末面内取向一致性好、密度高的流延膜片，从而有效提升所制备的屏蔽片的高频磁导率。

2、本发明是通过如下的技术方案实现的：

3、本发明提出一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片，至少包括以下组分：片状铁硅铝合金粉末、三油酸甘油酯、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、邻苯二甲酸二丁酯以及消泡剂。

4、在本发明一实施例中，所述消泡剂包括甘油和环氧乙烷的混合物、二甲基硅油、聚醚改性硅或高碳醇中的一种或几种。

5、本发明还提出一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法，至少包括以下步骤：

6、将不规则形状的铁硅铝合金粉末与zro2磨球、乙醇以及三油酸甘油酯加入球磨机中进行分段球磨处理，获取片状铁硅铝合金粉末；

7、将所述片状铁硅铝合金粉末置于氮气气氛中，并在700℃条件下退火处理12h；

8、将退火处理后的所述片状铁硅铝合金粉末与聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、邻苯二甲酸二丁酯以及增韧剂混合均匀，获取流延浆料；

9、将所述流延浆料加热搅拌，除去溶剂，然后在所述流延浆料中加入消泡剂，并对所述流延浆料进行抽真空处理；

10、将真空处理后的所述流延浆料涂布在水溶性薄膜基板上，在所述基板下方施加一个可移动的强磁场，待所述流延浆料固化后，撤出磁场，获取薄膜；以及

11、将所述薄膜进行辊压处理，将辊压处理后的所述薄膜静置于水中，将所述基板完全溶解，取出所述薄膜，放入60℃～80℃干燥箱中干燥1h～2h，获取铁硅铝电磁屏蔽片。

12、在本发明一实施例中，加入所述球磨机的不规则形状的铁硅铝合金粉末与zro2磨球、乙醇以及三油酸甘油酯的质量比为0.5：10：1：0.01，且不规则形状的铁硅铝合金粉末的粒度为-40目～+80目。

13、在本发明一实施例中，所述片状铁硅铝合金粉末的径厚比为(300～400)：1。

14、在本发明一实施例中，所述分段球磨处理包括第一段球磨处理和第二段球磨处理，其中，第一段球磨转速为400r/min～600r/min，第一段球磨时间为120min～210min，第二段球磨转速为100r/min～300r/min，第二段球磨时间为360min～540min。

15、在本发明一实施例中，在获取所述流延浆料的步骤中，退火处理的片状铁硅铝合金粉末、聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、邻苯二甲酸二丁酯以及增韧剂的质量比为12：2：21：1：0.2。

16、在本发明一实施例中，在将所述流延浆料加热搅拌的步骤中，加热温度为80℃～100℃，搅拌时间为45min～60min，所述流延浆料的粘稠度为3000mpa·s。

17、在本发明一实施例中，所述流延浆料中消泡剂的质量百分比为1wt％～8wt％，抽真空处理的次数为2次～5次。

18、在本发明一实施例中，在将所述薄膜进行辊压处理的步骤中，辊压处理次数为1～5次，辊压处理后的所述薄膜在水中的静置时间为30s～150s。

19、本发明提出的一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法，能够制备具有较大径厚比的片状铁硅铝合金粉末，从而增强了铁硅铝合金的形状各向异性；能够有效降低薄膜中的气孔，且能够有效地避免薄膜与基板不易剥离的问题，从而提高电磁屏蔽片的质量，提高良品率，降低生产成本；能有效提高片状铁硅铝合金粉末的面内取向一致性与电磁屏蔽片的密度，进而有效提高铁硅铝电磁屏蔽片的磁导率。

技术特征：

1.一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片，其特征在于，至少包括以下组分：片状铁硅铝合金粉末、三油酸甘油酯、聚乙烯醇缩丁醛、增韧剂、邻苯二甲酸二丁酯以及消泡剂。

2.根据权利要求1所述的一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片，其特征在于，所述消泡剂包括甘油和环氧乙烷的混合物、二甲基硅油、聚醚改性硅或高碳醇中的一种或几种。

3.一种制备如权利要求1-2任一项所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，加入所述球磨机的不规则形状的铁硅铝合金粉末与zro2磨球、乙醇以及三油酸甘油酯的质量比为0.5：10：1：0.01，且不规则形状的铁硅铝合金粉末的粒度为-40目～+80目。

5.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述片状铁硅铝合金粉末的径厚比为(300～400)：1。

6.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述分段球磨处理包括第一段球磨处理和第二段球磨处理，其中，第一段球磨转速为400r/min～600r/min，第一段球磨时间为120min～210min，第二段球磨转速为100r/min～300r/min，第二段球磨时间为360min～540min。

7.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，在获取所述流延浆料的步骤中，退火处理的片状铁硅铝合金粉末与聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、邻苯二甲酸二丁酯以及增韧剂的质量比为12：2：21：1：0.2。

8.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，在将所述流延浆料加热搅拌的步骤中，加热温度为80℃～100℃，搅拌时间为45min～60min，所述流延浆料的粘稠度为3000mpa·s。

9.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述流延浆料中消泡剂的质量百分比为1wt％～8wt％，抽真空处理的次数为2次～5次。

10.根据权利要求3所述的高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，在将所述薄膜进行辊压处理的步骤中，辊压处理的次数为1～5次，辊压处理后的所述薄膜在水中的静置时间为30s～150s。

技术总结
本发明提出了一种高磁导率柔性自支撑铁硅铝电磁屏蔽片及其制备方法，所述屏蔽片至少包括以下组分：片状铁硅铝合金粉末、三油酸甘油酯、聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸二丁酯、增韧剂以及消泡剂。本发明通过分段球磨工艺，成功制备出了大径厚比的片状铁硅铝粉末，有利于抑制高频涡流，增强形状各向异性场。通过使用水溶性薄膜作基板，在流延浆料中滴加消泡剂，解决膜片和衬底不易剥离、膜片易出现气孔的问题。通过在外加磁场下流延以及流延成型后的辊压处理，有利于充分利用片状合金粉末的形状各向异性使片状粉末平行于膜片排布并提高膜片密度，从而能有效提升电磁屏蔽片的磁导率。

技术研发人员：苏海林,曹志,张学斌,刘伟,李梦冉,徐澎鹏
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12