高質量發明(míng)專利、快速授權，成功案例系列之四：
2個月發證：一(yī)種圓形磁片流延取向成型的(de)方法、裝置及制(zhì)品（湖南工(gōng)程學(xué)院）
一(yī)、發明(míng)專利案件(jiàn)基本信息
技術領域：新材料
專利号： CN202110242475.1
專利名稱：一(yī)種圓形磁片流延取向成型的(de)方法、裝置及制(zhì)品
專利申請日：2021.03.05
專利授權日：2021.05.11
專利申請人(rén)：廣東高鑫信息股份有限公司 湖南工(gōng)程學(xué)院
發明(míng)人(rén)：顔铄清 翟文正 曹粲 賀君 孫明(míng)科 孫化海
專利代理機構：廣州高炬知(zhī)識産權代理有限公司
專利代理師：劉志(zhì)敏
二、發明(míng)專利申請文件(jiàn)信息
申請文件(jiàn)：16頁，0.97萬字
授權權利要求：11，其中(zhōng)獨立權利要求：4
權項結構：
三、發明(míng)內(nèi)容摘要：
本發明(míng)公開了一(yī)種圓形磁片的(de)流延取向成型裝置，其包括基座、驅動(dòng)電(diàn)機、漿料導管、驅動(dòng)軸、圓形轉盤、卡槽、永磁體(tǐ)；所述的(de)永磁體(tǐ)設置在(zài)卡槽內(nèi)，卡槽、圓形轉盤均随驅動(dòng)軸轉動(dòng)，驅動(dòng)軸、圓形轉盤、卡槽、永磁體(tǐ)的(de)圓心處于同一(yī)直線上；所述的(de)圓形轉盤爲導磁材料制(zhì)成；所述漿料導管的(de)出口将磁性漿料導入到該圓心部位，該漿料随圓形轉盤轉動(dòng)并向周圍擴展。本發明(míng)該公開了采用該裝置的(de)流延取向成型方法，以及制(zhì)得(de)的(de)圓形磁片。本發明(míng)通(tōng)過同步改進制(zhì)備裝置及工(gōng)藝，采用永磁體(tǐ)代替電(diàn)磁鐵，大幅降低設備的(de)體(tǐ)積、功耗，利用靜磁場與離心力相(xiàng)互作(zuò)用，在(zài)漿料轉動(dòng)過程中(zhōng)快速完成對(duì)磁性填料的(de)取向，其取向固定，均指向磁片的(de)圓心，制(zhì)得(de)的(de)磁片材料綜合性能(néng)高。
四、發明(míng)摘要附圖：
五、獨立權利要求1：
1.一(yī)種圓形磁片的(de)流延取向成型裝置，其特征在(zài)于，其包括基座、驅動(dòng)電(diàn)機、漿料導管(1)，以及安裝在(zài)基座上的(de)驅動(dòng)軸(6)、圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(tǐ)(3)，所述的(de)永磁體(tǐ)(3)設置在(zài)卡槽（4）的(de)空腔內(nèi)，該卡槽（4）的(de)下表面設置在(zài)驅動(dòng)軸(6)上，所述的(de)圓形轉盤(2)下表面設置在(zài)卡槽（4）上，二者均随驅動(dòng)軸(6)一(yī)起轉動(dòng)，且所述的(de)驅動(dòng)軸(6)、圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(tǐ)(3)的(de)圓心處于同一(yī)直線上；所述驅動(dòng)軸(6)、永磁體(tǐ)(3)、卡槽(4)、圓形轉盤(2)的(de)直徑依次增大；所述的(de)圓形轉盤(2)爲導磁材料制(zhì)成，用來将永磁體(tǐ)(3)的(de)磁場由其圓心導向其邊緣；所述永磁體(tǐ)(3)與導磁的(de)圓形轉盤(2)在(zài)圓形轉盤(2)的(de)上表面上，共同形成中(zhōng)心位置最強、向周圍逐漸減弱的(de)磁場；所述漿料導管(1)的(de)設置在(zài)圓形轉盤(2)的(de)正上方、其出口朝向圓形轉盤(2)的(de)圓心部位，将磁性漿料導入到該圓心部位，使該漿料随圓形轉盤(2)轉動(dòng)，并在(zài)磁場力、離心力及重力的(de)共同作(zuò)用下向周圍流動(dòng)、擴展。
獨立權利要求2：
6.一(yī)種采用權利要求1～5之一(yī)所述裝置的(de)圓形磁片的(de)流延取向成型方法，其特征在(zài)于，其包括如(rú)下步驟：（1）制(zhì)備磁性漿料，其中(zhōng)包括長(cháng)形磁性填料；（2）設置一(yī)圓形磁片的(de)流延取向成型裝置，并且在(zài)其圓形轉盤（2）上表面覆蓋一(yī)層PET膜，作(zuò)爲承載該磁性漿料及制(zhì)備的(de)流延膜的(de)基片；所述的(de)圓形轉盤（2）将永磁體(tǐ)(3)的(de)磁場從圓心部位導向四周，在(zài)圓形轉盤(2)的(de)上表面上形成中(zhōng)心位置最強、向周圍逐漸減弱的(de)磁場；（3）啓動(dòng)電(diàn)機，驅動(dòng)軸(6)帶動(dòng)圓形轉盤(2)、卡槽(4)、永磁體(tǐ)(3)一(yī)起旋轉，并達到設定的(de)轉速；（4）将磁性漿料經其設置在(zài)圓形轉盤(2)的(de)正上方、朝向圓形轉盤(2)的(de)圓心部位的(de)漿料導管（1）的(de)出口，導入到該圓心部位，磁性漿料在(zài)離心力和(hé)磁場磁力、重力的(de)共同作(zuò)用下向周圍流動(dòng)、擴展、攤平，開始流延；漿料中(zhōng)的(de)磁性填料在(zài)轉盤旋轉向外(wài)的(de)離心力，與永磁體(tǐ)磁場向內(nèi)的(de)磁力及重力的(de)共同作(zuò)用之下與漿料一(yī)起向周圍流動(dòng)、擴展，并在(zài)此過程中(zhōng)使其顆粒的(de)軸線朝向圓心，完成取向排列；（5）驅動(dòng)軸(6)保持均勻轉速，漿料導管（1）持續将漿料導入、流延、取向，直至基片上的(de)流延膜厚度達到設定的(de)厚度，停止導入磁性漿料，然後停止圓形轉盤（2）轉動(dòng)，固化，幹燥，得(de)到取向成型的(de)各向異性的(de)圓形磁片。
獨立權利要求3：
10.根據權利要求6～9之一(yī)所述的(de)圓形磁片的(de)流延取向成型方法，其特征在(zài)于：所述的(de)磁性填料，爲具有磁性長(cháng)形的(de)橢球體(tǐ)顆粒、棒狀顆粒或短(duǎn)纖維之一(yī)。
獨立權利要求4：
11.一(yī)種采用權利要求6～10之一(yī)所述流延取向成型方法制(zhì)備的(de)圓形磁片，其特征在(zài)于：所述的(de)圓形磁片中(zhōng)磁性填料的(de)定向排列方向一(yī)緻，均指向圓形磁片的(de)圓心。
六、本發明(míng)主要的(de)有益效果：
（1）本發明(míng)提供的(de)圓形磁片的(de)流延取向成型方法、裝置及制(zhì)品，其通(tōng)過同步改進制(zhì)備工(gōng)藝及裝置，采用永磁體(tǐ)代替電(diàn)磁鐵，合理設計結構，大幅降低了設備的(de)體(tǐ)積、功耗；永磁體(tǐ)在(zài)圓形轉盤的(de)圓心位置形成靜磁場，再由采用導磁材料圓形轉盤将該磁場向周圍傳遞，在(zài)圓形轉盤上形成中(zhōng)心部位最強、向周圍逐漸減弱的(de)磁場；該磁場将漿料中(zhōng)的(de)磁性填料顆粒向圓心部位吸引，而圓形轉盤旋轉時所産生的(de)離心力則将該磁性填料顆粒推離圓心部位，二者相(xiàng)互作(zuò)用，可(kě)在(zài)漿料轉動(dòng)過程中(zhōng)快速完成對(duì)磁性填料的(de)取向，并且其取向固定，均指向磁片的(de)圓心。
（2）本發明(míng)通(tōng)過獨特的(de)工(gōng)藝和(hé)結構設計，使本發明(míng)提供的(de)裝置對(duì)比現有使用電(diàn)磁鐵提供磁場的(de)裝置，本發明(míng)的(de)裝置結構緊湊、體(tǐ)積小、重量輕、成本低；其體(tǐ)積減小到現有技術的(de)1/3，重量減小到現有技術的(de)1/10，設備功耗爲現有技術的(de)1/20，成本爲現有技術的(de)1/40。
（3）采用本發明(míng)提供裝置及工(gōng)藝生産的(de)産品，各處磁性填料顆粒分(fēn)布、磁化和(hé)取向方向的(de)均勻性好，材料各處性能(néng)的(de)一(yī)緻好，且不同批次制(zhì)備的(de)産品性能(néng)差别可(kě)控制(zhì)在(zài)3%以內(nèi)，有利于批量化生産。本發明(míng)制(zhì)備的(de)以平面六角鐵氧體(tǐ)爲磁性填料的(de)圓形磁片，采用該發明(míng)裝置取向成型後對(duì)比未取向成型的(de)材料，磁導率從10-12增加到30-40左右，通(tōng)頻(pín)帶內(nèi)損耗從1-2降低到0.1-0.2。
（4）本發明(míng)提供的(de)裝置及其方法，可(kě)使所制(zhì)備的(de)鐵氧體(tǐ)産品中(zhōng)鐵氧體(tǐ)粉末的(de)晶相(xiàng)方向趨近相(xiàng)同，其制(zhì)得(de)的(de)磁片材料，磁性材料分(fēn)布及取向均勻，綜合性能(néng)高。同時，通(tōng)過調整磁場強度、轉速等參數，本發明(míng)還可(kě)以适用于平面六角鐵氧體(tǐ)、MnZn、NiZn、Co2Z、Co2Y等各種軟磁生料片的(de)成型。本發明(míng)生産的(de)磁性生料片成型時，由于其原料粉末采用晶向取向成型，所以燒結過後的(de)材料，在(zài)平面方向的(de)諧振頻(pín)率更高，磁導率也(yě)提高，損耗降低，綜合性能(néng)可(kě)以得(de)到大幅的(de)提升。
七、本案專利代理師經驗分(fēn)享：
随着各種精密電(diàn)子(zǐ)電(diàn)器技術的(de)發展，高性能(néng)磁性材料的(de)應用也(yě)越來越廣泛。磁性材料在(zài)磁場中(zhōng)成型可(kě)以獲得(de)磁各向異性，從而性能(néng)獲得(de)提升。鐵氧體(tǐ)等磁性材料在(zài)成型時經過磁場取向成型，在(zài)燒結以後晶粒的(de)晶向排列更加有序，從而具備更強的(de)磁各向異性。各向異性增強能(néng)大幅度提升鐵氧體(tǐ)材料的(de)性能(néng)。比如(rú)锶鐵氧體(tǐ)在(zài)壓制(zhì)成型過程中(zhōng)普遍采取了施加磁場的(de)方式。其施加方式爲采用模具外(wài)套線圈的(de)方式，通(tōng)過電(diàn)流産生磁場。磁場方向垂直線圈平面。采用磁場成型後的(de)锶鐵氧體(tǐ)的(de)飽和(hé)磁化強度與矯頑力都在(zài)磁場成型方向能(néng)提升50%以上。現有技術中(zhōng)爲了獲得(de)均勻的(de)磁場需要很大尺寸的(de)電(diàn)磁鐵，設備體(tǐ)積大重量大，造價高，系統複雜，使用能(néng)耗大，而且由于其磁場方向與圓盤旋轉的(de)方向平行(xíng)，在(zài)圓盤持續旋轉的(de)過程中(zhōng)，該漿料中(zhōng)的(de)磁性粉末材料的(de)被定向的(de)方向并不一(yī)緻，而且由于磁性粉末材料的(de)比重大于漿料的(de)其他組分(fēn)，在(zài)離心力的(de)作(zuò)用下，會(huì)快速從圓盤圓心位置向外(wài)移動(dòng)，導緻最終所制(zhì)得(de)的(de)磁片各處粉末材料的(de)分(fēn)布并不均勻。
因此，湖南工(gōng)程學(xué)院與廣東高鑫信息股份有限公司研發團隊合作(zuò)攻關，提出提供一(yī)種圓形磁片的(de)流延取向成型方法、裝置及制(zhì)品，通(tōng)過同步改進制(zhì)備工(gōng)藝及裝置，大幅降低設備的(de)體(tǐ)積、功耗，采用永磁體(tǐ)代替電(diàn)磁鐵，利用圓心位置的(de)永磁體(tǐ)形成的(de)靜磁場與圓盤離心力相(xiàng)互作(zuò)用，在(zài)漿料轉動(dòng)過程中(zhōng)快速完成對(duì)磁性填料的(de)取向，各處磁粉分(fēn)布的(de)一(yī)緻性好、取向固定，均指向磁片的(de)圓心，以解決現有磁性材料成型設備結構複雜、尺寸大、重量大、功耗高和(hé)取向方向不固定、磁性材料分(fēn)布不均勻等問(wèn)題。
本專利涉及多(duō)個學(xué)科和(hé)技術領域，包括材料、化工(gōng)、機械、自(zì)動(dòng)化控制(zhì)及工(gōng)藝等，對(duì)專利代理師的(de)跨領域的(de)專業能(néng)力、綜合水平，對(duì)新材料技術領域的(de)經驗要求較高。我(wǒ)公司派出專利代理師劉志(zhì)敏與研發團隊深入交流，共同分(fēn)析、檢索和(hé)撰寫完成了本項發明(míng)專利的(de)申請文件(jiàn)。專利代理師通(tōng)過與研發團隊成員密切溝通(tōng)，認真聽取發明(míng)人(rén)的(de)構思和(hé)技術方案，并且進行(xíng)了深入的(de)技術挖掘，從而得(de)到了本發明(míng)呈現的(de)較爲完善的(de)技術方案。
本案件(jiàn)由于涉及新能(néng)源和(hé)新一(yī)代電(diàn)子(zǐ)信息領域，專利代理師根據相(xiàng)關規定，爲申請人(rén)辦理了加快審查的(de)相(xiàng)關手續，并且在(zài)後續的(de)繳費、審查意見(jiàn)答(dá)複等多(duō)個環節均做加急處理，最終使本發明(míng)能(néng)夠在(zài)2個月的(de)時間(jiān)內(nèi)頒發了發明(míng)證書，創下我(wǒ)公司自(zì)成立以來最快的(de)發明(míng)發證時間(jiān)記錄（我(wǒ)國發明(míng)專利的(de)通(tōng)常授權發證時間(jiān)爲24-36個月）。
本專利是專利代理師撰寫的(de)跨領域高質量專利申請案件(jiàn)，反複修改了多(duō)稿、曆時二個多(duō)月才最終定稿，發明(míng)人(rén)團隊及代理師對(duì)本發明(míng)均付出了辛苦的(de)勞動(dòng)。
本發明(míng)專利作(zuò)爲高質量的(de)發明(míng)專利，對(duì)材料、設備、工(gōng)藝均進行(xíng)了合理的(de)保護，采用加快的(de)申請和(hé)審查方法，大幅縮短(duǎn)了審查時間(jiān)。獲得(de)專利授權後，有利于專利權人(rén)對(duì)該成果該成果的(de)後續轉化、實施、維權等活動(dòng)，協助該專利技術盡早投入市場，使其價值早日實現。
