我国是全球最大的碳排放国,科学研究表明,过量的碳排放会导致全球气候变暖、温室效应等环境问题。2020年9月第七十五届联合国大会一般辩论会上,国家主席习近平同志向全世界表示我国将采取更加有力的政策和措施,并且承诺力争于2030年前达到碳达峰(通过植树造林、节能减排等形式抵消自身二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”)目标,2060年前实现碳中和(在某一时刻,二氧化碳排放量达到峰值,随后逐步回落)目标。
然而,随着人类对高品质生活的高要求和高追求,使得更多磁性材料器件的工作频段不断拓宽,同时磁粉在使用时势必会出现损耗,尤其是高频率状态下磁粉损耗问题日益凸显。为了响应国家节能减排号召、降低磁粉损耗、提高磁粉使用效率,一般采用绝缘包覆技术针对磁粉表面进行绝缘包覆,既可以减少磁粉在工作时的损耗,也可以提高磁性能。因此,绝缘包覆技术一直备受科研者的关注与重视。
磁粉芯的损耗主要由涡流损耗和磁滞损耗组成。磁粉芯在高频下的涡流损耗占总损耗的主要部分,减少高频下磁粉芯的涡流损耗则成为改善该磁粉芯高频使用性能的主要任务。金属磁粉表面均匀包覆绝缘层,增加磁粉芯电阻率有利于降低其涡流损耗。将磁粉芯进行退火热处理可消除其中残余应力,消除内应力对畴壁钉扎和畴壁移动的阻碍作用,降低矫顽力,减小磁滞损耗。
目前对于磁粉芯的研究中,遇到的主要问题在绝缘包覆材料选择上,磁粉芯的绝缘包覆材料主要分为无机包覆与有机包覆两类,两种绝缘包覆层尚且存在各自的缺点。有机包覆材料的耐热性能差,压制后无法进行充分热处理以消除内应力,且实际使用中的工作温度也因此受到限制。无机包覆材料虽然温度稳定性好,但其粘结性能较差,所制备的磁粉芯机械强度不足,其有限的塑性变形能力也限制了成型压力。过大的成型压力容易导致绝缘层破裂从而起不到隔绝涡流的作用,而成型压力不足又降低了磁粉芯的密度。成型过程中,为尽可能保证压坯密度而采用较大的成型压力会引入较多的内应力,同时较大的致密度和填充密度易使电阻率降低。因此如何协调电阻率、内应力和压坯度三方面的配合成为绝缘包覆的研究重点。
本报告主要以绝缘处理技术为研究对象,从专利和文献为切入点,从全球角度和中国角度宏观分析绝缘包覆技术的研究现状和发展趋势,选取重点申请人进行详细的专利分析,意在帮助行业更好的了解全球绝缘包覆技术,可作为行业内相关专利和技术布局参考。
关键词:绝缘包覆技术;磁粉;包覆材料;包覆方法;专利;