本發(fā)明屬于磁性材料領(lǐng)域，具體涉及一種異形磁路磁體的制備方法。

背景技術(shù)：

磁性是物質(zhì)的基本屬性之一。磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料，包括永磁材料、軟磁材料、磁致伸縮材料、磁制冷材料等。永磁材料又稱“硬磁材料”，指的是磁化飽和后不易退磁還能長(zhǎng)期保留磁性的一種功能材料，包括鐵氧體永磁、釤鈷永磁、釹鐵硼永磁等。永磁材料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用程度是現(xiàn)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的標(biāo)志之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)中扮演著重要的角色，當(dāng)代永磁材料的家庭平均使用量被用來(lái)作為衡量現(xiàn)代國(guó)民生活水平的標(biāo)準(zhǔn)。目前永磁材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍事、磁力傳動(dòng)裝置、電子儀表、醫(yī)療器械、家用電器等諸多領(lǐng)域，并成為機(jī)械、動(dòng)力、電子信息等產(chǎn)業(yè)賴以發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多新興的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ来挪牧系膬?nèi)部磁路提出了新的要求，如“u”形磁路、“t”形磁路等。當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的制備異形磁路磁體的方式主要包括：特殊磁場(chǎng)取向成型、單一方向取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化、不取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化等。其中①異形磁場(chǎng)取向成型：例如針對(duì)較大尺寸的“u”形磁路磁體，由于其磁路相對(duì)簡(jiǎn)單且尺寸較大，主要通過(guò)在取向成型時(shí)施加“u”形取向場(chǎng)來(lái)獲得；②單一方向取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化：例如針對(duì)平面二極充磁的異形磁路磁體，主要通過(guò)單一方向取向成型+平面二極磁化場(chǎng)磁化的方式獲得；③不取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化：例如針對(duì)較小尺寸的“u”形磁路磁體，主要通過(guò)制備各向同性磁體+“u”形磁場(chǎng)磁化的方式來(lái)獲得。上述幾種制備方式在一定程度上滿足了異形磁路磁體的應(yīng)用需求，然而，也具有明顯的不足：①異形磁場(chǎng)取向成型的方式只適用于尺寸較大且磁路較簡(jiǎn)單的異形磁路磁體；②單一方向取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化的方式只適用于磁路相對(duì)簡(jiǎn)單的異形磁路磁體；③不取向成型+特殊磁場(chǎng)磁化的方式獲得的磁體性能只有取向成型磁體的50％，磁性能相對(duì)較低。

綜上，有必要開(kāi)發(fā)出一種新型的制備異形磁路磁體的工藝方法，克服現(xiàn)有方法的不足，滿足更多尺寸、更復(fù)雜磁路磁體的制備需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)目的是針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種異形磁路磁體的制備方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)路線為：

一種異形磁路磁體的制備方法，其包括以下步驟：

①建立模型：在計(jì)算機(jī)中建立待制備的異形磁路磁體的三維模型，并根據(jù)該異形磁路磁體的內(nèi)部磁路特點(diǎn)，將其分解成具有特定易磁化方向的多個(gè)微小磁體模型；

②建立三維坐標(biāo)系：采集每個(gè)微小磁體模型的三維坐標(biāo)，并根據(jù)其三維坐標(biāo)在空間中建立微小磁體空間；

③導(dǎo)入磁粉：將永磁粉末逐一導(dǎo)入微小磁體空間，在導(dǎo)入的同時(shí)根據(jù)步驟①中確立的磁化方向施加取向磁場(chǎng)；

④制備小磁體：將導(dǎo)入微小磁體空間內(nèi)的永磁粉末即時(shí)固化成型為小磁體；

⑤成型：重復(fù)上述步驟③、④完成所有小磁體的制備，然后將所有小磁體燒結(jié)組裝成異形磁路磁體。

進(jìn)一步方案，所述的異形磁路磁體是指其內(nèi)部磁路呈u形、s形、十形或t形磁體，其三維尺寸為1mm-100mm。

進(jìn)一步方案，所述的微小磁體的三維尺寸在10μm-1mm之間，其內(nèi)部易磁化方向均勻一致。

進(jìn)一步方案，所述的永磁粉末為釤鈷粉末、釹鐵硼粉末、鐵氧體粉末中的一種或多種，永磁粉末的顆粒尺寸為1μm-20μm。

進(jìn)一步方案，所述的永磁粉末中還含有不超過(guò)10wt％的粘接劑。

進(jìn)一步方案，所述的粘接劑為低熔點(diǎn)金屬al、zn、sn或有機(jī)樹(shù)脂。

進(jìn)一步方案，所述固化成型的方式為激光加熱或電弧加熱；所述燒結(jié)組裝的方式為液相燒結(jié)或粘接劑固化。

本發(fā)明先將待制備異形磁路磁體在計(jì)算機(jī)中建立三維模型，再分解成具有特定易磁化方向的微小磁體；然后采集每個(gè)微小磁體的三維坐標(biāo)，在實(shí)體空間中建立其微小磁體空間；再采用導(dǎo)入方式，將永磁粉末導(dǎo)入微小磁體空間中，同時(shí)施加磁場(chǎng)，即時(shí)固化成型為小磁體，最后再將所有小磁體燒結(jié)組裝成異形磁路磁體。

本發(fā)明的制備方法包括三維模型的建立、磁粉的導(dǎo)入、取向與固化，其中：三維模型的建立是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基礎(chǔ)，磁粉的導(dǎo)入、取向與固化是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵。

與現(xiàn)有的異形磁路磁體制備工藝相比，本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)包括：

1、本發(fā)明所制備的異形磁路磁體的組成單元為取向一致的各向異性小磁體，相比各向同性磁體的磁性能更強(qiáng)；

2、本發(fā)明制備適用于三維尺寸在1mm-100mm之間任意尺寸的異形磁路磁體的制備；

3、本方法適用于“u”形、“十”形、“t”形、“s”形等多種復(fù)雜磁路磁體的制備，應(yīng)用范圍更廣。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中的4mm×4mm×4mm的u形磁路磁體的二維模型圖。

圖2是實(shí)施例2中的1.4mm×1.4mm×1.4mm的十形磁路磁體的二維模型圖。

圖3是實(shí)施例3中的3.6mm×3.6mm×3.6mm的s形磁路磁體的二維模型圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。

實(shí)施例1：

尺寸規(guī)格為4mm×4mm×4mm的“u”形磁路磁體的制備：

①在計(jì)算機(jī)中建立4mm×4mm×4mm的“u”形磁路磁體的三維模型(如圖1所示為其二維模型圖)，并根據(jù)該異形磁路磁體的內(nèi)部磁路特點(diǎn)，將其分解成具有特定易磁化方向的4×4×4＝64個(gè)1mm×1mm×1mm的微小磁體模型；

②采集每個(gè)微小磁體模型的三維坐標(biāo)，并根據(jù)其三維坐標(biāo)在空間中建立1mm×1mm×1mm的微小磁體空間；

③將平均粒度為3.0μm的釹鐵硼粉末導(dǎo)入一個(gè)微小磁體中，導(dǎo)入的同時(shí)根據(jù)步驟①中確立的磁化方向施加取向磁場(chǎng)；

④利用激光加熱，將導(dǎo)入的釹鐵硼粉末燒結(jié)成型為小磁體；

⑤重復(fù)步驟③、④，完成64個(gè)微小磁體的制備，最后將所有小磁體之間通過(guò)液相燒結(jié)組裝在一起，形成“u”形磁路磁體。

實(shí)施例2：

尺寸規(guī)格為1.4mm×1.4mm×1.4mm的“十”形磁路磁體的制備：

①在計(jì)算機(jī)中建立1.4mm×1.4mm×1.4mm的“十”形磁路磁體的三維模型(如圖2所示為其二維模型圖)，并根據(jù)該異形磁路磁體的內(nèi)部磁路特點(diǎn)，將其分解成具有特定易磁化方向的7×7×7＝343個(gè)0.2mm×0.2mm×0.2mm的微小磁體模型；

②采集每個(gè)微小磁體模型的三維坐標(biāo)，并根據(jù)其三維坐標(biāo)在空間中建立0.2mm×0.2mm×0.2mm的微小磁體空間；

③將平均粒度為4.0μm的釤鈷粉末與5wt％的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑混合物導(dǎo)入一個(gè)微小磁體中，導(dǎo)入的同時(shí)根據(jù)步驟①中確立的磁化方向施加取向磁場(chǎng)；

④利用電弧加熱，將導(dǎo)入的混合物燒結(jié)成型為小磁體；

⑤重復(fù)步驟③、④步驟，完成343個(gè)小磁體的制備，最后將所有小磁體之間通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑組裝在一起，形成“十”形磁路磁體。

實(shí)施例3：

尺寸規(guī)格為3.6mm×3.6mm×3.6mm的“s”形磁路磁體的制備：

①在計(jì)算機(jī)中建立3.6mm×3.6mm×3.6mm的“s”形磁路磁體的三維模型(如圖3所示為其二維模型圖)，并根據(jù)該異形磁路磁體的內(nèi)部磁路特點(diǎn)，將其分解成具有特定易磁化方向的6×6×6＝216個(gè)0.6mm×0.6mm×0.6mm的微小磁體模型；

②采集每個(gè)微小磁體模型的三維坐標(biāo)，并根據(jù)其三維坐標(biāo)在空間中建立0.6mm×0.6mm×0.6mm的微小磁體空間；

③將平均粒度為15μm的永磁鐵氧體粉末與3wt％的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑混合物導(dǎo)入一個(gè)微小磁體中，導(dǎo)入的同時(shí)根據(jù)步驟①中確立的磁化方向施加取向磁場(chǎng)；

④利用電弧加熱，將導(dǎo)入的混合物燒結(jié)成型為小磁體；

⑤重復(fù)步驟③、④步驟，完成216個(gè)小磁體的制備，最后將所有小磁體之間通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑組裝在一起，形成“s”形磁路磁體。

以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或類似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。