Comment les microfissures d'une lame d'isolant ultra - mince "mangent" la précision de l'assemblage: de la contrainte de flexion à la chaîne causale cachée du désaccord de résonance

Lors de l'inspection des matériaux entrants à l'extrémité réceptrice de la charge sans fil, une feuille d'isolant nanocristallin de 0,08 mm d'épaisseur peut être parfaitement qualifiée: la partie réelle de la Perméabilité magnétique répond aux spécifications, la tolérance d'épaisseur est inférieure à ± 3 μm et il n'y a pas de bris visible en apparence. Mais lorsqu'il a été fixé à l'arrière de la bobine, après plusieurs plis après l'assemblage du module et l'assemblage de la machine entière, la fréquence de résonance de l'extrémité réceptrice peut avoir dévié de la valeur de conception, l'efficacité de la charge a diminué et certaines unités ne peuvent même pas fonctionner correctement.

Le problème n'est pas dans les matériaux entrants, mais dans les « fissures invisibles» du processus d'assemblage.

Comment la contrainte de flexion modifie la Perméabilité magnétique: l'état de fissure est une variable

La flexibilité de la feuille d'isolant nanocristallin provient du procédé magnétique fractionné. La bande continue de nanocristaux est divisée en minuscules fragments isolés les uns des autres, les espaces entre les fragments absorbent les déformations en flexion et se comportent macroscopiquement comme si la feuille pouvait s'adapter à une surface courbe sans se fragmenter. Mais le fragment lui - même reste un alliage nanocristallin, mécaniquement très fragile. L'état des fissures à l'intérieur des fragments change lorsqu'une contrainte de flexion est appliquée sur l'entretoise - les microfissures existantes peuvent se propager et la longueur de l'espace entre les fragments peut également être modifiée par la déformation de la couche adhésive.

La conséquence directe de cette variation est la dérive de la partie réelle µ 'de la Perméabilité magnétique. Les entrefers de débris sont les « entrefers » d'un circuit magnétique et toute modification de la longueur de l'entrefer modifie la Magnétorésistance effective et donc le µm '. Ceci est clairement énoncé dans la littérature de brevet: les contraintes externes font varier la longueur de l'espace interdébris, la fragilité de l'alliage nanocristallin fait varier l'état de la fissure avec la flexion et le μ 'avec elle. La dérive de μ 'n'est pas une descente unidirectionnelle - μ' peut être élevé ou diminué selon la direction de la contrainte et l'orientation des débris, et cette incertitude est précisément un point difficile pour un bon contrôle de vitesse.

Dérive de μ 'à la dissonance de résonance: où se produit la perte de bonne vitesse

Le récepteur de charge sans fil fonctionne sur un circuit de résonance LC avec une fréquence de résonance f = 1 / (2π√ LC). Le µ 'de la lame séparatrice participe directement à l'inductance l de la bobine réceptrice, la dérive du µ' étant équivalente à la dérive de l, la fréquence de résonance étant décalée avec elle.

Après que la fréquence de résonance s'écarte de la consigne IC, l'efficacité de transmission du système diminue. Un léger décalage ne peut se manifester que par un ralentissement de la vitesse de charge ou une augmentation légèrement plus élevée de la température, que les ingénieurs ne peuvent pas nécessairement attribuer immédiatement à l'isolant lors des tests fonctionnels; Lorsque le décalage est important, l'extrémité réceptrice peut ne pas fonctionner correctement dans des conditions spécifiques de contrepoint de bobine ou de charge. Le problème de ce type d'échec est qu'il n'est pas visible lors de l'inspection des matériaux entrants, qu'il peut ne pas être visible après un montage statique, qu'il n'est exposé qu'après avoir subi des plis d'assemblage et des contraintes d'empilement de l'ensemble de la machine, et que la feuille d'espacement est déjà encapsulée à l'intérieur du module, ce qui est extrêmement coûteux à réparer.

Espace amélioré aux extrémités du matériau: déformation à la rupture et processus de recuit

Au niveau du matériau, la fragilité en flexion de la feuille d'isolant nanocristallin n'est pas sans marge d'amélioration. La déformation relative à la rupture des bandes composites nanocristallines / amorphes de co - kine peut atteindre plus de deux fois celle des bandes nanoperm traditionnelles à base de Fe. Une déformation à la rupture plus élevée signifie qu'avec le même rayon de flexion, la probabilité de créer de nouvelles fissures à l'intérieur du fragment est moindre et la stabilité du μ 'sous les contraintes d'assemblage est meilleure.

Le processus de recuit affecte également la ténacité en flexion. L'étude des alliages nanocristallins à base de Fe a montré qu'un recuit rapide (520°c, 3 - 30 secondes) permettait de maintenir la contrainte à la rupture à environ 1,04% tout en obtenant des propriétés magnétiques douces de BS 1,82 T, HC 6,2 A / m. Mais un recuit trop long aggrave le gradient élémentaire de l'interface amorphe / cristal, inhibe la formation de bandes de cisaillement et augmente la fragilité macroscopique. Cela signifie que la précision du contrôle de la fenêtre du processus de recuit du fournisseur de matériau détermine directement la bonne performance de la feuille d'isolant ultramince sous la contrainte d'assemblage.

Réponse à la fin du processus: chemin magnétique sans fragmentation et contrôle des contraintes de la couche de colle

En plus de la composition du matériau et du traitement thermique, le processus structurel de l'isolant magnétique modifie également les limites de la stabilité en flexion. La structure magnétique bicouche sans fragmentation est une voie d'ultra - amincissement au cours des dernières années: elle ne repose pas sur l'absorption des déformations par les interstices de débris, mais réduit l'épaisseur globale en réduisant le nombre de couches de nanocristaux, réduisant structurellement les variations d'interstices dues au glissement relatif entre débris lors de la flexion. La stabilité en flexion de ce type de schéma dépend de la déformation à la rupture de la bande nanocristalline elle - même et de la manière dont la couche de colle contraint la bande, plutôt que de variations aléatoires de l'écart de fragmentation.

Pour le schéma de conservation de la structure magnétique fragmentée, la façon dont les espaces de fragmentation sont remplis est une autre variable clé. Si l'espace de débris est complètement rempli avec la couche de colle, la pression d'extrusion visqueuse et solidifiée de la couche de colle crée une contrainte sur le débris, ce qui entraîne une déformation du fragment, un changement d'orientation, un élargissement de l'espace et une diminution concomitante de la Perméabilité magnétique. Le fait de laisser les interstices être au moins partiellement remplis d'air ou de disposer un revêtement isolant entre la couche de colle et la couche magnétique permet de réduire l'action de contrainte de la couche de colle sur les débris, rendant la dérive du µ 'plus contrôlable Après pliage et cycle thermique.

Cadre d'évaluation des fournisseurs à partir des contraintes d'assemblage et de la conformité des lots

Pour la variante de feuille d'isolant ultra - mince, les seules tolérances de perméabilité et d'épaisseur du matériau entrant ne suffisent plus à prédéterminer la bonne tenue de l'assemblage. Les données des trois dimensions suivantes reflètent mieux la disponibilité des matériaux sous des contraintes réelles d'assemblage.