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Dans les spécifications des lames d'aspiration en Ferrite flexible, la Perméabilité magnétique apparaît généralement sous un numéro distinct, par exemple μ '= 35 @ 13,56 MHz ou μ' = 150 @ 13,56 MHz. Les ingénieurs, voyant ce chiffre, le comparent naturellement à la Perméabilité magnétique nominale de la ferrite frittée dans la même montre, puis concluent que « les propriétés de la feuille flexible ne sont qu'une fraction de celles du Corps fritté».
Cette comparaison est valable numériquement, mais elle conduit facilement les gens dans la mauvaise direction dans la logique de l'ingénierie. La Perméabilité magnétique de la ferrite frittée varie généralement de 65 à 240 à 13,56 MHz, tandis que la feuille magnétique flexible est d'environ 35 à la même fréquence. L'écart existe, mais cet écart n'est pas un simple effet de "dilution", mais une reconstruction triple et fondamentale du chemin du flux magnétique par une structure composite flexible. Comprendre cette triple reconstruction permet de mieux prédire le comportement du matériau dans un scénario concret que de se souvenir d'une valeur de μ '.
Première reconstitution: couplage indirect de joints de grains continus à « particules - matrice - particules »
Le chemin du flux magnétique de la ferrite frittée avance le long de joints de grains successifs, les grains étant en contact direct entre eux, le transfert du moment magnétique n'ayant pas besoin de traverser des interfaces hétérogènes. La Feuille de ferrite souple disperse les particules de ferrite dans une matrice polymère telle que polyépoxy, caoutchouc ou PVDF, les particules étant séparées entre elles par un polymère isolant, le flux magnétique ne pouvant plus être transmis directement le long d'une voie continue et devant être couplé indirectement au point de contact des particules ou par effet de dilution magnétique de la matrice.
La conséquence directe de ce changement est que la Perméabilité magnétique effective n'est plus déterminée uniquement par la Perméabilité magnétique intrinsèque de la ferrite. L'étude du système composite Ferrite - polyépoxy NiCuZn montre que la dépendance de la Perméabilité magnétique effective macroscopique sur la Perméabilité magnétique initiale de la ferrite est en fait "faible", l'état d'agrégation et la Fraction volumique des particules de charge étant les variables les plus dominantes. En d'autres termes, une formulation de ferrite frittée de µ '200 intrinsèque, après réalisation de la feuille Composite souple, le µ' fini peut ne pas être beaucoup plus élevé que la feuille réalisée avec la formulation de µ '100 intrinsèque. La valeur nominale du corps fritté perd ici son sens de référence.
Deuxième reconstitution: le seuil d'infiltration transforme la « quantité de remplissage» en un interrupteur non linéaire
Si le flux magnétique ne peut être transmis que par contact entre particules, la teneur en charges doit atteindre une valeur critique pour que le réseau de particules puisse former une voie magnétique continue. Pour le système composite Ferrite nizn / YSZ, ce seuil de Perméabilité magnétique est d'environ 0,6 pour la Fraction volumique de ferrite nizn - en dessous de 0,6, la perméabilité augmente lentement avec l'augmentation de la charge; Au - delà de 0,6, la Perméabilité magnétique bondit brusquement.
La présence d'un seuil d'infiltration place la conception de la Feuille de ferrite flexible dans un dilemme structurel. Pour que le µ 'effectif atteigne un niveau utilisable, la Fraction volumique de garnissage doit être proche ou supérieure au seuil de percolation; Mais le même ensemble de données montre que la dureté Vickers du composite a déjà commencé à « chuter de manière significative» lorsque la teneur en Ferrite nizn dépasse 0,5. Le remplissage élevé convertit la Perméabilité magnétique, mais la synchronisation affaiblit l'intégrité mécanique. Entre la capacité déformable requise de la feuille souple en flexion et en montage et la tendance à la fragilisation induite par un remplissage élevé, il existe une fenêtre étroite délimitée par un seuil d'infiltration.
Cette contradiction est la plus aiguë dans les basses bandes de fréquences, comme 13,56 MHz. Le guidage de flux basse fréquence nécessite un µm 'suffisamment élevé pour contraindre les lignes de champ magnétique, tandis que l'obtention du µm' repose sur un remplissage élevé; L'absorption de la bande GHz est alors plus dépendante des pertes diélectriques et de résonance, la dépendance au μ 'absolu est relativement faible et l'espace choisi pour la garniture est au contraire plus large.
Troisième reconstitution: la flexion n’est pas seulement une déformation géométrique, elle réécrit directement l’état magnétique de la ferrite
La Feuille de ferrite flexible subit presque nécessairement des flexions en utilisation réelle. L'intuition habituelle de l'ingénierie est la suivante: les plis peuvent provoquer des microfissures qui réduisent la Perméabilité magnétique. Mais l'effet piézomagnétique de la Ferrite (couplage magnétique par balle) signifie que les contraintes introduites par les flexions modifient directement les conditions d'anisotropie magnétique et de résonance du matériau, même en l'absence de fissures visibles.
Flexible mn₀. ₅ zn₀. L'étude des films épitaxiés de ₅fe₂o₄ fournit une référence quantitative claire: avec un rayon de courbure de 5 mm, le champ de résonance ferromagnétique (HR) décalé vers l'extérieur de la face atteint 704 OE et la largeur de raie de résonance ferromagnétique (δh) s'élargit de 310 OE à 1267 OE, soit environ 4 fois L'état non courbé. Après relâchement de la contrainte, HR et δh reviennent presque entièrement à leur état initial, ce qui indique que ce changement est un effet magnéto - élastique réversible et non une lésion permanente.
Les implications techniques de ces données sont les suivantes: l'énergie magnétique d'une feuille de ferrite flexible est une « quantité d'état» dans l'état de flexion plutôt qu'une « constante de matériau». μ 'et la fréquence de résonance mesurée à l'état plan, ne peuvent pas être utilisées directement pour prédire le comportement après ajustement sur une surface. La contrainte de flexion modifie le champ d'anisotropie par couplage magnéto - élastique, qui à son tour déplace la fréquence de résonance; Si la fréquence de fonctionnement cible tombe exactement sur le bord de la bande d'absorption de résonance, une variation de quelques millimètres du rayon de courbure est suffisante pour que le pic d'absorption s'écarte du point de fréquence prévu.
Pourquoi le « cadre de référence de corps fritté » échoue simultanément sur trois bandes de fréquences
La triple reconstruction décrite ci - dessus ne se comporte pas de la même manière dans les différentes bandes de fréquences, mais l'erreur d '"extrapolation avec les données du corps fritté" se produit sur chacune d'elles.
Dans la bande NFC de 13,56 MHz, la chute entre µ '65 - 240 du corps fritté et environ 35 de la feuille flexible provient principalement de la reconstruction du premier poids (couplage indirect) et du deuxième poids (seuil de percolation). L'objectif de conception de la feuille flexible n'est pas de rechercher un µm 'élevé, mais de maintenir un µm "faible et une valeur Q élevée au niveau du µm' disponible afin d'éviter de consommer l'énergie de champ magnétique limitée de l'antenne NFC.
Dans le scénario d'absorption EMI dans la bande GHz, le poids de la troisième reconstruction augmente. Les pics de perte de retour et la bande passante du système composite Ferrite flexible sont très sensibles à l'épaisseur, le système ferrite - polyépoxy NiCuZn atteignant - 48 dB à 4,6 GHz avec un rapport volumique f / P de 0,55 et une épaisseur de 8 mm, mais cette épaisseur est pratiquement indisponible à l'intérieur du téléphone. À une épaisseur réelle de 0,1 à 0,5 mm, la profondeur d'absorption du matériau dans la bande GHz dépend de la synergie des pertes diélectriques et des pertes par résonance, et non de la faible et moyenne Perméabilité magnétique nominale du corps non fritté.
Dans le scénario de forte puissance de la charge sans fil, la Feuille de ferrite flexible est confrontée à des contraintes de saturation homologues au corps fritté, mais la situation est plus complexe. La sensation magnétique de saturation du Ferrite est faible, il est facile de saturer sous un champ magnétique alternatif fort avec une charge sans fil de forte puissance, même la fragmentation locale et la surchauffe se produisent; La matrice polymère dans la structure composite flexible, tout en offrant une flexibilité mécanique, n'améliore pas les caractéristiques de saturation des particules de ferrite elles - mêmes. La compétence de la feuille flexible dans un scénario de puissance élevée dépend de la relation entre la densité de flux de travail à la puissance cible et la sensation magnétique saturée des particules de ferrite, et non de la propriété de « flexibilité» elle - même.
Jugement de sélection à partir du « spectre magnétique Fini »
Tout d'abord, en prenant comme point de départ les données de Perméabilité magnétique complexe de la feuille finie à la fréquence cible, épaisseur réelle, au lieu du µ 'nominal du corps fritté,
Il est demandé au fournisseur de fournir les courbes μ '(f) et μ "(f) de la feuille flexible elle - même, avec des points de fréquence couvrant la bande de fréquence de fonctionnement cible et indiquant l'épaisseur testée et la Fraction volumique de remplissage. Si le fournisseur ne peut fournir que la Perméabilité magnétique de la masse frittée ou le μ 'd'un seul point de fréquence, son pouvoir prédictif sur le comportement réel est limité. La dépendance du µ 'efficace de la feuille flexible sur le µ' propre à la ferrite est faible, la Fraction volumique de charge et l'état d'agrégation étant des variables plus directes.
Deuxièmement, évaluer l'ajustement de la « Perméabilité magnétique - flexibilité» près du seuil d'infiltration, plutôt que de supposer que les deux peuvent être optimisés indépendamment.
La perméabilité augmente fortement lorsque la Fraction volumique de charge dépasse environ 0,6, mais les propriétés mécaniques commencent déjà à diminuer au - delà de 0,5. La correspondance entre la Fraction volumique de remplissage et la durabilité en flexion doit être confirmée au fournisseur lors du choix du type. Pour les applications nécessitant l'ajustement de surfaces à faible rayon de courbure, il peut être nécessaire d'accepter un μ 'inférieur en échange de la flexibilité disponible plutôt que de rechercher la valeur de Perméabilité magnétique la plus élevée sur le cahier des charges.
Troisièmement, considérez le changement d'état magnétique après le pliage comme une vérification indépendante, plutôt que de vérifier uniquement les fissures d'apparence.
Des décalages réversibles ou partiellement réversibles de la fréquence de résonance et des pertes de la Feuille de ferrite souple peuvent se produire sous le rayon de flexion cible. Pour les scénarios NFC, il faut vérifier si les valeurs μ 'et q à 13,56 MHz après le virage se trouvent toujours dans la fenêtre correspondante; Pour les scénarios d'absorption en GHz, il faut confirmer si le pic d'absorption après le virage couvre toujours la bande cible. Le spectre magnétique à l'état plan ne remplace pas la mesure à l'état incurvé.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa gamme de produits de lames d'aspiration en Ferrite flexible couvre les lames magnétiques NFC / RFID de 13,56 MHz avec des lames d'aspiration EMI de bande GHz, qui peuvent fournir des courbes de Perméabilité magnétique complexe, des fractions volumiques de remplissage et des données de rétention d'énergie magnétique Après pliage de la feuille finie à la fréquence cible.
La série NFC est dominée par la structure composite Ferrite - polymère mince, qui peut être adaptée au système de matériaux en fonction du rayon de courbure du montage; La série d'absorption d'ondes GHz prend en charge l'ajustement personnalisé du système de remplissage et de l'épaisseur. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.