Scienziati Sviluppano Novello Mini-Induttore Flessibile Amorfo
Un team di ricerca ha sviluppato un mini-induttore basato su leghe amorfe che riesce a combinare un’eccellente flessibilità con un’alta induzione. Lo studio è pubblicato su Advanced Functional Materials.
Importanza dei Mini-Induttori Flessibili
Come componente chiave nella conversione di potenza e nell’elaborazione del segnale, i mini-induttori flessibili con alta densità energetica svolgono un ruolo importante nel migliorare le prestazioni dei dispositivi, ridurre il consumo energetico e realizzare la miniaturizzazione dei dispositivi. Tuttavia, le bobine convenzionali sono principalmente realizzate con materiali non magnetici, causando inevitabilmente una dispersione magnetica che riduce la densità di induzione, rendendo questi induttori inadatti per applicazioni a bassa frequenza.
Caratteristiche del Mini-Induttore Amorfo
Per superare questo problema, il team del Prof. Wang Junqiang del Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) dell’Accademia Cinese delle Scienze ha utilizzato leghe amorfe magnetiche morbide a base di Fe come materiali delle bobine per fabbricare un mini-induttore amorfo flessibile, grazie alle loro eccellenti proprietà magnetiche morbide.
La tecnologia di ablazione laser femtosecondo ad alta precisione è stata impiegata per creare con precisione nastri di leghe amorfe senza indurre la cristallizzazione delle leghe amorfe, mantenendo nel contempo le loro eccellenti proprietà meccaniche intrinseche.
Rispetto ai tradizionali induttori basati su materiali non magnetici come il rame, il mini-induttore sviluppato riduce significativamente la dispersione magnetica a meno di 10-4 T, minimizzando notevolmente le interferenze tra componenti elettronici.
Grazie all’alta permeabilità delle leghe amorfe, la densità di induzione del dispositivo aumenta a circa 280–390 nH/mm2, circa 10 volte superiore a quella degli induttori planari convenzionali.
Inoltre, la struttura amorfa conferisce a questo mini-induttore flessibile un’eccellente flessibilità meccanica, che può essere stirata fino al 300% delle sue dimensioni originali. Dopo 2.500 cicli di piegatura a un raggio di piegatura di 16 mm, il dispositivo sviluppato mantiene le sue prestazioni con solo una leggera diminuzione (meno del 10%) del valore di induzione e del fattore di qualità, indicando la sua superiorità in termini di stabilità.
Il mini-induttore amorfo flessibile può adattarsi a vari ambienti di applicazione piegatura e piegatura grazie al suo design flessibile. Può raggiungere una densità di induzione elevata in un volume molto piccolo per soddisfare i requisiti di miniaturizzazione dei prodotti elettronici sottili e leggeri.
Questo studio non solo fornisce un nuovo scenario di applicazione per le leghe magnetiche morbide amorfe, ma getta anche luce sulla selezione dei materiali e sul design dei dispositivi della tecnologia degli elettronici flessibili.
