本技術(shù)涉及磁體，特別涉及一種磁體結(jié)構(gòu)及其制備方法、功能模組、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、海爾貝克陣列(halbach?array)是一種磁體結(jié)構(gòu)，是工程上的近似理想結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是用最少量的磁體產(chǎn)生最強(qiáng)的磁場(chǎng)，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景中。例如，在手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品的攝像頭模組、揚(yáng)聲器模組中，利用海爾貝克磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)作為模組內(nèi)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)模組的功能。

2、海爾貝克磁體通常包括多個(gè)磁體，多個(gè)磁體經(jīng)過磁化后，不同磁化方向的磁體按照一定的順序排列，相鄰的磁體之間采用粘接的方式固定裝配在一起，使組裝后的磁體一邊的磁場(chǎng)顯著增強(qiáng)，而另一邊顯著減弱，即構(gòu)成海爾貝克磁體。

3、然而，通過多個(gè)磁體粘接組裝獲得海爾貝克磁體，組裝裝配工藝復(fù)雜，且不同磁化方向的磁體間存在斥力，裝配難度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種磁體結(jié)構(gòu)及其制備方法、功能模組、電子設(shè)備，磁體結(jié)構(gòu)的磁體單元具有海爾貝克磁體的特性，且磁體單元為一體式結(jié)構(gòu)件，簡(jiǎn)化了裝配工藝并降低裝配難度。

2、本技術(shù)實(shí)施例的第一方面提供一種磁體結(jié)構(gòu)，包括若干磁體單元，每個(gè)磁體單元包括在第一方向上相背的第一側(cè)和第二側(cè)。每個(gè)磁體單元包括中心面和在第二方向上相背的兩個(gè)端面，沿第二方向上，中心面位于兩個(gè)端面之間，第二方向與第一方向垂直。從中心面至任一端面方向上，位于中心面與該端面之間的磁體單元的磁偏角連續(xù)增大。

3、也就是說，從中心面至任一端面的方向上，位于中心面與該端面間的磁體單元的磁化方向連續(xù)變化，磁化方向逐漸遠(yuǎn)離中心線連續(xù)變化，使磁偏角連續(xù)增大。磁體單元的磁感線可以沿磁化方向分布，使從中心面至任一端面的方向上，位于中心面至端面之間的磁體單元內(nèi)部存在磁偏角度連續(xù)變化的磁感線，磁感線在磁體單元的單側(cè)進(jìn)行匯聚，如在磁體單元的第一側(cè)匯聚。使磁體單元的第一側(cè)磁性增強(qiáng)，第二側(cè)磁性減弱，保證磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度大于第二側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)海爾貝克磁體的性能，使該磁體單元可以作為一個(gè)海爾貝克磁體，用較小尺寸的磁體單元就能夠獲得較強(qiáng)的磁場(chǎng)。

4、并且，每個(gè)磁體單元為一體式結(jié)構(gòu)件，即通過一體成型的方式能夠形成一體式的磁體單元，該磁體單元就是一個(gè)海爾貝克磁體，具有單側(cè)的強(qiáng)磁場(chǎng)特性。與通過多個(gè)磁體組裝構(gòu)成海爾貝克磁體陣列相比，無需粘接組裝，能夠簡(jiǎn)化裝配過程，降低裝配難度，提升裝配效率，并且能夠提升磁體單元的力學(xué)強(qiáng)度。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁偏角的范圍包括：0°～90°。如從中心面至任一端面，位于中心面和端面之間的磁體單元的磁偏角可以從0°逐漸增大至90°。可以使磁體單元的磁感線更好的在第一側(cè)匯聚，更進(jìn)一步提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使磁體單元更接近于理想型的海爾貝克磁體。使用更小的尺寸可以實(shí)現(xiàn)更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，滿足當(dāng)前功能模組及電子設(shè)備小型化設(shè)計(jì)需求的條件下，能夠達(dá)到更好的驅(qū)動(dòng)效果等。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元以中心面為對(duì)稱面，以中心面為對(duì)稱的兩部分磁體單元的磁偏角對(duì)應(yīng)相等，即沿第二方向上，位于中心面的兩側(cè)，且距離中心面的間距相等的兩部分磁體單元的磁偏角對(duì)應(yīng)相等。使磁體單元的磁感線對(duì)稱分布，磁體單元更接近為理想型的海爾貝克磁體，利于進(jìn)一步提升磁體單元在第一側(cè)的磁通密度及正弦特性，增強(qiáng)第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，降低第二側(cè)的磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度。

7、示例性的，從其中一個(gè)端部至其中另一個(gè)端部方向上，磁體單元在第一側(cè)的磁通密度呈正弦半周期變化，使磁體單元可以為一個(gè)半周期的理想流線型海爾貝克磁體，增強(qiáng)磁體單元第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，減弱第二側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，從中心面至任一端面之間的磁體單元的磁偏角呈等差數(shù)值增大，使磁體單元可以更接近理想型的海爾貝克磁體，利于提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

9、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元在第一方向上的厚度與磁體單元在第二方向上的寬度的比值小于等于1。使磁體單元厚度可以小于等于磁體單元的寬度，磁體單元可以整體呈較扁平形狀。一方面，利于減小磁體單元及磁體結(jié)構(gòu)的占用空間，實(shí)現(xiàn)高磁場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，利于滿足功能模組及電子設(shè)備的減薄化、小型化設(shè)計(jì)需求。

10、另一方面，磁體單元的寬度較長(zhǎng)，可以便于在一體成型時(shí)對(duì)磁化方向連續(xù)變化的控制實(shí)現(xiàn)，保證從中心面至任一端面間的磁體單元的磁偏角連續(xù)增大，利于成型實(shí)現(xiàn)。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元在第一方向上的厚度與磁體單元在第二方向上的寬度的比值小于等于1/2。能夠滿足高的磁場(chǎng)強(qiáng)度需求，并進(jìn)一步減小磁體單元的厚度，便于在功能模組及電子設(shè)備中的應(yīng)用，且更利于成型實(shí)現(xiàn)。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元包括在第二方向上分布的中心部分和兩個(gè)端部，中心部分以中心面對(duì)稱。兩個(gè)端部分別磁體單元沿第二方向的兩端，兩個(gè)端面分別位于兩個(gè)端部相背的兩側(cè)。例如，可以將磁體單元?jiǎng)澐譃檠氐诙较蛏戏植嫉亩鄠€(gè)部分，多個(gè)部分中位于兩端位置處的兩個(gè)可以分別兩端部，位于中間位置處的部分可以為中心部分。通過控制端部和中心部分的磁偏角等特性，利于增強(qiáng)磁體單元單側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使磁體單元更接近于理想的海爾貝克磁體。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，中心部分的剩余磁化強(qiáng)度大于1.0t，保證磁體單元具有較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)第一側(cè)的高磁性。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，中心部分的剩余磁化強(qiáng)度大于1.3t，使磁體單元具有更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，利于用較小的尺寸產(chǎn)生更大場(chǎng)強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，中心部分的磁偏角α1范圍包括：0°≤α1≤10°。使中心部分的磁偏角較小，更利于提高磁體單元單側(cè)(第一側(cè))磁通密度及正弦特性，提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，用較小的尺寸就可以產(chǎn)生更大的場(chǎng)強(qiáng)。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，中心部分的磁偏角α1范圍包括：α1＝0°，使磁體單元更接近于理想型海爾貝克磁體，進(jìn)一步提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，端部的磁偏角α2范圍包括：60°≤α2≤90°。使端部的磁偏角接近或等于90°，進(jìn)一步利于提高磁體單元單側(cè)(第一側(cè))磁通密度及正弦特性，提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，用較小的尺寸就可以產(chǎn)生更大的場(chǎng)強(qiáng)。且端部的磁化方向接近平行于第二方向，可以減小或避免磁體單元通過端部與磁體單元或其他磁性結(jié)構(gòu)組裝時(shí)產(chǎn)生的斥力，利于提升結(jié)合牢度，并降低組裝難度，提升組裝效率并降低成本。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，端部的磁偏角α2范圍包括：α2＝90°。使磁體單元更接近于理想型海爾貝克磁體，更進(jìn)一步提升磁體單元在第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。并且磁體單元通過端部與磁體單元或其他磁性結(jié)構(gòu)組裝時(shí)沒有斥力，結(jié)合牢度較高，組裝工藝簡(jiǎn)單，效率高且成本低。

19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的相對(duì)密度大于90％。使磁體單元的相對(duì)密度較大，能夠進(jìn)一步保證磁體單元具有較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)磁體單元的單側(cè)高磁性。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的相對(duì)密度大于95％。使磁體單元具有更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，利于較小尺寸產(chǎn)生更大磁場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)現(xiàn)。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的數(shù)量為多個(gè)，其中一個(gè)磁體單元一端部的端面與其中另一個(gè)磁體單元一端部的端面相接，相接的兩個(gè)端面處的極性相反。相接的兩端面極性相反而相吸，可以減小或避免相接的磁體單元的排斥作用，提升結(jié)合牢度并降低裝配難度，提升裝配效率并降低成本。

22、相接的兩個(gè)端部的磁化方向間的夾角小于等于45°。使相接的兩個(gè)端部的磁化方向夾角較小，利于減小兩個(gè)磁體單元間的排斥作用，有利于降低磁體結(jié)構(gòu)的組裝裝配難度。

23、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體結(jié)構(gòu)還包括若干單向磁體，至少一個(gè)磁體單元一端部的端面與單向磁體一端部的端面相接，相接的兩個(gè)端面處的極性相反。相接兩端面極性相反而相吸，可以減小或避免相接的磁體單元和單向磁體的排斥作用，提升結(jié)合牢度并降低裝配難度，提升裝配效率并降低成本。

24、相接的兩個(gè)端部的磁化方向間的夾角小于等于45°。使相接的兩個(gè)端部的磁化方向夾角較小，利于減小相接的磁體單元和單向磁體間的排斥作用，有利于降低磁體結(jié)構(gòu)的組裝裝配難度。

25、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的形狀包括長(zhǎng)方體、圓柱體、杯狀體。占用厚度空間相對(duì)較小，便于適用于攝像頭模組等功能模組及電子設(shè)備中，具有較高的普遍適用性。

26、本技術(shù)實(shí)施例的第二方面提供一種磁體結(jié)構(gòu)的制備方法，磁體結(jié)構(gòu)包括磁體單元，方法包括：

27、提供磁粉。

28、使磁粉成型獲得前驅(qū)體。

29、在第一預(yù)設(shè)溫度、第一預(yù)設(shè)壓力條件下，使前驅(qū)體變形，獲得磁體單元。

30、該方法通過對(duì)前驅(qū)體施加一定的溫度(如第一預(yù)設(shè)溫度)及壓力(如第一預(yù)設(shè)壓力)，在一定的溫度及壓力條件下，能夠改變及調(diào)控前驅(qū)體中的磁粉原子的流向，進(jìn)而調(diào)控磁化取向，塑造形狀的同時(shí)限定磁化取向特征，使前驅(qū)體變形后獲得的磁體單元具有所需的磁化取向特征。這樣通過合理的控制第一預(yù)設(shè)溫度、第一預(yù)設(shè)壓力等條件，可以得到從中心面至任一端面磁化方向連續(xù)變化的磁體單元。使從中心面至任一端面方向上，位于中心面與端面間的磁體單元的磁偏角連續(xù)增大，磁體單元第一側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，第二側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱，獲得的磁體單元為一個(gè)海爾貝克磁體。

31、與相關(guān)技術(shù)中采用磁粉在磁場(chǎng)中取向后燒結(jié)成型形成海爾貝克磁體相比，本技術(shù)實(shí)施例提供的磁體結(jié)構(gòu)的成型方法中，磁粉成型形成磁體單元的過程中，通過調(diào)控成型過程中的溫度及壓力等條件來調(diào)控磁化取向，使成型的磁體單元為海爾貝克磁體，無需外加取向磁場(chǎng)，成型方式更加的簡(jiǎn)單便捷，且成本更低。

32、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一預(yù)設(shè)溫度包括：700℃～900℃，能夠很好的控制原子流向，保證獲得的磁體單元中從中心面至端面磁偏角逐漸增大，使磁體單元的第一側(cè)具有高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)磁體單元的單側(cè)高磁性。

33、第一預(yù)設(shè)壓力包括：100mpa～300mpa。能夠很好的控制原子流向，保證獲得的磁體單元的第一側(cè)具有高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)磁體單元的單側(cè)高磁性。

34、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，前驅(qū)體的變形速率包括104～10-1/s。利于實(shí)現(xiàn)磁體單元所需的磁化取向，保證變形后獲得的磁體單元的第一側(cè)具有高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

35、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，使磁粉成型獲得前驅(qū)體，包括：

36、加壓使磁粉成型形成冷坯。

37、在第二預(yù)設(shè)溫度、第二預(yù)設(shè)壓力條件下，致密化處理冷坯，獲得前驅(qū)體。

38、即首先對(duì)磁粉成型后對(duì)成型冷坯進(jìn)行致密化處理，形成更加致密的前驅(qū)體，利于提升前驅(qū)體的密度，從而使最終成型的磁體單元具有較高的相對(duì)密度，保證磁體單元在第一側(cè)的高磁場(chǎng)強(qiáng)度。并且首先形成冷坯再致密化處理獲得致密的前驅(qū)體，與直接通過磁粉獲得致密的前驅(qū)體相比，具有更高的成型速率，便于致密的前驅(qū)體的成型實(shí)現(xiàn)。

39、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，冷坯的密度包括3.0g/cm3～5.0g/cm3，保證冷坯具有一定的密度，以便于通過冷坯能夠獲得所需的前驅(qū)體，進(jìn)而通過前驅(qū)體變形獲得磁體單元。

40、前驅(qū)體的密度包括7.0g/cm3-7.7g/cm3，獲得的前驅(qū)體具有較高的密度，保證通過前驅(qū)體獲得的磁體單元具有較高的密度，利于提升磁體單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

41、磁體單元的密度包括7.2g/cm3-7.7g/cm3，使磁體單元的相對(duì)密度較高，利于實(shí)現(xiàn)磁體單元的單側(cè)高磁性。

42、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第二預(yù)設(shè)溫度包括：600℃～900℃，第二預(yù)設(shè)壓力包括：100mpa～300mpa，保證能夠起到很好的致密效果，得到致密性更高的前驅(qū)體。

43、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第一預(yù)設(shè)溫度、第一預(yù)設(shè)壓力條件下，使前驅(qū)體變形之后，方法還包括：對(duì)變形后的前驅(qū)體進(jìn)行表面加工、表面處理。通過表面加工及表面處理，可以使獲得的磁體單元的表面更加的平整，并能夠在表面上形成如保護(hù)層等特殊的膜層。

44、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)變形后的前驅(qū)體進(jìn)行表面加工、表面處理后，方法還包括：對(duì)表面處理后的前驅(qū)體充磁。充磁使磁體單元飽和磁化，就可以獲得具有磁性的一個(gè)磁體單元，使該磁體單元能夠產(chǎn)生單側(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度高的磁場(chǎng)。

45、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的數(shù)量為多個(gè)，獲得磁體單元之后，方法還包括：粘接多個(gè)磁體單元，獲得磁體結(jié)構(gòu)。即首先獲得多個(gè)具有磁性的磁體單元，然后將多個(gè)磁體單元粘接組裝在一起，獲得磁體結(jié)構(gòu)，操作步驟簡(jiǎn)單，利于裝配實(shí)現(xiàn)。

46、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，磁體單元的數(shù)量為多個(gè)，使前驅(qū)體變形，獲得磁體單元，包括：

47、對(duì)變形后的多個(gè)前驅(qū)體進(jìn)行表面加工，獲得多個(gè)第二預(yù)制體。

48、粘接多個(gè)第二預(yù)制體，并進(jìn)行表面處理。

49、對(duì)表面處理后的多個(gè)第二預(yù)制體充磁，獲得多個(gè)磁體單元，多個(gè)磁體單元相接。

50、通過上述方式，可以先將多個(gè)第二預(yù)制體首先粘接，再充磁，獲得具有磁性的多個(gè)磁體單元，組成具有磁性的磁體結(jié)構(gòu)。首先粘接再充磁，可以減小或避免裝配過程中磁體單元間磁性的互斥作用，利于提升粘接的牢度，提升整個(gè)磁體結(jié)構(gòu)的可靠性。并且，先對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行表面加工再粘接，利于提升粘接牢度，也利于提升磁體結(jié)構(gòu)的可靠性。

51、本技術(shù)實(shí)施例的第三方面提供一種功能模組，包括動(dòng)件和上述任一的磁體結(jié)構(gòu)，磁體結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)件移動(dòng)。

52、本技術(shù)實(shí)施例的第四方面提供一種電子設(shè)備，包括殼體和上述任一的磁體結(jié)構(gòu)，磁體結(jié)構(gòu)裝配于殼體。