資訊中心
NEWS CENTER
如何采用掃描法測試坡莫合金材料 u0.08 的磁導(dǎo)率？
發(fā)布時(shí)間：
2022-09-09
來源：
www.fti168.com 湖南省永逸科技有限公司
在設(shè)備退磁控制非常好的情況下（相關(guān)的 IEC 和 GB 標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)該加入退磁質(zhì)量的要求），采用沖擊法可以很方便的外推初始磁導(dǎo)率 ui，同時(shí)還可以較準(zhǔn)確的計(jì)算材料的瑞利 常數(shù)。同樣采用掃描法測試幾組弱磁場下磁滯回線，取對應(yīng)的最大磁導(dǎo)率，計(jì)算推出初始磁 導(dǎo)率 ui。這將填補(bǔ)軟磁材料直流磁性能測量有關(guān)初始磁導(dǎo)率測試的空白。 最后將 Hs 分別為 8A/m、0.8A/m 和 0.08A/m 三條磁滯回線放在一起，瑞利區(qū)很?。?
首先說明一下掃描法和沖擊法測試磁化曲線。
掃描法：如果從退磁態(tài)（0，0）開始，單向地緩慢增加磁場強(qiáng)度，把經(jīng)歷的磁狀態(tài)點(diǎn)（M,H）連起來，就得到初始磁化曲線（或稱始發(fā)磁化曲線）。
沖擊法：如果在從退磁態(tài)（0，0）開始，只要逐步施加一個(gè)給定的 Hs，進(jìn)行磁鍛煉能得到一條穩(wěn)定的對稱回線，把這些回線的頂點(diǎn)（Ms,Hs)連起來，就能得到一條基本的磁化曲線（或稱正常磁化曲線）。 弱磁場下的磁滯回線：在退磁態(tài)附近的弱磁場下，對稱回線一般呈樹葉狀，1887年瑞利首先研究了這一現(xiàn)象，故稱瑞利區(qū)，這種回線為瑞利回線。在瑞利區(qū)中，材料的磁導(dǎo)率為： u(H1)=ui+?u0H1，其中 ui在初始磁導(dǎo)率，?為瑞利常數(shù)，單位 m/A。在瑞利區(qū)中材料的磁化率 χ和正常磁導(dǎo)率都與 H 成直線關(guān)系，斜率為?和?u0。在工程上為簡便，對不同的材料采用小 場下的 u 來替代初始磁導(dǎo)率 ui ，一般當(dāng) ui 大于 20k 的高導(dǎo)磁材料 H 取 0.08A/m，大于 2k 的取 0.8A/m 等。 從沖擊法測量報(bào)告上可以看出，Hs 達(dá)到 0.08A/m 實(shí)際已經(jīng)超出了材料的瑞利區(qū)，折點(diǎn)位置在 0.04A/m 左右（見下報(bào)告）。
瑞利區(qū)內(nèi)的磁化特性可采用沖擊法測試的原始數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析，根據(jù)測試設(shè)備精度可選擇 H：0.01A/m~0.04A/m 幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行。測試結(jié)果對應(yīng) u0.01=52.374k，u0.04=57.035k，根據(jù) 相關(guān)公式計(jì)算可得初始磁導(dǎo)率 ui=50.358k，瑞利常數(shù)?=155400（m/A）。 這也說明將 1J85 材料的 u0.08替代初始磁導(dǎo)率 ui 的偏差為 24.69%，即使采用 u0.04替代 u 偏差也為 13.25%。企業(yè)在宣傳設(shè)備測試初始磁導(dǎo)率的不確定度時(shí)應(yīng)注明測試對應(yīng)的 Hui，真 正意義上的初始磁導(dǎo)率（指 H 趨近與 0 時(shí)）目前還沒有看到溯源的測試方法。將 1J85 材料 的初始測試點(diǎn)數(shù)據(jù)見下表對照起來看，u0.003滿足 H 外推到 0 時(shí)，偏差與計(jì)算才達(dá)到小于 1% 的范圍內(nèi)。
|
Hdat(A/m) |
Jdat(T) |
u（k） |
|
0.00198098 |
0.000126133 |
50.66928409 |
|
0.00298774 |
0.000190807 |
50.8215153 |
|
0.00399001 |
0.000258383 |
51.5330613 |
|
0.00498592 |
0.00032361 |
51.65027029 |
|
0.00599004 |
0.000390415 |
51.86718863 |
|
0.00698773 |
0.000453691 |
51.66780554 |
|
0.00798803 |
0.000524615 |
52.2633073 |
|
0.00899549 |
0.000591387 |
52.31699757 |
|
0.00999975 |
0.000658124 |
52.37384287 |
|
0.0199948 |
0.00136874 |
54.4752748 |
|
0.0299816 |
0.00209677 |
55.65335554 |
|
0.0399858 |
0.00286586 |
57.03538251 |
|
0.0500043 |
0.00369565 |
58.81369012 |
|
0.0599761 |
0.0045315 |
60.12547883 |
|
0.0699712 |
0.00540217 |
61.43891761 |
|
0.0799869 |
0.00631155 |
62.79305899 |
在一些鐵氧體 ui 的測試條件中，測試條件為頻率 10kHz， Bm 小于 0.25mT 的條件進(jìn)行 （這條件幾乎滿足所有的軟磁材料），是利用了材料的回線弱場下都是可逆過程沒有 f 依賴 性，但前提條件是需要對樣品先進(jìn)行良好的退磁，電壓電流測試分辨率足夠精準(zhǔn)。在退磁不 好的情況下，ui 重復(fù)性會(huì)不好，所提不確定度為±25%大致可接受。 檢驗(yàn)頻率特性可以通過對 1J85 樣品采用倍頻條件下掃描磁滯回線進(jìn)行驗(yàn)證（見下圖）， 測試時(shí)控制掃描點(diǎn)間距分別為 0.02s、0.04 和 0.08s 進(jìn)行，將三次掃描獲得的磁滯回線疊加 在一個(gè)圖中，可以獲得 u0.08=62.54k（取三個(gè)速率下的平均值），這與沖擊法測試的 u0.08=62.79K 數(shù)據(jù)基本上是等同的，即在弱場區(qū)頻率依賴性可不用考慮。
因此，在設(shè)備退磁控制非常好的情況下（相關(guān)的 IEC 和 GB 標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)該加入退磁質(zhì)量的要求），采用沖擊法可以很方便的外推初始磁導(dǎo)率 ui，同時(shí)還可以較準(zhǔn)確的計(jì)算材料的瑞利 常數(shù)。同樣采用掃描法測試幾組弱磁場下磁滯回線，取對應(yīng)的最大磁導(dǎo)率，計(jì)算推出初始磁導(dǎo)率 ui。這將填補(bǔ)軟磁材料直流磁性能測量有關(guān)初始磁導(dǎo)率測試的空白。 最后將 Hs 分別為 8A/m、0.8A/m 和 0.08A/m 三條磁滯回線放在一起，瑞利區(qū)很??！
 |
湖南省永逸科技有限公司項(xiàng)目帶頭人：朱永紅 工程師 |
1990年畢業(yè)于吉林大學(xué)數(shù)學(xué)系應(yīng)用力學(xué)專業(yè)，分配到湖南省婁底市電子研究所工作，歷任研究所電測室技術(shù)員、組長、副所長、所長。2000年任婁底市三聯(lián)磁電研究所所長、2003年~2010年湖南省聯(lián)眾科技有限公司總經(jīng)理，2010年至今湖南省永逸科技有限公司總經(jīng)理。多年從事電磁測量儀器儀表的生產(chǎn)組織和市場推廣工作。主要成就如下：
一、專利（第一發(fā)明人）
1、干壓徑向取向磁場裝置，ZL 201620224572.2 （新型授權(quán)日：2016.7.27）；
2、磁流變液磁粉在線測量裝置， 201720167263.0（新型授權(quán)日：2016.8.02）；
3、軟磁材料基本磁滯回線測量裝置，ZL 201620286407.X （新型授權(quán)日：2016.8.24）；
4、一種三維磁場發(fā)生裝置，ZL 201510715986.5 （發(fā)明專利授權(quán)日：2017.4.12）；
5、利用測量裝置測量軟磁材料基本磁滯回線的方法，201610212992.3（發(fā)明專利授權(quán)日：2019.3.6）；
6、鐵磁圓柱直流磁性能標(biāo)準(zhǔn)樣品測定方法、磁導(dǎo)計(jì)校正方法，201810169642.2（發(fā)明專利公布）；
二、重大成果 ：
1、完成某手機(jī)品牌7S外殼磁流變液自動(dòng)化5面拋光機(jī)磁場控制設(shè)計(jì)和制造；
2、完成激光陀螺儀實(shí)驗(yàn)超大空間均勻區(qū)亥母霍茲線圈設(shè)計(jì)和制造；
3、完成心臟介入磁導(dǎo)航模型球域空間6自由度高梯度磁場設(shè)計(jì)和制造；
4、軟磁材料閉路樣品的基本磁滯回線的測試方法研究；
5、軟磁材料開路樣品直流磁性能螺線管退磁修正法和磁導(dǎo)計(jì)測試法的設(shè)計(jì)和制造。
三、學(xué)術(shù)論文
1、永磁材料磁性能測量方法比較及建議（第2作者）《磁性材料與器件》，1001-3830（2015）05-0051-06； 2、Modeling of Temperature Effects on Magnetic Property of Nonoriented Silicon Steel Lamination（第5作者）《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》, VOL. 51, NO. 11, NOVEMBER 2015；
3、軟磁材料基本磁滯回線測量方法與測量裝置的研究(第1作者)，《金屬功能材料》1005-8192[2016]045；
4、圓柱形鐵磁樣品螺線管法所測磁化曲線和磁滯回線的退磁修正（第2作者），《第十七屆全國磁學(xué)和磁性材料會(huì)議論文集》,2017.11；
5、Demagnetizing correction in fluxmetric measurements of magnetization curves and hysteresis loops of ferromagnetic cylinders（第3作者），《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》 449 (2018) 447–454；
6、Calibration of a permeameter for measuring soft magnetic materials using long cylindrical samples characterized by demagnetizingcorrected solenoid method（第2作者），《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》 458 (2018) 137–146；
7、用磁通計(jì)螺線管法所測鐵磁圓柱樣品磁化強(qiáng)度對磁場的關(guān)系曲線的退磁修正（第2作者），《金屬功能材料》1005-8192[2018]04-0027-08。
8、Direct-current hysteresis loops of a MuMETAL ring measured by continuous recording and automatic ballistic methods ，IEEE MAGNETICS LETTERS, VOLUME 12 (2021) （第2作者）
9、Effective magnetic path length in Epstein frame test of electrical steels，Cite as: Rev. Sci. Instrum. 93, 055105 (2022);（第2作者）
相關(guān)新聞
湖南省永逸科技有限公司
地址：湖南省婁底市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)新合作國際商貿(mào)城10樓(湘陽街東與迎春路交匯處）
關(guān)注公眾號
關(guān)注抖音號
客戶留言