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反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量。是磁学量测量的内容之一。软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料,主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性,因此,软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。
表征软磁材料的磁特性有各种曲线,可按工业应用要求来选择。这些曲线主要是:工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线;工作在变化磁场(包括周期性交变磁场,脉冲磁场和交、直流叠加磁场等)之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H,纵坐标是材料中的磁通密度B。这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。此外,软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。
静态磁特性测量 测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线,主要测量方法有冲击法和积分法两种。
①冲击法:用以测量静态磁特性曲线,测量线路见图1。材料试样制成镯环形,并绕以磁化线圈和测量线圈。前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上;后者接到冲击检流计上(见检流计)。开始测量时,通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值,由电流表的读数、磁化线圈的匝数,以及材料试样的磁路几何参数,可计算出磁场强度H值。然后,利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向,使材料试样中的磁通密度的方向突然改变,于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e,e使脉冲电流流过冲击检流计。检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q,也就是磁通的变化(△φ)成比例。△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。由冲击检流计的读数和冲击常数(韦伯/格),以及材料试样的等效截面,可计算出相应的磁通密度B值。改变磁化电流,可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。此种方法的准确度约为1%。
如将图1的磁化线路进行修改,使磁化电流不断由某一最大值逐次减小到零,再反向,一直到反向最大值止,可获得静态磁特性回线。
②积分法:用以获得静态磁特性回线。可采用静态磁性自动记录仪。此种仪器由磁化电流扫描电路、电子式积分器和X-Y记录仪(见笔式记录仪)组成(图2)。扫描电路输出变化缓慢的磁化电流,周期在10~40秒之间,正、负幅值相等,可连续调节。自测量线圈取出对应于磁通密度变化的信号,经电子积分器得到相应的磁通密度B值。 由于磁场变化缓慢,可不计涡流影响,因此X-Y记录仪自动记录下来的回线可认为是试样材料磁滞效应的静态磁特性回线。静态磁性自动记录仪测量磁通密度回路的原理与电子磁通计相同,区别在于前者以X-Y记录仪代替了后者的指示电表。静态磁性自动记录仪的综合磁通常数达10-7韦伯/毫米,准确度为2%。
动态磁特性测量 测量材料的动态磁特性曲线和磁特性回线。主要测量方法有3种。
①电压表-电流表法:将被测试材料制成环状、口字形等试样。试样上均匀绕以N1匝磁化线圈及N2匝测量线圈。N1经过电流表A接到可调交流电源上,N2接到平均值电压表上(图3)。根据平均值电压表的读数B、匝数N2、频率f、试样等效截面S,可计算出试样截面中的最大磁通密度Bm,如用有效值电流表测磁化电流I,则此时试样的磁场强度H=N1I/L,L为磁路的有效长度。由于I是有效值,所以H也是有效值。若想求得此时的最大磁场强度Hm的数值,须用图中互感M和平均值电压表的组合替代电流表。此时,H是平均值电压表的读数。调节交流电源的电压,可获得动态磁特性曲线的全部数据。此种方法的误差为±(3~10)%。
②示波器法:用于测量动态磁滞回线。测量电路见图4。图中R0是采样电阻,由此取出的与磁化电流(即磁场强度)有关的信号,加到示波器的X轴上;取自测量线圈的磁通密度信号,经积分器加到示波器的Y轴。此时,可在示波器的荧光屏上展示出材料试样的动态磁特性回线。此回线反映在材料中存在磁滞与涡流效应时的磁特性。此种方法的测量误差主要来自荧光屏上的读数不够准确,误差一般为±(5~10)%。
③电桥法:利用某些交流电桥线路可测量磁性材料的复数磁导率和铁损。测量材料在声频下的复数磁导率分量μ1和μ2,通常采用麦克斯韦电桥;测量铁损通常采用修正海氏电桥(见经典交流电桥)。环状试样中绕以线圈接到桥路中,调节电桥使之平衡,由所测出的试样线圈等效电感和等效电阻以及试样线圈上的电压,即可计算出复数磁导率和铁损。电桥法测量材料动态磁特性的误差为±(1~5)%。
通电后,铁磁质被磁化,断电后,由于剩磁效应,铁磁质仍然具有磁性,如果加热升温,这种效应减弱,温度达到“居里点”后,铁磁质变为顺磁质,但仍有少许磁性,所以可以反向通电流,来达到退磁。
一、粉芯类 磁粉芯 :磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。 软磁铁氧体 (Ferrites) : 软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产。 二...
硬磁材料剩磁大,适用于作永久磁铁;软磁材料磁导率大,适用于作电磁铁,变压器等。 软磁材料:磁导率大,易磁化、易退磁(起始磁化率大)。饱和磁感应强度大,矫顽(Hc)小,磁滞回线的面积窄而长,损耗小(Hd...
第四代软磁材料——金属软磁粉芯
对软磁材料的发展作了简略的概述,着重简要介绍了第四代软磁材料——金属软磁粉芯的特性和实用意义,并对我国金属软磁粉芯项目的发展现状和水平作了简要的叙述,希望我国金属软磁粉芯项目在创新精神的指引下,得以正确、快速的发展,以满足我国各科技领域不断向前发展的要求。
MIM软磁材料:生产工艺、性能及应用
长期以来,金属注射成形是一种公认的制造软磁零件的有效方法,除了产品的最终形制造,在材料价格昂贵与难以切削加工两方面都有好处外,MIIM工艺还可改进磁性能,而且在选择材料方面也有较大的自由度。Dr David Whittaker述评了令使用产业越来越感兴趣的一组软磁材料的生产工艺、性能及应用。
公司现有的75名员工中,10余名在国内外获得博士、硕士学位,具有前沿的研究成果和丰富的实践经验,在国际相关领域具有一定影响。凭借人才优势,公司形成了强大的产品开发阵容,开发出了一系列具有自主知识产权并具有良好市场前景和竞争优势的新产品。取得国家专利4项(包敷式纳米晶软磁合金磁芯,专利号:01258834.2;逆变电焊机输出电抗器,专利号:01264820.5;软磁材料测量仪,专利号:02233330.4;高频电动机用非晶合金定子铁芯,专利号ZL2008200774619)。同时,以骨干技术人员为纽带,公司与国内外多所大学、多家企业结成了稳定、良好的合作关系,紧密的公关合作、广泛的信息交流等有力地支持着公司充分发挥研发、生产等优势。