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一种高产率纳米氧化锌的制备方法发明内容

一种高产率纳米氧化锌的制备方法发明内容

一种高产率纳米氧化锌的制备方法技术方案

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤:

(1)将尿素研磨成平均粒径为400-500目,然后加入至去离子水中,采用超声处理;

(2)再向其中加入硝酸锌,混合搅拌均匀后,向其中加入反应添加剂和混合油,其中反应添加剂由以下重量份的组分制成:三氟化硼三乙醇胺络合物14-18份、苄基三甲基碘化铵10-15份、分散剂6-9份,其中混合油由以下重量份的组分制成:蓖麻油20-25份、苯基三甲基硅烷3-6份、甲基含氢硅油10-15份;

(3)将步骤(2)制得的混合物加热至80-90℃,保温4-5小时,降至室温后,离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物;

(4)将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗,再用去离子水清洗,然后烘干处理,再进行高温煅烧,制得纳米氧化锌。

其中,三氟化硼三乙醇胺络合物购于天元化研所,为T313型键合剂,苄基三甲基碘化铵购于武汉远成共创科技有限公司,分散剂购于山东泰和水处理科技股份有限公司。 具体地,上述步骤(1)中超声处理的时间为25分钟,超声波的频率为30-35千赫。具体地,上述步骤(1)中尿素与去离子水的质量比为1:20-30。具体地,上述步骤(2)中硝酸锌与尿素的质量比为9-15:1,所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20,所述混合油与去离子水的体积比为1:30-35。具体地,步骤(2)中的分散剂为TH-904分散剂或羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000中的任意一种。具体地,上述步骤(4)中乙醇溶液的体积分数为80%,采用乙醇清洗两次,去离子水清洗两次。具体地,上述步骤(4)中煅烧的烘干的方式为:采用90-110℃烘干处理50-70分钟。具体地,上述步骤(4)中煅烧的温度为380-400℃,煅烧的时间为100-150分钟。

一种高产率纳米氧化锌的制备方法改善效果

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》提供的高产率纳米氧化锌的制备方法,是对2017年5月以前的技术方案提出的改进,有效的提升了原料的利用率,提升了纳米氧化锌的产率,并且制得的纳米氧化锌的粒径更小,品质更好。步骤(1)中,将尿素磨碎,使其粒径更小,并采用超声处理,使得尿素在去离子水中分布的更为均匀,并且还能提升尿素分子的表面活性,进而加快了尿素的分解速度和提升了尿素的利用率,2017年5月以前的技术中,对尿素不采用磨碎和超声波处理,认为这些做法会导致成本增加,本发明克服了此种技术偏见,虽然采用磨碎处理增加了设备的投入费用,但是从长久来看,极大地提升了尿素的利用率,进而降低了生产成本;混合油的添加,可有效防止尿素水热分解时,二氧化碳的溢出,能使得二氧化碳气体尽可能的与水结合形成碳酸根离子,进而形成尽可能多的碳酸锌沉淀,进一步的提升了尿素的利用率,并且混合油的添加,还可使得生成的氧化锌前驱物沉淀在离心时,尽可能多的从溶液中被离心出来,增强了离心的效果;添加剂中的三氟化硼三乙醇胺络合物与苄基三甲基碘化铵协同作用后,可有效的增强锌离子和碳酸根离子、氢氧根离子的结合率,极大地提升了原料的利用率。

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法造价信息

  • 市场价
  • 信息价
  • 询价

氧化锌

  • 类型:氧化物;品种:氧化锌;详细规格型号:500g;生产厂家:中心化验室;
  • 赛多利斯
  • 13%
  • 长治市晶科达工贸有限公司
  • 2022-12-08
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氧化锌

  • 0.9995
  • t
  • 13%
  • 成都天胜化工贸易有限公司
  • 2022-12-08
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氧化锌

  • 25公斤/间接法
  • t
  • 南华
  • 13%
  • 广州市森金化工科技有限公司
  • 2022-12-08
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氧化锌

  • 99.7%
  • t
  • 芭蕉牌
  • 13%
  • 武汉华荣化工原料有限公司
  • 2022-12-08
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氧化锌

  • 0.9995
  • t
  • 13%
  • 南宁市日晟化工商贸有限公司
  • 2022-12-08
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一氧化

  • kg
  • 肇庆市2003年3季度信息价
  • 建筑工程
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一氧化

  • kg
  • 韶关市2010年5月信息价
  • 建筑工程
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氧化

  • kg
  • 韶关市2010年5月信息价
  • 建筑工程
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氧化

  • kg
  • 肇庆市2003年3季度信息价
  • 建筑工程
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氧化

  • kg
  • 韶关市2008年9月信息价
  • 建筑工程
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籽壳苗(柑橘树一种)

  • 高50cm
  • 14000株
  • 3
  • 中档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2020-12-14
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氧化锌避雷器

  • 110KV氧化锌避雷器 Y10W-108/281W
  • 1套
  • 1
  • 中档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2021-04-27
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氧化锌

  • 0.9995
  • 1204t
  • 4
  • 中档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2015-12-27
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氧化锌

  • 0.997
  • 7729t
  • 4
  • 中档
  • 含税费 | 含运费
  • 2015-12-18
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氧化锌

  • 0.9995
  • 7439t
  • 4
  • 中档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2015-09-23
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一种高产率纳米氧化锌的制备方法专利背景

纳米氧化锌作为一种优良的光催化剂,可用于抗菌消毒、屏蔽紫外线等。截至2017年5月,中国外对于纳米氧化锌研究得非常广泛,但是由于纳米材料的特殊性,在制备方面还有很多不足之处。如化学制备法在纳米粒子的规模化生产方面具有一定的优势,但产品中易混入杂质、粒子易团聚、生产过程中存在着污染等一系列问题尚待解决;物理制备方法中的机械球磨法得到的产品不能完全达到纳米级;激光聚集原子沉积法的工业化还存在问题;化学物理合成法中的喷雾法容易在雾化的雾滴干燥、水解或热解时形成空心。截至2017年5月,有通过以尿素和硝酸锌为原料制备纳米氧化锌的方法,但是此种方法,尿素和硝酸锌的利用率较低,氧化锌的产率最高仅为85%,造成了原料的浪费,并且纳米氧化锌的平均粒径较大,为45纳米,品质较差,为了节约生产成本和提升纳米氧化锌的品质,急需对这种纳米氧化锌的制备方法提出改进。

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法技术领域

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》属于纳米材料领域,具体涉及一种高产率纳米氧化锌的制备方法。

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法发明内容常见问题

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法权利要求

1.《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》特征在于,包括以下操作步骤:

(1)将尿素研磨成平均粒径为400-500目,然后加入至去离子水中,采用超声处理;

(2)再向其中加入硝酸锌,混合搅拌均匀后,向其中加入反应添加剂和混合油,其中反应添加剂由以下重量份的组分制成:三氟化硼三乙醇胺络合物14-18份、苄基三甲基碘化铵10-15份、分散剂6-9份,其中混合油由以下重量份的组分制成:蓖麻油20-25份、苯基三甲基硅烷3-6份、甲基含氢硅油10-15份;

(3)将步骤(2)制得的混合物加热至80-90℃,保温4-5小时,降至室温后,离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物;

(4)将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗,再用去离子水清洗,然后烘干处理,再进行高温煅烧,制得纳米氧化锌。

2.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(1)中超声处理的时间为25分钟,超声波的频率为30-35千赫。

3.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(1)中尿素与去离子水的质量比为1:20-30。

4.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(2)中硝酸锌与尿素的质量比为9-15:1,所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20,所述混合油与去离子水的体积比为1:30-35。

5.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的分散剂为TH-904分散剂或羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000中的任意一种。

6.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(4)中乙醇溶液的体积分数为80%,采用乙醇清洗两次,去离子水清洗两次。

7.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(4)中煅烧的烘干的方式为:采用90-110℃烘干处理50-70分钟。

8.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法,其特征在于,步骤(4)中煅烧的温度为380-400℃,煅烧的时间为100-150分钟。

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法实施方式

  • 实施例1

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤:(1)将尿素研磨成平均粒径为400目,然后加入至去离子水中,采用超声处理;(2)再向其中加入硝酸锌,混合搅拌均匀后,向其中加入反应添加剂和混合油,其中反应添加剂由以下重量份的组分制成:三氟化硼三乙醇胺络合物14份、苄基三甲基碘化铵10份、分散剂6份,其中混合油由以下重量份的组分制成:蓖麻油20份、苯基三甲基硅烷3份、甲基含氢硅油10份;(3)将步骤(2)制得的混合物加热至80℃,保温4小时,降至室温后,离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物;(4)将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗,再用去离子水清洗,然后烘干处理,再进行高温煅烧,制得纳米氧化锌。具体地,上述步骤(1)中超声处理的时间为25分钟,超声波的频率为30千赫。具体地,上述步骤(1)中尿素与去离子水的质量比为1:20。具体地,上述步骤(2)中硝酸锌与尿素的质量比为9:1,所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20,所述混合油与去离子水的体积比为1:30。具体地,步骤(2)中的分散剂为TH-904分散剂。具体地,上述步骤(4)中乙醇溶液的体积分数为80%,采用乙醇清洗两次,去离子水清洗两次。具体地,上述步骤(4)中煅烧的烘干的方式为:采用90℃烘干处理50分钟。具体地,上述步骤(4)中煅烧的温度为380℃,煅烧的时间为100分钟。

  • 实施例2

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤:(1)将尿素研磨成平均粒径为450目,然后加入至去离子水中,采用超声处理;(2)再向其中加入硝酸锌,混合搅拌均匀后,向其中加入反应添加剂和混合油,其中反应添加剂由以下重量份的组分制成:三氟化硼三乙醇胺络合物16份、苄基三甲基碘化铵13份、分散剂8份,其中混合油由以下重量份的组分制成:蓖麻油23份、苯基三甲基硅烷5份、甲基含氢硅油13份;(3)将步骤(2)制得的混合物加热至85℃,保温4.5小时,降至室温后,离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物;(4)将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗,再用去离子水清洗,然后烘干处理,再进行高温煅烧,制得纳米氧化锌。具体地,上述步骤(1)中超声处理的时间为25分钟,超声波的频率为33千赫。具体地,上述步骤(1)中尿素与去离子水的质量比为1:25。具体地,上述步骤(2)中硝酸锌与尿素的质量比为13:1,所述添加剂与尿素的质量比为1:17,所述混合油与去离子水的体积比为1:33。具体地,步骤(2)中的分散剂为TH-904分散剂。具体地,上述步骤(4)中乙醇溶液的体积分数为80%,采用乙醇清洗两次,去离子水清洗两次。具体地,上述步骤(4)中煅烧的烘干的方式为:采用100℃烘干处理60分钟。具体地,上述步骤(4)中煅烧的温度为390℃,煅烧的时间为130分钟。

  • 实施例3

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤:(1)将尿素研磨成平均粒径为500目,然后加入至去离子水中,采用超声处理;(2)再向其中加入硝酸锌,混合搅拌均匀后,向其中加入反应添加剂和混合油,其中反应添加剂由以下重量份的组分制成:三氟化硼三乙醇胺络合物18份、苄基三甲基碘化铵15份、分散剂9份,其中混合油由以下重量份的组分制成:蓖麻油25份、苯基三甲基硅烷6份、甲基含氢硅油15份;(3)将步骤(2)制得的混合物加热至90℃,保温5小时,降至室温后,离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物;(4)将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗,再用去离子水清洗,然后烘干处理,再进行高温煅烧,制得纳米氧化锌。具体地,上述步骤(1)中超声处理的时间为25分钟,超声波的频率为35千赫。具体地,上述步骤(1)中尿素与去离子水的质量比为1:30。具体地,上述步骤(2)中硝酸锌与尿素的质量比为15:1,所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20,所述混合油与去离子水的体积比为1:35。具体地,步骤(2)中的分散剂为羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000。具体地,上述步骤(4)中乙醇溶液的体积分数为80%,采用乙醇清洗两次,去离子水清洗两次。具体地,上述步骤(4)中煅烧的烘干的方式为:采用110℃烘干处理70分钟。具体地,上述步骤(4)中煅烧的温度为400℃,煅烧的时间为150分钟。

  • 对比例1

尿素不经过磨碎和超声波处理,其余步骤与实施例1完全相同。

  • 对比例2

不添加混合油,其余步骤与实施例2完全相同。

  • 对比例3

不添加添加剂,其余步骤与实施例3完全相同。

分别用各实施例和对比例中提供的方法各进行10批次纳米氧化锌的制备试验,按照物料平衡关系式,计算出尿素的平均转化率、硝酸锌的平均转化率以及纳米氧化锌的产率,并测得纳米氧化锌的平均粒径大小,试验结果如表1所示:

表1:高产率纳米氧化锌制备方法效果验证

项目

尿素转化率/%

硝酸锌转化率/%

产率/%

平均粒径大小/纳米

实施例1

90.8

93.6

92.7

26

对比例1

78.1

79.1

78.6

28

实施例2

91.0

93.7

92.4

25

对比例2

83.5

84.6

83.9

30

实施例3

91.1

93.9

92.5

25

对比例3

82.5

84.7

83.8

27

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法荣誉表彰

2020年7月17日,《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》获得安徽省第七届专利奖优秀奖。 2100433B

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一种高产率纳米氧化锌的制备方法发明内容文献

一种银氧化锌电接触合金的制备方法 一种银氧化锌电接触合金的制备方法

一种银氧化锌电接触合金的制备方法

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大小:83KB

页数: 1页

本发明提供了一种银氧化锌电接触合金的制备方法,具体为分别制备淀粉溶液和氧化锌悬浮液,向淀粉溶液中依次加入氧化锌悬浮液和硝酸银水溶液,然后对混合溶液进行干燥、煅烧,得到固体粉末,对粉末采用传统工艺进行压制-烧结-挤压,即得到银氧化锌电接触合金。

改性纳米氧化锌对煤沥青延伸性能的影响 改性纳米氧化锌对煤沥青延伸性能的影响

改性纳米氧化锌对煤沥青延伸性能的影响

格式:pdf

大小:83KB

页数: 未知

利用纳米氧化锌对煤沥青进行改性研究,考查了改性温度,分散方式,纳米氧化锌的添加量对煤沥青延伸性能的影响,优化了煤沥青的改性工艺,并对煤沥青的改性原理进行了探讨。

螺杆泵保持高产率

保持螺杆泵抽油的高产率

全世界最通用的机械采油法螺杆泵抽油,而其最常见的作业问题是泵不能完全充满,造成生产率低,泵不完全充满是由于泵的容量大于井的产量或泵吸入口处气分离不好,一部分泵排量受气干扰而损失,如果消除泵内气的干扰和控制泵的运转时间,使泵排量与流入井底的液量相匹配,就可以提高效率和降低成本。保持抽油的高产率的具体做法如下:

1 、应进行声波液面测定,确定产液面与泵吸入口的相对深度。若液面高于泵吸入口,那么井不可能以最大产量开采。如果是气干扰影响产率,则液面高于泵吸入口;若是抽量过大导致低产,则液面应在泵吸入口处或附近。

2 、示功计测定泵充满系数百分率,应用综合数据采集系统可同时获得马达功率和示功数据。示功图的主要用途之一是诊断泵是怎样运行的和分析井下问题。应用生产液面测量结合示功图可了解井是否以最大产量生产、液柱高度是否高于泵吸入口深度、泵是否不完全充满和游离气是否沿套管环空向上运移。

3 、诊断低能效井。诊断的方法是确定抽油系统的总效率,而确定总效率只需测量输入原动机的功率、测定井底生产压力和精确的生产测试数据。一般游梁式抽油系统的总效率应为 50 %左右,若低于此应提高其 性能 。提高总效率的技术包括保持高容积效率(泵的规格与井筒注入量匹配、消除气干扰、用抽空 控制器 或定时器控制抽油)和换掉过大的 电动机 。

4 、井下气分离。无效的泵运转常是气干扰造成的,可通过声波液面测量和示功图进行诊断。最好是将泵吸入口置于流体进入层段的下方,若置于上方则应使用气体分离器。若阀座短节布置于流体进入层段底部以下至少 10ft ,则在环空中可发生有效气分离,此时套管起分离器外筒的作用。但井的条件常不容许将泵置于流体进入层下方,则考虑用井下气分离器。常规的气分离器由流体进入部分(如射孔短节)、外筒(如底部有堵头的一节油管)和泵底部的封液管组成。

5 、控制螺杆泵排量,可通过调节4种数进行控制:柱塞尺寸、冲程度、泵冲数、每日运转时间。因起出设备费用大,通常不更换尺寸不合适的泵。最简单的做法是改变地面设备的配置,如移动游梁拉杆来改变地面和泵的冲程长度;其次是换掉马达皮带轮来控制泵的冲数。泵容积与井产能的匹配问题可通过改变日运转时间来实现,以下几种装置能用来控制运转时间:空抽控制器、间隔定时器和百分率定时器。空抽控制器若检测到泵不完全充满就停泵。定时器控制泵的运转时间,较便宜且操作简单。停泵的持续时间应短到井底生产压力上升不超过 10 %的油层压力。 作业者可对每口井用 45min 进行上述声波、示功计等测定,确定井的产能、井下泵动态、井下气分离器动态、抽油杆和游梁式抽油机负荷、马达动态。通过 45min 的分析,作业者可使井产量达到最大,作业成本降低。

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一种测井方法发明内容

一种测井方法专利目的

为了克服专利背景中的随钻电阻率测井技术所存在的一个或多个缺陷,《一种测井方法》提供了一种新的随钻测井方法,该方法在钻井过程中不但能够实时测量钻井前向地层电阻率变化,还能够分辨钻进过程中前方不同的电阻率层界面特征。

一种测井方法技术方案

根据专利目的的一个方面,提供了一种测井方法,其包括:(a)均质测量点选取步骤,在该步骤中,使测井装置选取两个连续测量点来进行至少两次连续测量;(b)根据所述两个连续测量点处的测量结果来确定所选取的所述两个连续测量点是否均能作为均质地层可选点;如果是,则(c)根据两个所述均质地层可选点来确定与所测目的层的地层电阻率相对应的所述测井装置的感应信号的幅度比基值和相位差基值;(d)根据所述幅度比基值和相位差基值来确定与所测目的层的地层电阻率相对应的幅度比标准值和相位差标准值;(e)根据所述幅度比标准值和相位差标准值来设定所述所测目的层的出层阈值;(f)继续选取下一个测量点进行至少两次测量;(g)判断在当前测量点处、测井装置的一对接收线圈之间的感应电动势的幅度比变化量和/或相位差变化量是否大于所述出层阈值;(h)如果步骤(g)的判断结果为是,则判定测井装置轴向前方出现低阻地层。

相比较径向深度探测而言,根据该发明的前向深度探测具有下列重要意义:首先,根据该发明的前向深度探测可有效地控制钻井工程造斜段轨迹;公知的水平段测量地层通常是先假定水平层状分布,当开始造斜时,电阻率测井装置与这些水平层状地层近乎垂直,因而径向探测响应只能反映某个层面的测量地层的电阻率变化情况,而前向探测响应却具有多个前向探测深度,其可反映不同的钻井深度上的测量地层的电阻率变化,可以有效识别层边界和油水触面,调整造斜弧度使之准确平滑,进而保证造斜段钻井质量。其次,当钻井进入复杂的大斜度井或水平井段时,根据该发明的前向深度探测可对钻井前端地层进行不同深度的前向探测,其比径向探测方法更直接和准确,可预先判断薄油层、复杂褶皱及互夹层,从而有效绕开断层以及沿高dip储层长距离钻进,获得最高油气有效钻遇率。

一种测井方法改善效果

根据该发明的测井方法可以在钻井过程中实时地测量地层的电阻率变化率的变化特征,实时分辨地层界面及油水界面,捕捉进入油气储集层的最佳时机,并且在高地层倾角及各向异性地层水平井中,能够较长距离地预测钻头前方地质信息并及时调整井眼轨迹,控制钻具穿行在油藏最佳位置,从而获得最大触油面,非常适合于在石油工程中进行地质导向。

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磁导率方法原理

说起磁导率μ的测量,似乎非常简单,在材料样环上随便绕几匝线圈,测其电感,找个公式一算就完了。其实不然,对同一只样环,用不同仪器,绕不同匝数,加不同电压或者用不同频率都可能测出差别甚远的磁导率来。造成测试结果差别极大的原因,并非每个测试人员都有精力搞得清楚。本文主要讨论测试匝数及计算公式不同对磁导率测量的影响。

2.1 计算公式的影响

大家知道,测量磁导率μ的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L,因为可推得L的表达式为:

L=μ0 μN^2A/l (1)

所以,由(1)式导出磁导率 的计算公式为:

μ=Ll/μ0N^2A (2)

式中:l为磁心的磁路长度,A为磁心的横截面积。

对于具有矩形截面的环型磁芯,如果把它的平均磁路长度l=π(D+d)/2就当作磁心的磁路长度l,把截面积A=h(D-d)/2,μ0=4π×10-7都代入(2)式得:

μ=L(D+d)*10/4Nh(D-d) (3)

式中,D为环的外直径,d为内径,h为环的高度,如图2所示。把环的内径d=D-2a代入(3)式得:

μ=L(D-a)*10/4Nha (4)

式中:a为环的壁厚。

对于内径较小的环型磁心,内径不如壁厚容易测量,所以用(4)式比较方便。(4)式与(3)式是等效的,它们的由来是把环的平均磁路长度当成了磁心的磁路长度。用它们计算出来的磁导率称为材料的环磁导率。有人说用环型样品测量出来的磁导率就叫环磁导率,这种说法是不正确的。实际上,环磁导率比材料的真实磁导率要偏高一些,且样环的壁越厚,误差越大。

对于样环来说,在相同安匝数磁动势激励下,磁化场在径向方向上是不均匀的。越靠近环壁的外侧面,磁场就越弱。在样环各处磁导率μ不变的条件下,越靠近环壁的外侧,环的磁通密度B就越低。为了消除这种不均匀磁化对测量的影响,我们把样环看成是由无穷多个半径为r,壁厚无限薄为dr的薄壁环组成。根据(1)式,可写出每个薄壁环产生的电感dL为:

(5)

由(5)式对r从内半径r1到外半径r2积分,既得到整个样环产生的电感L:

(6)

由(6)式导出计算磁导率的精确公式为:

(7)

为了便于实际应用,可把(7)式化为;

(8)

上式中:D为样环外径,d为内径。把自然对数换为常用对数,(8)式被化为:

(9)

如果样环是由同一种材料组成,则用(7)、(8)或(9)式计算出来的磁导率就是其材料的真正磁导率μ。它比其环磁导率略低一些。

2.2 测试线圈匝数N的影响

由于电感L与匝数N2成正比,按理说用(9)式计算出来的磁导率μ不应该再与匝数N有关系,但实际上却经常有关系。

关于材料磁导率的测量,一般使用的测试频率都不高,经常在1kHz或10kHz的频率测试。测试信号一般都是使用正弦信号,因为频率不高,样环绕组线圈阻抗的电阻部分可忽略不计,把绕组线圈看作一个纯电感L接在测量仪器上。测试等效电路如图所示,仪器信号源产生的电压有效值为U,Ri为信号源的输出阻抗。由图3很容易写出磁化电流的表达式:

(10)

上式中,ω为仪器信号源的角频率,L为样环绕组线圈的电感。

L=μ0μN2Ae /le (11)

(11)中,Ae为磁心的有效截面积,le为磁心的有效磁路长度。如果把环型磁心的Ae和le代入,(11)式就会变为与(6)式的结果相同。

测试电流产生的有效磁场强度峰值Hm为:

(12)

把(10)式和(11)式都代入(12)式得到:

(13)

由(13)式可知,当(ωμ0μAe)2N4远小于le2Ri2时,(13)式可近似为:

(14)

上式告诉我们,测试线圈匝数很少时,测试磁场强度与匝数成正比。随着匝数的增多,当达到(ωμ0μAe)2N4远大于le2Ri2时,(13)式可近似为:

(15)

由(15)式可知,测试线圈匝数太多时,测试磁场强度又会与匝数成反比。

从以上分析得知,测量磁导率时,样环中的磁化场强度与测试线圈的匝数有关,当匝数为某一定值时磁场强度就会达到最强值。而材料的磁导率又与磁化场强密切相关,所以导致磁导率的测量与测试线圈匝数有关。结合图具体讨论匝数对磁导率测试的影响。

2.2.1测试电压U较低的情况

如前所述,对于高档仪器,如Agilent 4284A精密LCR 测试仪,它的测试电压可以调得极低,以至于测试磁场强度随匝数的变化达到最强时,仍然没有超出磁导率的起始区。这时测得的总是材料的起始磁导率μi,它与测试线圈匝数N无关。用同一台仪器,如果把测试电压调得比较高,不能再保证不同匝数测得的磁导率都是起始磁导率,这时所测得的磁导率又会与测试线圈匝数有关了。

2.2.2 测试电压U不能调的情况

绝大多数测量电感的简便仪器,其测试电压和频率都不能灵活调节。如 2810 LCR电桥,其测试频率为100Hz或1kHz,测试电压小于0.3V。

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