材料物理性能测试技术讲课-磁学特性_图文.ppt

铁磁体材料的交流磁性测量 —示波器法测磁滞回线 示波器法可以在较宽的频率范围内，直接观察铁磁材料的磁滞回线，根据磁滞回线确定材料的有关磁参数。 示波器法即适用于闭路试样，也适用于开路试样，所测定的基本磁化曲线和磁滞回线的误差约为7~10%，其测试原理如图所示 示波器法线路原理 测量时磁化电流在Rs上的压降经放大器Ax放大后送示波器X轴，因而电子束在X方向上的偏转正比与磁场强度。为了减小磁化电流波形畸变对测量的影响，Rs应选择较小的数值。环试样次级的感应电动势经RC积分电路积分，再经过放大器Ay放大，接入示波器Y轴。我们可以证明，电容器上的电压uc正比于试样中的磁感应强度B。 试样测量回路的电路方程为： 示波器法线路原理 示波器法线路原理 试样测量回路的电路方程为： e2为次级绕组中的感应电动势； i2为次级电路电流； R和L分别为此回路中的电阻和电感。 若将R选得很大，以致上式右边第二项和第三项可以忽略，则有 W2为次级绕组的匝数 S为试样的截面积 示波器法线路原理 积分电容两端电压为： 电子束在Y方向的偏转正比于B，示波器上可以观察到动态磁滞回线 为了使次级回路中的感应电压和初级磁化电流无畸变的被取样放大，不失真地显示磁滞回线地形状，必须使次级回路中地电流i2很小，这样次级绕组地电感和积分电容上的压降就很小，不会引起显著的相移。通常认为，积分电路的时间常数RC应该比1/2?f大100倍以上 RC的增大会引起积分电压的降低，使Y轴方向的测量灵敏度下降，为此要求放大器具有高而稳定的增益和尽可能低的相移 磁畴的观察 粉纹法 这个方法先把要观察的样品表面进行处理，然后敷上一薄层含有铁磁粉末的悬胶，放在反射显微镜下观察。露在样品表面上的磁畴分界线上有磁极存在，因而有杂散磁场，悬胶中的铁磁粉末被吸聚在那里，显出磁畴界壁。这样就可以观察到磁畴的大小和形状等。右图是硅钢单晶磁畴的显微相片。 磁光效应法 平面偏振光在铁磁物质表面反射，或在透明的铁磁物质中透射时，偏振面都会旋转一个角度。前一种现象称为克尔效应，后一种现象称为法拉第效应。这两种效应都可以用来观察磁畴。 利用克尔效应观察磁畴的装置： 由于各碰畴的磁化方向不同，在各磁畴上反射的光线的偏振面的旋转角也不同。因此各磁畴显出的明暗程度就有差别。可以转动检偏器使磁畴的深浅差别达到最清楚为止。 课外知识： 磁性材料也可分为： 软磁材料：矫顽力 Hc~1A/M 特点：矫顽力低，磁导率高，每周期的磁致损耗小 硬磁材料：矫顽力 Hc~104~106A/M 特点：矫顽力高，磁能积大，去掉外磁场后仍能对外产生较强磁场 软磁材料 金属软磁材料：主要用于低频范围 非金属软磁材料：用于高频和超高频范围 用途：制作磁导体，增加磁路中的磁通量，降低磁阻 变压器、继电器的磁心 电动机的转子和定子 电子计算机开关和存储元件 常见软磁材料：工业纯铁，硅钢，坡莫合金，软磁铁氧体 永磁材料 又称硬磁材料，广泛用于各类电表、电极中，如电话机、录音机以及电视机，同时永磁发电机以及钟表用电机均使用永磁材料 材料体系：铝镍钴系永磁材料，稀土钴永磁材料，非晶永磁材料等。 试样2放置在磁极的间隙中，由于磁场是不均匀的，但试样被磁化之后将沿着X方向受到一个作用力F，如为顺磁则F向下，抗磁则F向上。F大小取决于磁性的强弱，它与磁化率有如下关系： V为试样的体积 ?为磁化率 ?0为真空磁导率 试样置于天平的一端，而另一端则悬挂着铁心，铁心置于线圈中。测量时，调整线圈通过的电流使其产生对铁心的吸引力与F相等时，即达到平衡状态。通过电流值的大小即可确定出F，代入上式，便可求得磁化率 铁磁体直流磁性测量-冲击测量法 冲击测量法是建立在电磁感应基础上的经典方法，在理论上和实践上均较成熟，具有足够高的准确度和良好的重复性，目前国际上仍推荐作为标准的测试方法 冲击测量所用的仪器称为冲击磁性仪，它主要用于测量饱和磁化强度 冲击磁性仪结构 由待测试样、非铁磁材料所制支架、电磁铁、测量线圈、冲击检流计、加热炉、铜管组成。 测量时将试样沿X方向迅速地投入磁场的间隙中或者从磁极的间隙中迅速地抽出。如试样中存在着铁磁相时，则测量线圈中的磁通就要发生变化。若投入试样之前测量线圈中的磁通量为?1，则 B为磁感应强度； S1为测量线圈的断面积 试样投入之后，线圈中相当于增加了一个铁心，由于铁磁相被磁化，磁通量将从?1增加到?2时，它等于 S2为试样的断面积 ?0为真空磁导率 试样投入前后测量线圈中磁通的变化量为 试样投入后线圈的磁通由?1随时间变化为?2，由此所产生的感应电势为： N为线圈的匝数 设测量回路中的