磁性基本测量方法
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8
热磁仪及其电测系统
9
矫顽力的测定（甩脱法）
将待测试样先磁化至饱和，然 后转移到一个退磁螺管线圈内 （所产生的磁场方向，正好使 试样退磁）。若螺管线圈的电 流选择合适，则其H正好等于 试样的HC，试样的磁化强度为 零（退磁）。此时将试样从测 量线圈中拉出来，测量线圈中 无磁通变化，冲击检流计不会 偏转，故可以用螺管线圈的电 流大小来衡量HC的大小。
5
热磁仪
热磁仪，又称阿库洛夫仪，磁转矩仪。 原理：将磁学量转换成力学量进行测量。
通磁后，试样磁化，其磁化强度为M，则 试样将受到力矩1的作用，使试样转动。
1 VMHsin
(CGS)
试样转动角，则：
V：试样体积； H：磁场强度；
：试样与磁场夹角
VMHsin( ) 1 弹性系统产生的反力矩：2 C 平衡时： 则： 1 2
测量时首先将试样放在磁极之间 的高温炉中加热至奥氏体化温度， 通上强磁场。由于奥氏体是顺磁 体，试样在磁场作用下不发生偏 转。然后通过专门机构，很快将 加热炉取出，换上等温炉使试样 等温淬火，此时过冷奥氏体将分 解，其分解产物珠光体、贝氏体、 马氏体都是铁磁相。随着等温时 间的延长，分解产物增多，试样 磁化强度增加，试样的偏转角增 大。连续记录试样的转角，换算 为奥氏体转变量，绘出奥氏体等 温分解曲线。
2mg 2 S(H1 H2 2)
称之为戈尤（Gouy）法
13
磁性材料的分类
金属磁性材料
铁氧体磁性材料 有机高分子磁性材料 软磁材料 硬磁材料
矩磁材料
压磁材料Βιβλιοθήκη Baidu磁致伸缩材料） 旋磁材料
14
软磁材料
(HC < 0.8kA/m)
低磁阻。如：
矫顽力很低的磁性材料，亦即当材 料在磁场中易磁化，移出磁场后， 获得的磁性便会全部或大部丧失。
i 0 r
M：互感器的互感系数
在不同H条件下，测出B，可绘出磁化曲线。 4 测量磁滞回线的基本原理与此相同。
利用环形试样测定磁化曲线或磁滞回线的方法，只适 用于测定软磁材料。因为线圈N产生的磁场较小，只 有软磁材料才能在小磁场条件下磁化达到饱和。
硬磁材料须用强磁场测定：
硬磁材料用强磁场测磁原理图
在N线圈中通以电流i，则在N 中产生磁场：
H
Ni
N：磁化线圈匝数 ：试样平均周长
试样被磁化，磁感应强度为B
K1突然换向(在极短时间秒内)
冲击法测磁原理图
O：标准环形试样； N：磁化线圈；
n：测量线圈；G：冲击检流计； A：直流电流表；M：标准互感器； K1、K2：双掷开关；R1、R2：可变电阻
H：-H H B：-B B
由冲击检流计测出其电量Q：
Cr B 2nS
3
Cr的求法：
K2合上标准互感器M的线路，M主线圈上的电流i： 0 i 其副线圈两端产生的感应电动势为：
测量回路中的感生电流：
di M d
通过检流计的电量（相应偏转角为0）：
i M M Q C 0 i d d d i 0 0 0 r 0 r r Mi Cr Cr：测量回路的冲击常数 0
10
H
Ni
常用退磁方法
热退磁
加热至居里点以上，再缓慢冷却至室温。 将欲退磁试样，放在退磁螺管线圈内， 螺管线圈通过变阻器及换向开关与直流 电源相接。退磁时，使通过螺管线圈的 电流从零增到最大，然后再降为零，同 时利用换向开关改变电流方向，如此反 复一、二次，试样即可退磁。 将螺管线圈经过调压变压器与交流电源 相接，同样使交流电压从零增到最大， 然后再降为零，试样即可退磁。
直流换向退磁法
交流退磁法
11
磁秤（磁天平）
主要用来测量弱磁质（顺 磁质、抗磁质）的磁化率。
磁秤法是通过测量试样在非均匀 磁场中所受的力来确定其饱和磁 化强度的。
dH dH Fx VM VH dx dx
x2 dH dH Fx dF H dV H Sdx x 1 dx dx V
软磁材料主要用于制作磁导体，增加磁路的磁通量，降
变压器、继电器的磁芯（铁芯）；
电动机转子、定子； 磁路中的连接元件；
磁屏蔽材料；
计算机中的开关元件、存储元件；
……
15
主要性能参数
起始磁导率
磁损耗（涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗） 温度稳定性 减落（可逆） 磁老化（不可逆）
截止频率
16
温度稳定性
软磁材料的温度稳定性用温度系数表示，定义为由于 温度的改变而引起的被测量的相对变化与温度变化之比。 最常用的是磁导率的温度系数：
若试样为一小长条形，并平行于x轴 放置，则：
磁秤示意图
1 2 S HdH S(H1 H2 2) H1 2
H2
V：试样的体积； S：试样的截面积； H1、H2：试样两端的磁场强度
12
测定Fx可以用天平来解决：
Fx mg
天平平衡时： 1
m：砝码的质量
2
2 S(H1 H2 2 ) mg
热磁仪原理示意图
C C M VH sin( ) VH sin
主要用于测定M的动态变化。
6
实验参数
试样的标准尺寸：
3mm30mm （长径比10） 工作空间内的磁场强度： 24 104A/m(3000Oe) <20，<2～3
7
饱和磁化强度与过冷奥氏体的转变产物的数量成正比。
磁性基本测量方法
磁性测量
组织结构不敏感量（内禀参量、本征参量）
MS、TC、K1、S等
组织结构敏感量（非本征参量）
Mr、Br、HC、、等
物质结构与相关现象
磁畴结构、磁矩取向、各种磁效应（磁热、磁光、 磁电、磁致伸缩、磁共振等）
交变磁场条件下的磁参数测量
1
冲击法测磁性材料参数
（磁化曲线和磁滞回线）
磁通量： B
S
2
S：试样的截面积
磁通量的变化，引起线 圈n（匝数为n）中产生 感生电动势：
d dB n nS d d
在测量回路（由n、M、G、R3、R4组成）中产生 瞬时电流：
i0 r
r：测量回路中的总折合电阻
nS B Q i 0d d dB 2nSB / r 0 0 r r B ：冲击检流计的偏转角； Q C C：冲击检流计常数
热磁仪及其电测系统
9
矫顽力的测定（甩脱法）
将待测试样先磁化至饱和，然 后转移到一个退磁螺管线圈内 （所产生的磁场方向，正好使 试样退磁）。若螺管线圈的电 流选择合适，则其H正好等于 试样的HC，试样的磁化强度为 零（退磁）。此时将试样从测 量线圈中拉出来，测量线圈中 无磁通变化，冲击检流计不会 偏转，故可以用螺管线圈的电 流大小来衡量HC的大小。
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热磁仪
热磁仪，又称阿库洛夫仪，磁转矩仪。 原理：将磁学量转换成力学量进行测量。
通磁后，试样磁化，其磁化强度为M，则 试样将受到力矩1的作用，使试样转动。
1 VMHsin
(CGS)
试样转动角，则：
V：试样体积； H：磁场强度；
：试样与磁场夹角
VMHsin( ) 1 弹性系统产生的反力矩：2 C 平衡时： 则： 1 2
测量时首先将试样放在磁极之间 的高温炉中加热至奥氏体化温度， 通上强磁场。由于奥氏体是顺磁 体，试样在磁场作用下不发生偏 转。然后通过专门机构，很快将 加热炉取出，换上等温炉使试样 等温淬火，此时过冷奥氏体将分 解，其分解产物珠光体、贝氏体、 马氏体都是铁磁相。随着等温时 间的延长，分解产物增多，试样 磁化强度增加，试样的偏转角增 大。连续记录试样的转角，换算 为奥氏体转变量，绘出奥氏体等 温分解曲线。
2mg 2 S(H1 H2 2)
称之为戈尤（Gouy）法
13
磁性材料的分类
金属磁性材料
铁氧体磁性材料 有机高分子磁性材料 软磁材料 硬磁材料
矩磁材料
压磁材料Βιβλιοθήκη Baidu磁致伸缩材料） 旋磁材料
14
软磁材料
(HC < 0.8kA/m)
低磁阻。如：
矫顽力很低的磁性材料，亦即当材 料在磁场中易磁化，移出磁场后， 获得的磁性便会全部或大部丧失。
i 0 r
M：互感器的互感系数
在不同H条件下，测出B，可绘出磁化曲线。 4 测量磁滞回线的基本原理与此相同。
利用环形试样测定磁化曲线或磁滞回线的方法，只适 用于测定软磁材料。因为线圈N产生的磁场较小，只 有软磁材料才能在小磁场条件下磁化达到饱和。
硬磁材料须用强磁场测定：
硬磁材料用强磁场测磁原理图
在N线圈中通以电流i，则在N 中产生磁场：
H
Ni
N：磁化线圈匝数 ：试样平均周长
试样被磁化，磁感应强度为B
K1突然换向(在极短时间秒内)
冲击法测磁原理图
O：标准环形试样； N：磁化线圈；
n：测量线圈；G：冲击检流计； A：直流电流表；M：标准互感器； K1、K2：双掷开关；R1、R2：可变电阻
H：-H H B：-B B
由冲击检流计测出其电量Q：
Cr B 2nS
3
Cr的求法：
K2合上标准互感器M的线路，M主线圈上的电流i： 0 i 其副线圈两端产生的感应电动势为：
测量回路中的感生电流：
di M d
通过检流计的电量（相应偏转角为0）：
i M M Q C 0 i d d d i 0 0 0 r 0 r r Mi Cr Cr：测量回路的冲击常数 0
10
H
Ni
常用退磁方法
热退磁
加热至居里点以上，再缓慢冷却至室温。 将欲退磁试样，放在退磁螺管线圈内， 螺管线圈通过变阻器及换向开关与直流 电源相接。退磁时，使通过螺管线圈的 电流从零增到最大，然后再降为零，同 时利用换向开关改变电流方向，如此反 复一、二次，试样即可退磁。 将螺管线圈经过调压变压器与交流电源 相接，同样使交流电压从零增到最大， 然后再降为零，试样即可退磁。
直流换向退磁法
交流退磁法
11
磁秤（磁天平）
主要用来测量弱磁质（顺 磁质、抗磁质）的磁化率。
磁秤法是通过测量试样在非均匀 磁场中所受的力来确定其饱和磁 化强度的。
dH dH Fx VM VH dx dx
x2 dH dH Fx dF H dV H Sdx x 1 dx dx V
软磁材料主要用于制作磁导体，增加磁路的磁通量，降
变压器、继电器的磁芯（铁芯）；
电动机转子、定子； 磁路中的连接元件；
磁屏蔽材料；
计算机中的开关元件、存储元件；
……
15
主要性能参数
起始磁导率
磁损耗（涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗） 温度稳定性 减落（可逆） 磁老化（不可逆）
截止频率
16
温度稳定性
软磁材料的温度稳定性用温度系数表示，定义为由于 温度的改变而引起的被测量的相对变化与温度变化之比。 最常用的是磁导率的温度系数：
若试样为一小长条形，并平行于x轴 放置，则：
磁秤示意图
1 2 S HdH S(H1 H2 2) H1 2
H2
V：试样的体积； S：试样的截面积； H1、H2：试样两端的磁场强度
12
测定Fx可以用天平来解决：
Fx mg
天平平衡时： 1
m：砝码的质量
2
2 S(H1 H2 2 ) mg
热磁仪原理示意图
C C M VH sin( ) VH sin
主要用于测定M的动态变化。
6
实验参数
试样的标准尺寸：
3mm30mm （长径比10） 工作空间内的磁场强度： 24 104A/m(3000Oe) <20，<2～3
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饱和磁化强度与过冷奥氏体的转变产物的数量成正比。
磁性基本测量方法
磁性测量
组织结构不敏感量（内禀参量、本征参量）
MS、TC、K1、S等
组织结构敏感量（非本征参量）
Mr、Br、HC、、等
物质结构与相关现象
磁畴结构、磁矩取向、各种磁效应（磁热、磁光、 磁电、磁致伸缩、磁共振等）
交变磁场条件下的磁参数测量
1
冲击法测磁性材料参数
（磁化曲线和磁滞回线）
磁通量： B
S
2
S：试样的截面积
磁通量的变化，引起线 圈n（匝数为n）中产生 感生电动势：
d dB n nS d d
在测量回路（由n、M、G、R3、R4组成）中产生 瞬时电流：
i0 r
r：测量回路中的总折合电阻
nS B Q i 0d d dB 2nSB / r 0 0 r r B ：冲击检流计的偏转角； Q C C：冲击检流计常数