磁性基本测量方法

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电气测量学第九章 磁性测量技术

电气测量学第九章 磁性测量技术

N0 B0 S CΦ

CΦ Δ Δ N
所以,根据磁通改变前后磁通表的指针偏转角的变化,可
以决定磁通的变化量。
七、核磁共振法
根据塞曼(P.Zeeman)效应原理,在外磁场的作用下, 原子的能级将发生分裂,当用一个等于塞曼跃迁频率的电磁 场作用在原子上时,塞曼能级之间将发生感应跃迁,这种现 象称为磁共振。
Q CQm

NΔ RCQm
Δ Cφ m N

式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。 在确定磁通冲击常数后,即可计算出被测磁通的变化量。 至于被测磁通与它的变化量之间的关系,要视此变化量按何种 方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从 场外突然置入,则磁通变化量都等于Φ;如果将测量线圈在被 测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ,则磁通变化量等于2Φ 。
组成部分。
磁性测量技术主要包括三个方面的内容: 1.磁场和磁性材料的测量;(宏观) 2.分析物质的磁结构,观察物质在磁场中的各种磁性效应; (微观) 3. 非磁量的磁测量。(边缘) 本章主要介绍磁场和磁性材料的基本测量原理和测量方法。
第一节 磁性测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
1.磁感应强度 磁感应强度是描述磁场性质和强弱的物理量,它是一个矢 量,用B 表示,B 的大小表示该点磁场的强弱,磁场中某点的 方向表示该磁场的方向。国际单位制单位是韦伯/米(Wb/m2) , 电磁单位制单位是高斯(GS)。
滤波
2 f0
选 频 放 大
2 f0
相 敏 检 波
直 流 放 大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器 移相器 压表 或记录 仪表
交流励磁源

磁性材料的测量

磁性材料的测量

二、用冲击电流计测量磁性材料直流磁特性
用冲击电流计测量磁特性步骤
第一步:测定冲击电流计的磁通冲击常数 Cq R
图中先将开关 s1投 向右边,由电流表测出 通过互感的电流值,记 下冲击电流计测出的最 大偏转角。
1 m M T I Cq R
若式中M 为已知, 可从上式求得 Cq R 值。
用冲击电流计测量磁特性步骤
N1 I1 πD Cq R B N2S H
用冲击电流计测量磁特性步骤
第四步: 测定磁滞回线 由于磁滞回线是对称的,所以只要测出磁滞 曲线的一个半边,另一个半边就可以按对称原 则画出。测量时激磁电流可以从最大值开始, 然后逐渐调小,直至等零。然后再从零向负向 最大值调节,至负最大值为止。之间可以取若 干点。测量顺序如下式。
交变磁场下的功率损耗,可用功率表测量,图中测 出的功率等于试样铁损耗加上功率表和电压表的损耗。 由于功率表的电压圈接在二次侧,所以功率表所测的 值已经不包括绕组的铜损耗。
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测量最大磁场强度必须测出通过样品绕组的最大电 流,由于电流不是正弦波,磁化电流最大值要用一个 互感线圈测量。
从互感线圈二次绕组感 应电压的平均值 U CP1 求出磁化电流最大值 I m 。 4 fMI m U CP1 然后再从I m 值求出H m 值。 Hm U CP1 N1 4 fMl
四、测量交变磁场下的功率损耗
第二步:退磁
将开关S1投向左边, 将S2反复改变投向 , 并不断加大 R1, 使电流逐渐减少 ,直至为零时 , 材料就被退磁 。
第三步:测量基本磁化曲线 从最大磁感应强度的较小的值开始,依次改变磁化电 流,将每次磁化电流值代入安培环路定律的公式,求出 磁场强度H,再用冲击电流计测出磁感应强度B,根据每 次对应的H、B。即可画出基本磁化曲线。

磁性测量实验(直流&交流)实验报告

磁性测量实验(直流&交流)实验报告

磁性测量实验 软磁直流静态磁性测量(用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线)一、 实验原理1、 静态磁性参数如果不计及磁化时间效应,磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。

磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息,而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息,有磁性材料身份证之称。

下左图C 为磁化曲线,A 和B 为初始和最大磁化率,M 和H 分别为磁化强度和外磁场。

下右图为典型磁性材料的磁滞回线,B s 、B r 、B r /B s 、H c 、(BH)max 、μ0和μM 分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。

2、 测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。

两种方法由于磁化速度的不同,在磁场方面数据稍有不同,而磁感方面的数据则差不多。

在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法;而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。

本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。

整个测量过程完全由微机控制,实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。

二、 实验内容及步骤1、 直流冲击法A. 启动测量程序,进入测量程序主菜单。

B. 测量前的准备工作HHBMBAC在进行正式测量之前,用户必须输入样品的有关参数。

主要包括“样品参数”和“测试条件”。

样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。

由于输入参数随测量磁性材料变化而不同,因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。

C.正式测量如果步骤B中设定的参数无误,就可以开始测量了。

通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。

2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似,材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。

三、实验结果1.直流冲击法实验样品为坡莫合金。

由测量所得数据绘出样品的磁化曲线,如下图:μm=133.279 mℎ/m实验所得曲线为S型,符合经验。

实验测得样品初始磁导率μ0=30.789mℎ/m,最大磁导率μm=133.279mℎ/m。

超导材料的磁性测试与分析

超导材料的磁性测试与分析

超导材料的磁性测试与分析引言超导材料是一类具有特殊电磁性质的材料,其在低温下能够表现出零电阻和完全抗磁性的特点。

超导材料的磁性测试与分析是研究和应用超导材料的关键步骤之一。

本文将介绍超导材料的磁性测试方法和分析技术,探讨其在超导领域中的应用。

一、磁性测试方法1.1 磁化曲线测量磁化曲线测量是一种常用的测试超导材料磁性的方法。

通过在不同温度和磁场下测量材料的磁化曲线,可以得到材料的临界温度、临界磁场等关键参数。

常用的磁化曲线测量方法包括交流磁化测量和直流磁化测量。

1.2 磁滞回线测量磁滞回线测量是研究超导材料磁性的重要手段之一。

通过在不同温度和磁场下测量材料的磁滞回线,可以了解材料的磁化和解磁过程,进一步研究材料的超导性质和磁化机制。

1.3 磁化率测量磁化率是描述材料磁性的重要物理量,通过测量材料的磁化率可以了解材料的磁化响应和磁化机制。

常用的磁化率测量方法包括交流磁化率测量和直流磁化率测量。

二、磁性测试的分析技术2.1 X射线衍射分析X射线衍射是一种常用的材料结构分析技术,可以通过测量材料的衍射图谱来确定材料的晶体结构和晶格参数。

在超导材料的磁性测试中,X射线衍射分析可以用来确定材料的晶体结构和晶格畸变等与超导性质相关的结构信息。

2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析扫描电子显微镜是一种常用的表面形貌和成分分析技术,可以通过扫描样品表面并测量所产生的电子信号来观察材料的表面形貌和成分分布。

在超导材料的磁性测试中,SEM分析可以用来观察材料的晶粒形貌和晶界特征等与超导性质相关的微观结构信息。

2.3 能谱分析能谱分析是一种常用的材料成分分析技术,可以通过测量材料的能谱图谱来确定材料的元素组成和化学状态。

在超导材料的磁性测试中,能谱分析可以用来确定材料的化学成分和杂质含量等与超导性质相关的成分信息。

三、超导材料磁性测试与分析的应用3.1 超导材料的性能评估通过磁性测试与分析,可以评估超导材料的性能,包括临界温度、临界磁场、临界电流等关键参数。

物理实验技术中的磁性材料测量技巧

物理实验技术中的磁性材料测量技巧

物理实验技术中的磁性材料测量技巧磁性材料是广泛应用于工业领域的一类材料,其磁性能的测量和分析对于材料的质量控制和应用性能的评估至关重要。

在物理实验技术中,有许多磁性材料测量技巧被广泛采用。

本文将讨论几种常见的磁性材料测量技巧和相关仪器的使用。

1. 磁化曲线测量磁化曲线测量是评估磁性材料磁化特性的关键方法之一。

它通过测量磁场对材料磁化过程中的响应来获得磁化曲线。

常用的测量方法有霍尔效应法、先进磁强计法和振荡法等。

其中,霍尔效应法利用了材料在磁场中的霍尔电流来确定磁化特性。

通过将磁场施加到样品上并测量霍尔电阻来得到磁化曲线数据。

先进磁强计法则是通过利用磁强计测量材料在不同磁场下产生的局域磁场,进而得到磁化曲线。

振荡法则是通过通过测量磁化量和磁场之间的干涉现象,得到磁化曲线数据。

2. 磁滞回线测量磁滞回线是磁性材料饱和磁化和磁场去除之间的关系曲线。

磁滞回线测量是评价磁性材料的重要手段之一。

常用的测量装置有霍尔效应测量仪和振荡测量仪。

霍尔效应测量仪是一种常见的磁性材料测量仪器,通过测量材料在不同磁场下的电阻变化,可以获得磁滞回线的数据。

其优点是测量灵敏度高,测试速度快。

振荡测量仪则是利用磁性材料对外加磁场的响应来获得磁滞回线数据。

其优点是测量何必精度高,可以获得更准确的结果。

3. 磁化率测量磁化率是磁场引起材料磁化的程度,是评估磁性材料性能的重要指标之一。

磁化率测量是衡量磁性材料特性的重要方法之一。

常用的磁化率测量方法有磁化率测量仪和霍尔效应测量仪。

磁化率测量仪是测量材料的磁化率的专用仪器。

它通过施加恒定磁场,测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系,从而得到磁化率。

霍尔效应测量仪是利用磁场对材料的霍尔电阻的影响来测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系。

4. 磁畴观测磁畴是指材料中具有一定磁性的微观区域。

磁畴观测是评估磁性材料微观特性的一种重要方法。

常用的磁畴观测技术有光学显微镜观测和扫描探针显微镜观测。

光学显微镜观测是最常见的磁畴观测技术之一。

磁性测量原理

磁性测量原理

磁性测量原理磁性测量是一种用于测量物体磁性特性的方法,它在许多领域都有着广泛的应用,包括材料科学、地球物理学、矿产勘探等。

磁性测量的原理主要基于磁感应强度和磁化强度之间的关系,通过测量物体在外加磁场下的响应来确定其磁性特性。

在本文中,我们将介绍磁性测量的基本原理和常用方法。

首先,让我们来了解一下磁性测量的基本原理。

磁性是物质的一种基本性质,它与物质内部的微观结构和电子运动状态密切相关。

当一个物体置于外加磁场中时,它会产生磁化现象,即在物体内部会出现磁矩的重新排列,从而产生磁感应强度。

磁感应强度是描述物体在外磁场中的响应的物理量,它可以通过测量物体周围的磁场分布来确定。

另外,磁化强度则是描述物体本身的磁性特性的物理量,它与物体内部的磁矩密切相关。

在磁性测量中,常用的方法包括磁化曲线测量、磁滞回线测量和磁化率测量等。

其中,磁化曲线测量是通过在外加磁场下测量物体的磁化强度随磁场强度变化的关系来确定物体的磁性特性。

通过分析磁化曲线的形状和特征,可以得到物体的磁化特性参数,如剩磁、矫顽力等。

而磁滞回线测量则是通过在不同的磁场强度下测量物体的磁感应强度随磁场变化的关系来确定物体的磁性特性。

通过分析磁滞回线的形状和特征,可以得到物体的磁滞特性参数,如矫顽力、剩磁等。

另外,磁化率测量则是通过在外加磁场下测量物体的磁化强度与磁场强度的关系来确定物体的磁性特性。

通过分析磁化率的大小和变化规律,可以得到物体的磁化特性参数,如磁导率、磁饱和磁化强度等。

总之,磁性测量是一种重要的物理测量方法,它可以帮助我们了解物体的磁性特性,从而在材料科学、地球物理学、矿产勘探等领域中得到广泛的应用。

通过对磁化曲线、磁滞回线和磁化率的测量分析,我们可以得到物体的磁性特性参数,从而为相关领域的研究和应用提供重要的参考依据。

希望本文能够帮助读者更好地理解磁性测量的原理和方法,为相关领域的研究和应用提供帮助。

磁性基本测量方法

磁性基本测量方法

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)M S、T C、K1、λS等组织结构敏感量(非本征参量)M r、B r、H C、μ、χ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冲击法测磁性材料参数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;NiH =在N 线圈中通以电流i ,则在N 中产生磁场:N :磁化线圈匝数 :试样平均周长试样被磁化,磁感应强度为BK 1突然换向(在极短时间τ秒内)H H H B B B→+→+:-:-BSφ=磁通量: 冲击法测磁原理图(磁化曲线和磁滞回线)r :测量回路中的总折合电阻磁通量的变化,引起线圈n (匝数为n )中产生感生电动势:d dB n nSd d φε=-=-ττ在测量回路(由n 、M 、G 、R 3、R 4组成)中产生瞬时电流:0i rε=由冲击检流计测出其电量Q :B 000B nS Q i d d dB 2nSB/r r r QC ττ-ε⎫=τ=τ=-=-⎪⎬⎪=α⎭⎰⎰⎰Cr B 2nSα=-α:冲击检流计的偏转角; C :冲击检流计常数Cr 的求法:diMd 'ε=-τK 2合上标准互感器M 的线路,M 主线圈上的电流i : 其副线圈两端产生的感应电动势为:0i '→M :互感器的互感系数测量回路中的感生电流:0i r'ε'=通过检流计的电量(相应偏转角为α0):i 00000M MQ C i d d d i r r r'ττ'ε'''=α=τ=τ=-τ=-⎰⎰⎰0Mi Cr '=-αCr :测量回路的冲击常数在不同H 条件下,测出B ,可绘出磁化曲线。

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。

超导材料的磁性测试方法

超导材料的磁性测试方法

超导材料的磁性测试方法引言:超导材料是一种特殊的材料,具有零电阻和完全抗磁性的特点。

超导材料的磁性测试是评估其超导性能的重要手段之一。

本文将介绍几种常用的超导材料磁性测试方法,包括磁化率测量、磁滞回线测量和交流磁化测量等。

一、磁化率测量磁化率是描述材料对外加磁场响应的物理量。

在超导材料中,磁化率的测量可以用来评估其抗磁性能。

常用的磁化率测量方法包括静态磁化率测量和交流磁化率测量。

1. 静态磁化率测量静态磁化率测量是通过在超导材料中施加静态磁场并测量其磁化强度来获得磁化率的方法。

一种常用的测量方法是使用超导量子干涉仪(SQUID)。

SQUID是一种高灵敏度的磁场测量仪器,可以测量非常微小的磁场变化。

通过在SQUID中放置超导材料样品,并在样品附近施加静态磁场,可以测量样品的磁化强度。

通过改变施加的磁场大小和方向,可以得到不同条件下的磁化率。

2. 交流磁化率测量交流磁化率测量是通过在超导材料中施加交变磁场并测量其交变磁化强度来获得磁化率的方法。

一种常用的测量方法是使用交流磁化率测量系统。

该系统通过在超导材料样品附近施加交变磁场,并测量样品的交变磁化强度,从而得到样品的交流磁化率。

交流磁化率测量可以提供关于超导材料的动态磁性响应的信息。

二、磁滞回线测量磁滞回线是描述材料磁化过程中磁化强度与外加磁场之间关系的曲线。

在超导材料中,磁滞回线的测量可以用来评估其磁场抗性能。

常用的磁滞回线测量方法包括振荡磁强计法和霍尔效应法。

1. 振荡磁强计法振荡磁强计法是一种通过测量磁滞回线上不同位置的磁场强度来获得磁滞回线的方法。

该方法利用振荡磁强计对超导材料样品施加交变磁场,并测量样品上不同位置的磁场强度。

通过改变施加的交变磁场的幅值和频率,可以得到不同条件下的磁滞回线。

2. 霍尔效应法霍尔效应法是一种通过测量超导材料样品上的霍尔电压来获得磁滞回线的方法。

该方法利用霍尔效应传感器对超导材料样品施加交变磁场,并测量样品上的霍尔电压。

物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法

物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法

物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法在物理实验技术中,材料磁性测量是一个重要的研究方向。

磁性测量对于材料的研究和应用具有重要的意义,可以帮助我们了解物质的性质和行为。

本文将介绍一些常用的材料磁性测量技巧与方法,以帮助读者更好地了解物理实验中的磁性测量。

一、磁性物质的分类磁性物质可以分为顺磁性、抗磁性、铁磁性和铁磁性等不同类型。

不同类型的磁性物质具有不同的磁性行为,因此需要采用不同的测量方法来测量其磁性。

二、磁化曲线的测量磁化曲线是指在外界磁场作用下,磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。

测量磁化曲线是研究材料磁性的基本方法之一。

常用的测量方法包括霍尔效应法、磁路法、超导量子干涉测量法等。

这些方法可以测量不同磁场范围内的磁化曲线,从而获得关于材料磁性的丰富信息。

三、磁滞回线的测量磁滞回线是指在外界磁场作用下,磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。

磁滞回线的测量可以帮助我们了解材料的磁化和磁化反转过程。

常用的测量方法包括磁滞测量仪、霍尔效应法等。

通过对磁滞回线的测量,我们可以了解材料的磁性行为和磁化反转的特点。

四、磁共振测量磁共振是指在外界磁场的作用下,磁性材料的原子核或电子在特定条件下发生共振现象。

磁共振测量可以帮助我们了解材料的磁性行为和内部结构。

常用的磁共振测量方法包括核磁共振(NMR)、电子顺磁共振(EPR)等。

这些方法可以通过测量共振信号的参数,获得关于材料的磁性和结构等信息。

五、超导量子干涉测量超导量子干涉测量是一种先进的磁性测量技术。

它利用超导材料的特殊性质,通过测量超导材料的电流-磁场关系,来获得关于材料的磁性行为和结构等信息。

超导量子干涉测量具有高精度、高灵敏度等优点,在磁性测量中得到了广泛的应用。

综上所述,物理实验技术中的材料磁性测量涉及到多种技巧与方法。

通过对磁化曲线、磁滞回线、磁共振和超导量子干涉的测量,我们可以了解材料的磁性行为和结构等重要信息。

磁性测量对于研究和应用磁性材料具有重要意义,有助于推进材料科学和工程技术的发展。

磁性测量

磁性测量

磁 天 平
四、磁天平的历史评价
1. 最早用于测量材料的磁矩与磁化率;
K1 + 6 K 2 L= 2 K1 + 4 K 2
Singular Point Detection (SPD) Asti_SPD技术说明
约化磁化强度: 随机取向的多晶体:
SPD9
MS − M x2 t= = 1 − cos x ≅ MS 2
t (γ ) = 2 ∫ t (γ , α )dα ≅ 2 ∫
' 4 2 ' 2 2 S
2(k + 2k ) H I 4k 4 − = 2 IS IS I
2 ' 4 ' 2 ' 4
Singular Point Detection (SPD) Sucksmith_SPD技术说明
M c轴 H HA
SPD5
H
dM dH
M Sucksmith方法的示意图
d 2M dH 2
磁 - 力 效 应
原理(一)
磁-力1
把含有磁矩 m 的物体放在非均匀的磁场中时, 物体将受到沿磁场梯度方向的力的作用。 此力的大小正比于磁场梯度和物体的磁矩。
磁矩 m 沿任意轴向所受的力:
m 为样品的磁矩
∂H 为沿任意轴向的磁场梯度 ∂α
∂H F = µ0m ∂α
磁天平
磁 - 力 效 应
磁致伸缩系数λ:
ξ可以是样品的体积、长度、 弹性模量、刚度系数,等等。
磁-力3
λ=
∆ξ
ξ
磁致伸缩仪
磁 - 力 效 应
原理(四)
磁-力4
1. Barnett效应(1915年) 当磁性圆柱体在绕其柱轴作高速旋转时 会产生微弱的磁化强度,其大小与角速 度成比例。即,旋转致磁化效应。 2. Einstein-de Hass效应(1915年) 当自由悬挂的磁性圆柱体突然被磁化时 会产生微弱的旋转。即,磁化致旋转效 应。是Barnett效应的逆效应。 旋磁比

不同磁材料的磁性测量方法

不同磁材料的磁性测量方法

不同磁材料的磁性测量方法磁性测量方法是一项重要的实验技术,在科学研究和工业生产中都起着至关重要的作用。

不同磁材料的磁性测量方法因材料性质的不同而有所差异。

本文将介绍几种常见的磁性测量方法,并对比其适用性和优缺点。

一、霍尔效应测量法霍尔效应测量法是一种应用电学方法来测量磁性的常见方法。

该方法通过将待测磁材料置于磁场中,并测量沿着磁场方向的霍尔电压来确定磁性大小。

霍尔电压正比于电流和磁场的乘积,可以通过测量电压来得出磁性的定量结果。

这种方法的优点是操作简单、精度高、适用于各种磁材料的测量,但也存在着一些限制。

例如,霍尔效应测量法只能得出垂直于磁场方向的磁性大小,对于非均匀磁场的测量结果可能存在一定误差。

二、法拉第效应测量法法拉第效应测量法利用磁材料在磁场中电磁感应产生的电动势差来测量磁性大小。

通过将待测磁材料置于磁场中,通过测量磁场方向上的电动势大小来判断磁性大小。

法拉第效应测量法具有灵敏度高、精度较高的特点,适用于各种磁材料的测量。

然而,该方法对温度的依赖性较强,不适用于高温环境测量。

三、磁致伸缩测量法磁致伸缩测量法是一种通过测量磁材料在磁场中的细微尺寸变化来判断磁性大小的方法。

该方法使用特殊传感器测量磁材料在磁场中的长度变化或形状变化,从而获得磁性的定量结果。

磁致伸缩测量法适用于磁材料的磁导率测量,对于磁性较强或较弱的材料都能够准确测量。

四、等温磁测量法等温磁测量法是一种通过测量磁材料磁导率随温度变化而确定磁性的方法。

该方法通常通过改变温度,然后测量磁材料的磁导率来获得磁性的定量结果。

等温磁测量法适用于磁材料的磁导率和磁导率随温度的变化规律的测量。

五、磁力显微镜观测法磁力显微镜观测法是一种通过观察磁材料在磁场中的磁化状态来判断磁性的方法。

该方法通过在显微镜下观察材料的磁化状态,如磁区结构、磁畴壁的形状和大小等来获得磁性的定性结果。

从以上的介绍可以看出,不同磁材料的磁性测量方法各有特点。

选择合适的磁性测量方法需要根据具体的测量需求、磁材料的特性以及实验设备的条件来综合考虑。

Magnetic Properties of Materials

Magnetic Properties of Materials

Magnetic Properties of Materials 导言磁性是一种常见的物理现象,很多材料在受到磁场的作用下会表现出各种不同的磁性行为,这些行为在科学和工程上具有很大的实际用途。

因此,研究材料的磁性质成为了一个非常重要的领域,有助于我们深入了解材料的本质和应用价值。

一、磁性的基本原理磁性是一种物质对磁场的响应的物理特性,它与材料中的原子、离子、电子等微观粒子的结构和运动状态密切相关。

在材料中有些原子或离子的电子自旋轨道存在自发地排列,这个排列称为磁矩。

磁矩是表征物体磁性的物理量,通常使用磁场的力量和方向来描述。

当外界施加一个磁场时,原子或离子的磁矩会随之调整并试图与磁场对齐,这种现象称为磁化。

二、材料的磁性种类根据磁化的方式不同,磁性可以分为顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性等几种类型。

1.顺磁性顺磁性材料又称为顺磁体,它们的磁矩与外部磁场方向相同,也就是说在外部磁场作用下,顺磁体的磁矩方向会随之改变。

这种磁性主要来源于材料中未成对电子自旋的排列。

顺磁体的常见代表是氧化铁、铜盐、氯化镍等。

2.抗磁性抗磁性材料又称为逆磁体,其磁矩方向与外部磁场相反,也就是说在外部磁场作用下,抗磁体的磁矩方向不发生改变。

这种磁性主要来源于材料中的原子或离子间的磁性相互作用,比如说相对排斥作用。

抗磁体的常见代表是铬、铜、铝等。

3.铁磁性铁磁性材料是一种磁矩方向非常强烈的材料,其磁矩方向在没有外部磁场的作用下也能自发排列。

在铁磁体中,原子或离子的自旋轨道会产生强烈的磁矩,这些磁矩之间的相互作用可以形成磁性区域(磁畴),在外部磁场的作用下,这些磁性区域会对齐并产生一个明显的磁矩。

铁磁体的常见代表是铁、镍、钴等。

4.亚铁磁性亚铁磁性和铁磁性的区别在于磁矩的强弱,它们之间不存在完全划分的界限。

一般来说,亚铁磁体的磁矩较弱,而且只有在外部磁场的作用下才会表现出明显的磁性行为。

亚铁磁体的常见代表是γ-铁氧体,它在高温下表现出铁磁性,而在低温下则表现出顺磁性。

如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析

如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析

如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析物理实验中的动态磁性测量与分析对于研究磁性材料的特性和行为至关重要。

本文将介绍一些常用的技术和方法,帮助读者更好地理解和应用这些测量和分析技术。

一、磁化曲线测量磁化曲线是物理实验中最基本的磁性测量之一。

通过测量外加磁场下磁化强度与磁场的关系,可以获得材料的磁滞回线、饱和磁化强度等重要参数。

常用的测量方法有霍尔效应法、霍尔磁片法等。

在实验中,通过改变外加磁场的大小和方向,可以对材料的磁性作出全面评估。

二、双圈法测量双圈法是一种常用的非接触测量方法,用于测量材料的磁滞回线和交流磁化特性。

该方法利用了磁场对于感应电动势的影响,通过测量感应电动势的大小和相位差,可以快速、准确地获得磁性材料的磁化特性。

这种方法适用于对磁性材料在交流磁场中的行为进行研究。

三、磁透析测量磁透析是一种重要的磁性测量技术,用于评估材料的磁导率、磁导率谱等磁性参数。

该方法通过测量材料在外加交变磁场下的感应电动势,结合返磁操作和数学模型,可以得到材料的磁导率谱,进而了解材料的磁性特性。

磁透析可以应用于各种磁性材料的研究,如铁氧体、软磁材料等。

四、磁力显微镜观察磁力显微镜是一种非常有用的工具,用于观察材料的磁性微观结构和磁畴行为。

该仪器结合了磁力显微学和光学显微学的原理,通过磁力显微图像的观察和分析,可以研究材料的磁畴结构、磁畴动力学等重要信息。

这种方法在磁性材料研究和磁记录领域具有广泛的应用。

五、磁化动力学测量磁化动力学测量是研究材料磁性行为的重要手段之一。

通过对材料在交变磁场中的磁化动力学响应的测量和分析,可以了解材料的磁化时间响应、磁化滞后和磁矢量旋转等行为。

这些磁性参数对于理解材料的磁性本质和应用具有重要意义。

六、数据分析和模拟除了实验测量,数据分析和模拟也是物理实验中进行动态磁性测量与分析的重要环节。

通过对实验数据的处理和分析,可以得到更深入的信息和结论。

同时,借助计算机模拟和数值计算等方法,可以预测和解释磁性材料的磁化行为和磁性特性。

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍引言物理实验技术是科学研究和工程应用中不可或缺的一环。

磁性测量作为物理实验技术中的重要部分,在材料科学、能源研究、电子工程等领域中具有广泛的应用。

本文将介绍磁性测量的基本原理和常用实验方法。

一、磁性测量的基本原理1. 磁感应强度的测量原理磁感应强度是磁场的物理量,用于描述磁力场的强度和方向。

磁感应强度的测量原理基于法拉第电磁感应定律,即当导线在磁场中运动时,会在导线两端产生感应电动势。

利用法拉第电磁感应定律,可以测量磁感应强度。

2. 磁化强度的测量原理磁化强度是材料在磁场中磁化的程度,是描述磁体磁化特性的物理量。

磁化强度的测量原理基于霍尔效应,即当导体中有电流流过时,会在垂直电流方向的方向上产生一定的电势差。

通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁化强度。

3. 磁化曲线的测量原理磁化曲线描述了材料在外加磁场中磁化强度与外加磁场强度之间的关系。

通过测量不同外加磁场下材料的磁化强度,可以得到磁化曲线。

常用的磁化曲线测量方法有霍兰德环和振荡磁强计法。

二、磁性测量的实验方法1. 磁感应强度测量方法常用的磁感应强度测量方法有霍尔效应法和极点法。

霍尔效应法利用霍尔效应测量磁感应强度,通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁感应强度。

极点法则是通过将被测物体放置在已知磁场强度的磁极附近,利用磁体的力矩平衡条件得到被测物体的磁感应强度。

2. 磁化强度测量方法常用的磁化强度测量方法有霍尔效应法和电桥法。

霍尔效应法利用霍尔效应测量磁化强度,通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁化强度。

电桥法则是将被测物体放置在匝数已知的线圈中,通过调节电桥平衡来测量磁化强度。

3. 磁化曲线测量方法常用的磁化曲线测量方法有霍尔德环法和振荡磁强计法。

霍尔德环法通过将被测物体制成一个环形样品,测量环形样品在不同外加磁场下的磁化强度,从而得到磁化曲线。

振荡磁强计法则是通过测量振荡电桥的平衡条件来测量不同外加磁场下的磁化强度,从而得到磁化曲线。

磁性材料的磁性测量与应用

磁性材料的磁性测量与应用

磁性材料的磁性测量与应用磁性材料是一类在外磁场作用下表现出磁响应的材料。

磁性材料的研究广泛应用于电子信息、能源、材料科学、化学等领域。

在这些领域中,磁性测量是磁性材料研究的一个基本环节,对于磁性材料的性质研究和应用具有非常重要的作用。

一、磁性测量方法磁性材料的磁性测量是对材料磁性特性的定性或定量研究。

目前常见的磁性测量方法包括磁致伸缩、磁导率测量、磁滞回线和磁相图等。

不同的磁性测量方法适用于不同类型和应用领域的磁性材料。

磁致伸缩方法是一种通过外磁场对磁性材料产生的强度变化进行测量的方法。

这种方法可以测量材料的磁导率、磁化强度等磁性参数。

磁致伸缩技术被广泛应用于磁性材料的应用领域,如磁记忆、磁储存等。

磁导率测量是通过磁场对磁性材料的磁场强度的影响来测量材料磁性的方法。

磁导率测量可以得出材料的磁滞系数、磁导率等参数,可以广泛应用于磁场传感器、电感器等。

磁滞回线方法是通过对磁性材料在外磁场作用下磁化状态的测量,来分析和研究材料磁性的方法。

磁滞回线法可以反映材料的饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等参数,在电机、磁钢等领域应用广泛。

磁相图法是指通过不同温度下对磁性材料的磁特性进行绘制,并从图像中分析得出材料的磁特性的方法。

这种方法可以得出磁性材料的磁相结构和相互作用规律,为材料科学提供了重要的研究手段。

二、磁性材料的应用磁性材料是一类性能优异的材料,它在现代工业生产和各个领域中都有广泛的应用。

在电子信息领域,磁性材料的应用主要体现在磁性储存、磁性传感和微波材料等方面。

磁性材料的磁致伸缩特性可应用于精密控制器、磁吸盘和磁光存储器等,磁性材料还广泛应用于通信、移动通信和遥感等领域中。

在能源领域,磁性材料的应用主要体现在发电机、电机、电池和储能器等中。

磁性材料的高饱和磁化强度、磁导率和磁导率等特性可以提高发电机和电机的效率,应用于储能器和电容器等的能量转换和储存中也可以发挥重要作用。

在材料科学领域,磁性材料的应用主要体现在新型功能材料和高分子材料等方面。

磁性测量

磁性测量

磁通门磁强计探头结构
磁通门磁强计探头的工作原理图
磁通门磁强计原理电路方框图
3 用霍尔效应测量磁场
UH
Rh
i d
B
CT2型特斯拉计原理框图
霍尔效应测量磁场的特点:1. 可以连续读取被测磁感应的数值;2. 无触点, 无可动元件,机械性能好,使用寿命长;3. 霍尔变换器可以做的很薄,能在 很小的空间体积内和小气隙中测量磁场。
铁损包括三大部分:涡流、磁滞和后效损耗。对于金属软磁材料来说主 要是前两者,对铁氧体软磁材料主要是后两者。
铁损的测量方法主要是瓦特表法,也称“爱泼斯坦方圈”法,这是全世 界各国用来测量铁损的标准方法。
考虑各向不同性的因素,剪裁时有 1/2的试样顺着硅钢片的轧制方向, 另l/2试样垂直于轧制方向裁取。方 圈分大方圈和小方圈两种,大方圈 样品的总重量是 10 Kg,小方圈样 品的总重量是1Kg。
爱泼斯坦方图测量铁损的电路图
功率表瞬时功率:
u2i1
R R r2
e2i1
R R r2
N2 N1
e1i1
R R r2
N2 N1
(
p
i22r2
u22 R
)
R N2 [ p (1 r2 ) u22 ]
R r2 N1
RR
方圈的等效电路图
原边输入瞬时功率:
u1i1 i12r1 e1i1
原边铜损
付边损耗
e1i1
p i22r2
u22 R
铁损
付边铜损
功率表 和电压 表损耗
铁损瞬时值为:
p
(
N1 N2
u2i1
u22 R
)(1
r2 R
)
一个周期内的平均铁损1

如何使用磁力测量仪进行磁性测量

如何使用磁力测量仪进行磁性测量

如何使用磁力测量仪进行磁性测量引言:随着科技的不断进步,磁力测量仪作为一种高精度测量工具,被广泛应用于各个领域,特别是磁性材料的研究与开发。

本文将介绍如何使用磁力测量仪进行磁性测量,以期能够帮助读者更好地理解和应用该仪器。

一、磁力测量仪的原理了解磁力测量仪的原理是使用它进行磁性测量的前提。

磁力测量仪利用霍尔效应或磁阻效应,通过测量磁场的磁感应强度,进而得出被测物体的磁性参数。

这些参数可以包括磁场强度、磁场分布、剩磁和矫顽力等。

在测量过程中,磁力测量仪通常会以数字显示的形式呈现结果,使得读数更加准确和方便。

二、磁性测量的准备工作在进行磁性测量之前,我们需要准备一些必要的工作。

首先,需要确保磁力测量仪的状态良好,如电源是否接通、仪器是否正常工作等。

其次,还需要调节磁力测量仪的灵敏度。

灵敏度的调节可以根据被测材料的磁性参数来进行,一般来说,磁性参数较小的材料需要较高的灵敏度。

三、磁性测量的步骤1. 校准:在进行正式的磁性测量之前,我们需要先进行校准。

校准的目的是确保磁力测量仪能够准确地读取磁性参数。

校准的方法可以是将磁力测量仪放置在一个已知磁性参数的标准样品上进行测量,然后根据测量结果进行相应的校准调节。

2. 定位:在进行磁性测量时,需要将被测材料放置在磁力测量仪的探头位置。

为了保证测量的准确性,应尽量避免探头与被测材料之间存在空隙。

同时,在放置被测材料之前,还需要清理探头和被测材料的表面,以保证测量的精度。

3. 测量:当所有准备工作完成后,即可开始进行磁性测量。

在测量的过程中,应尽量减少外界的干扰,例如电磁场和其他磁性物品的影响。

在测量时,我们可以将被测材料沿一个或多个方向进行移动,以获取不同位置的磁性参数。

在每次测量之前,都需要让磁力测量仪进行归零操作,以避免测量结果的累积误差。

四、磁性测量结果的分析与应用1. 结果分析:在获得磁性测量的结果后,我们需要进行结果的分析。

可以通过将测量结果与标准值进行对比,评估被测材料的磁性性能。

物理实验技术中的磁性性能测量方法与技巧

物理实验技术中的磁性性能测量方法与技巧

物理实验技术中的磁性性能测量方法与技巧引言磁性是物质固有的一种特性,广泛应用于生活和科学研究中。

在物理实验中,测量磁性性能是重要的任务之一。

本文将介绍常用的磁性性能测量方法与技巧,帮助读者更好地理解和应用于实际实验中。

一、磁场测量技术磁场是一个与磁性性能密切相关的参数。

在实验中,我们常常需要测量材料的磁场分布。

磁场测量常用的方法有Hall效应测量法和霍尔效应测量法。

1. Hall效应测量法Hall效应是一种基于洛伦兹力和霍尔电阻效应的测量方法。

它通过材料中电流带来的霍尔电压来测量磁场的分布。

可以使用霍尔元件(如霍尔传感器)来测量,也可以使用示波器等设备来实时显示和记录霍尔电压的变化。

这种方法简单便捷,适用于测量小尺寸和低磁场强度范围内的磁场。

2. 霍尔效应测量法霍尔效应是一种基于磁场对电荷运动轨迹的影响效应。

通过在材料中加入电流,利用电流在磁场中产生的霍尔电势差来测量磁场。

霍尔效应测量法适用于高磁场强度范围内的磁场测量。

常见的一种应用是基于霍尔传感器的磁通门测量法。

二、磁滞回线测量技术磁滞回线是材料在不同外磁场作用下的磁化状态之间的关系曲线。

磁滞回线的测量可以帮助我们了解材料的磁性能及其磁化过程。

常用的磁滞回线测量方法有振荡型测量法和直流测量法。

1. 振荡型测量法振荡型测量法是通过变化外磁场的频率和振幅,测量材料的磁化状态来确定磁滞回线的方法。

利用频率和振幅的变化,可以得到不同外磁场下材料的磁滞回线。

这种方法适用于测量磁滞回线的宽频带范围。

2. 直流测量法直流测量法是通过改变外磁场的大小和方向,测量材料磁滞回线的方法。

通过改变磁场并测量材料的磁化强度,可以得到不同外磁场下的磁滞回线。

这种方法适用于测量磁滞回线的静态特性。

三、磁性测量技术除了磁场和磁滞回线的测量外,还需要测量材料的其他磁性参数,如磁化强度、磁导率和磁阻等。

常见的磁性测量技术有霍尔效应测量法和电磁感应测量法。

1. 霍尔效应测量法霍尔效应在前面已经提到,可以用于测量磁场和磁滞回线。

物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法

物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法

物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法磁性材料在科学研究和工程应用中具有重要作用。

为了了解和控制这些材料的磁性质,我们需要掌握磁性的测量方法和分析技术。

本文将介绍一些常用的磁性测量与分析方法,以及在物理实验技术中的应用。

首先,对于磁性材料的基本特性,我们需要了解其磁化过程和磁化曲线。

磁化过程是指磁性材料在外加磁场下发生的磁化行为。

而磁化曲线则是磁性材料在不同外加磁场下的磁化强度关于磁场的变化曲线。

通过研究磁化过程和磁化曲线,我们可以了解磁性材料的磁化行为和磁性特性。

在磁性测量方面,最常用的方法是霍尔效应测量和振荡磁强计测量。

霍尔效应测量是通过测量磁性材料中的霍尔电压来间接测量磁场强度。

而振荡磁强计测量则是通过测量磁性材料中的振荡频率和振幅来间接测量磁场强度。

这些方法都是非接触式的测量方法,能够提供准确的磁场强度信息。

此外,还有一些其他测量方法,比如磁化率测量和磁滞回线测量等,可以用来进一步研究磁性材料的磁化特性。

在磁性分析方面,磁性材料的微观结构和磁性行为之间存在着密切的关系。

因此,通过对磁性材料的微观结构和磁性行为进行分析,可以揭示磁性材料的磁性机制。

常用的磁性分析方法包括磁力显微镜观察、光学显微镜观察、X射线衍射分析、电子显微镜观察和核磁共振分析等。

这些分析方法可以提供磁性材料的微观结构信息,从而帮助我们深入理解磁性材料的磁性行为。

此外,在磁性实验中,还需要注意一些实验技术和实验装置的选择。

例如,在高温或低温条件下进行磁性实验时,需要选择适合的温控设备和温度传感器。

在强磁场条件下进行磁性实验时,需要选择适合的防护措施和仪器设备。

在磁性测量中,还需要注意磁场的校正和磁性材料的样品制备等问题。

总之,物理实验技术中的磁材料与磁性测量与分析方法是一门综合性的学科。

通过掌握磁性测量与分析方法,我们可以更深入地了解和研究磁性材料的磁化特性和磁性机制,为物理实验和工程应用提供有力的支持。

希望本文能对读者理解和掌握磁性材料的测量与分析方法有所帮助。

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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)M S、T C、K1、λS等组织结构敏感量(非本征参量)M r、B r、H C、μ、χ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冲击法测磁性材料参数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;NiH =在N 线圈中通以电流i ,则在N 中产生磁场:N :磁化线圈匝数 :试样平均周长试样被磁化,磁感应强度为BK 1突然换向(在极短时间τ秒内)H H H B B B→+→+:-:-BSφ=磁通量: 冲击法测磁原理图(磁化曲线和磁滞回线)r :测量回路中的总折合电阻磁通量的变化,引起线圈n (匝数为n )中产生感生电动势:d dB n nSd d φε=-=-ττ在测量回路(由n 、M 、G 、R 3、R 4组成)中产生瞬时电流:0i rε=由冲击检流计测出其电量Q :B 000B nS Q i d d dB 2nSB/r r r QC ττ-ε⎫=τ=τ=-=-⎪⎬⎪=α⎭⎰⎰⎰Cr B 2nSα=-α:冲击检流计的偏转角; C :冲击检流计常数Cr 的求法:diMd 'ε=-τK 2合上标准互感器M 的线路,M 主线圈上的电流i : 其副线圈两端产生的感应电动势为:0i '→M :互感器的互感系数测量回路中的感生电流:0i r'ε'=通过检流计的电量(相应偏转角为α0):i 00000M MQ C i d d d i r r r'ττ'ε'''=α=τ=τ=-τ=-⎰⎰⎰0Mi Cr '=-αCr :测量回路的冲击常数在不同H 条件下,测出B ,可绘出磁化曲线。

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。

1VMHsin τ=α热磁仪原理示意图通磁后,试样磁化,其磁化强度为M ,则试样将受到力矩τ1的作用,使试样转动。

试样转动∆α角,则:V :试样体积; H :磁场强度;α:试样与磁场夹角1VMHsin()'τ=α-∆α弹性系统产生的反力矩: 2C τ=∆α平衡时: 12'τ=τ则:C C M VHsin()VHsin ∆α∆α=≈α-∆αα(CGS)实验参数试样的标准尺寸:φ3mm⨯30mm (长径比≥10)工作空间内的磁场强度:≥24 ⨯104A/m(3000Oe)α<20︒,∆α<2~3︒饱和磁化强度与过冷奥氏体的转变产物的数量成正比。

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。

热磁仪及其电测系统矫顽力的测定(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。

Ni H常用退磁方法✓热退磁✓直流换向退磁法✓交流退磁法将欲退磁试样,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。

加热至居里点以上,再缓慢冷却至室温。

磁秤示意图 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。

x dH dH F VM VH dx dx==χ若试样为一小长条形,并平行于x 轴 放置,则:2121x x x V H 2212H dH dH F dF H dV H Sdx dx dx 1S HdH S(H H )2==χ=χ=χ=χ-⎰⎰⎰⎰V :试样的体积;S :试样的截面积;测定F x 可以用天平来解决:x F mg=m :砝码的质量天平平衡时: 221222121S(H H )mg 22mg S(H H )χ-=χ=-称之为戈尤(Gouy )法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(磁致伸缩材料)旋磁材料软磁材料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,(H C < 0.8kA/m)获得的磁性便会全部或大部丧失。

软磁材料主要用于制作磁导体,增加磁路的磁通量,降低磁阻。

如: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;……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)截止频率温度稳定性软磁材料的温度稳定性用温度系数α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:0T T T 0(T T )μμ-μα=μ-在实际应用中,也常用比温度系数αμ/ μi 来表征软磁材料的温度特性。

对某一软磁材料而言,比温度系数αμ/ μi 与形状、尺寸无关,为一常数。

该值越小越好。

磁导率的减落 软磁材料尤其是铁氧体软磁材料在受到电、磁、热和机械等冲击后,畴壁易于移动,表现出较高的磁导率,当冲击停止后一段时间内,离子或空位在自发磁化的影响下,将逐渐向低能态的稳定状态迁移,从而导致磁导率下降。

称为磁导率的减落。

减落是一种可逆变化,是材料的不稳定性之一。

(1)减落D (2)减落系数d (3)减落因子DF 121D μ-μ=μ21D d t lg t =d DF =μ恒定温度下经过一定时间间隔(t 1-t 2)后材料磁导率的相对减小。

磁老化12a 1I μ-μ=μ软磁材料的磁性能随时间增长而不断下降,其原因除减落之外,还可能由于材料结构变化而引起的不可逆变化,称为磁老化。

用老化系数I a 表示。

老化系数的大小跟材料的μ值和制造工艺有关。

一般而言,高μ材料的老化系数较大。

截止频率 i '''μ=μ-μ软磁材料畴壁共振及自然共振的影响,使软磁材料的 值下降为起始值的一半,且达到峰值时的频率,称为截止频率f r ,它与材料的组成和显微结构有关。

各类软磁材料的截止频率f r 不同,其应用频率上限显然与f r 有关,f r 越高,则应用频率的上限越高。

'μ''μ几种主要的软磁材料工业纯铁最早被使用的金属软磁材料。

具有优良的软磁特性,加工(机加、锻造)性能好,并且价格便宜。

但其电阻率较低,不能用于交变磁场,只能用于直流磁场。

可用于制造直流电磁铁芯、磁极头、继电器铁芯、衔铁等。

硅钢片Fe Si合金硅在铁中的固溶体合金,具有较大的电阻率和较高的磁性能。

主要缺点:比纯铁硬而脆,饱和磁感应强度比纯铁低。

各向同性硅钢片(热轧硅钢片、冷轧硅钢片),主要用于制造电机转子、定子,称为电机硅钢片。

方向性硅钢片(单取向、双取向硅钢片),主要用于制造变压器铁芯,称为变压器硅钢片。

坡莫合金Fe Ni合金坡莫合金(Permalloy)为铁镍合金,是有名的优良软磁材料。

在弱磁场中具有很高的磁导率,很小的矫顽力。

主要缺点:(1)材料磁性对应力极为敏感;(2)饱和磁感应强度稍低;(3)生产过程中常以Mo、Cr等元素作为添加剂,价格昂贵;(4)制成器件后必须在氢气或真空中退火,增加了工艺复杂性。

硬磁材料(永磁 恒磁) 材料被外磁场磁化后,去掉外磁场仍然保持着较强的剩磁的磁性材料。

有气隙磁铁示意图永磁材料用作磁场源,主要是利用在空气隙中产生的磁场。

设S m 、L m 、B m 、H m 和S g 、L g 、B g 、H g 分别表示磁铁与气隙的截面积、长度、磁感应强度和磁场强度。

根据安培环路定律:iiH L=∑即: mm g gH L H L (1)=如果不考虑漏磁通,根据磁通连续性原理: m m g 0gS B S H (2)=μ(1)、(2)相乘:1m m m 2g 0gB H V H ()V =μH g 除了与V m 、V g 有关外,主要取决(H C > 0.8kA/m)退磁曲线上每一点的B 和H 的乘积(BH )。

表征材料内部储存的能量大小。

最大磁能积(BH)max 是衡量材料性能的重要参数。

max r B C(BH)B H γ=凸出系数(极限隆起度):回复磁导率磁能积磁铁的最大磁能积 D 点是指永磁材料去掉磁场后,由于退磁场的作用,剩磁B 所处的位置(称为磁体工作点) B :表观剩磁B r 的极限值:μ0M SB HC 的极限值: μ0M r = μ0M SmaxS 1(BH)M 4=μ理论20()recBtg H∆μ==α∆回复磁导率:对永磁材料特性的要求高B r;高H C;高(BH)maxγ→1;μrec →1;稳定性好(包括温度、磁场、时间)永磁材料应用领域磁信息材料利用磁学原理存储和记录信息的磁载体材料。

磁记录磁光记录磁泡存储矩磁存储磁记录 磁存储磁记录材料利用磁头气隙中随信息变化的磁场将经过气隙的磁记录介质磁化,就把随时间变化的信息磁场转化为磁记录介质中按空间变化的强度分布,经过相反的过程可将记录的信息经磁头重放出来。

磁头材料磁记录介质磁光记录介质磁记录包括两个过程:磁头中流过信号电流,介质磁化将信息写入介质用磁头检测介质磁状态,将信号读出磁头材料 磁头铁芯用的高密度软磁材料。

用磁头材料做成记录(写入)或重放(读出)信息的换能器件,要求具有较高的转换效率。

具体要求: ❑ 最大磁导率μm 和饱和磁感应强度B S 要高,以实现高效率记录。

❑ 矫顽力H c 和剩余磁感应强度B r 要低,以减少磁头的磁损耗和剩磁, 降低剩磁引起的噪声与非线性。

❑ 电阻率ρ要高,以降低损耗,改善高频记录的频率相应特性。

❑ 起始磁导率μi 要高,以提高重放磁头的灵敏度。

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