一、概述
矯頑力體現了磁性材料的抗退磁能力和磁穩定性特性。當一個磁性材料被外磁場磁化至飽和后,即使外磁場減弱甚至消失,材料仍能保持一定程度的剩磁。要消除這部分剩磁,就需要施加一個與飽和磁化方向相反的磁場,這個反轉磁場的最小值即為矯頑力。因此,矯頑力高的材料,其磁化狀態很難改變;而矯頑力低的材料則容易被磁化和去磁。我們通常將具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料稱為軟磁,將具有高矯頑力和高剩磁的磁性材料稱為硬磁。這里我們主要介紹軟磁材料矯頑力測量方法。
圖1 測試零件
二、幾種測量矯頑力的方法
1、退磁曲線法:這種測試方法適用于規則形狀樣品,如圓環,規則棒狀等。其測試步驟大致如下:
(1)飽和磁化:將樣品磁化到一定程度但不必飽和。
(2)反向退磁:逐步減小磁場,記錄B-H曲線,直到B幾乎為零。
(3)獲取矯頑力結果:退磁曲線上首次出現正向磁化的點對應的磁場即為矯頑力。
2、開路螺線管法:較適用于軟磁合金及各種軟磁零件。其測試步驟大致如下:
(1)飽和磁化:將試樣置于螺線管中,并施加一個足夠強的直流磁場,使試樣達到飽和磁化狀態。
(2)撤銷磁場:在試樣達到飽和磁化后,迅速撤去外磁場。此時,試樣會保留一定的剩余磁化強度。
(3)反向退磁并獲取矯頑力結果:在快速去磁后,剩磁強度開始下降,通過測量這個過程中外加磁場與剩磁的關系,找到剩磁剛好降為零時對應的磁場強度,即為矯頑力Hc。
三、影響測試結果的因素
在測試過程中,以下幾點將會對測試結果造成干擾:
1、外加磁化場大小;例如,同一個樣品在30000A/m和50000A/m外加磁化場下開始退磁,其測得的矯頑力值大小可能會有不同,即在外加磁化場不能使得樣品達到其充分的磁化飽和狀態情況下,外部磁化場越大測得的矯頑力值越大。
2、溫度,電磁干擾、振動、磁場雜散射等環境因素;在測試環境中,尤其是在非理想條件下,可能存在雜散磁場,這些磁場可能是由附近電器設備、不完善的磁屏蔽或測試設備本身的磁場泄露產生的。雜散磁場的隨機性和不穩定性會引入額外的磁場分量,干擾磁滯回線的測量,使得矯頑力的確定變得復雜且不準確。
3、充分磁化;這里的充分磁化并不是指磁化至完全飽和狀態,而是表示使得樣品充分磁化至外加磁化場大小。磁性材料在外部磁場的作用下,其內部磁矩逐步對齊,導致材料的磁化強度增加。但是,這一過程并非瞬間完成,尤其是在高矯頑力的材料中,磁矩的完全對齊需要時間。保持外加磁場一段時間,可以讓更多的磁矩按照外場方向排列,直到材料達到或接近其最大磁化狀態,即飽和磁化。
四、CX系列矯頑力測量儀簡介
CX系列矯頑力測量儀符合GB/T3656、GB/T13888和IEC 60404-7等標準要求,可用于電磁閥,繼電器等零件和電磁純鐵(DT4系列)、導磁不銹鋼(馬氏體、鐵素體等)等磁性材料矯頑力的測試。測試樣品形狀包括:條狀、片狀、棒狀等各類異型樣品。有多個產品配置可供選擇,激勵磁場從30KA/m到最高400KA/m,測量樣品的范圍由0至50000 A/m。測試結果可以對標日本東北鋼鐵保磁力計K-HC1000,德國霍釋特FOERST 1.097 HCJ矯頑磁力測量系統等進口產品。
圖2 CX系列上位機測試結果
聯眾磁學自研相關產品: CX系列矯頑力測量儀