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脉冲磁场开磁路永磁材料的测量方法
发布时间:2020-01-03 13:41:46

      随着稀土材料的不断发展,材料Hcj性能不断提高,已经超出常规闭路轭铁电磁铁的能力范围,为获得更大的磁场,通常采用储能电容脉冲对空心螺线管放电获得脉冲强磁场,并对永磁样品设计基于脉冲磁化条件下的测试方法。目前英国Hirst、比利时Metie和日本平野都有相关设备的报道。最常见设计线圈产生一个高场的5 ~10ms的正弦脉冲磁场(上下幅值足够大),磁场强度可以达到10T~15T。并通过改变储能电容,对两个不同脉冲持续时间下的磁滞回线进行两次测量(即最常用f/2f法),并对测试的J值和H值进行合理的校正,

达到测试目的。在使用脉冲磁场开路永磁材料测量的过程中,必须考虑螺线管和样品的尺寸、涡流效应以及磁后滞效应的影响。

1)、螺线管和样品的尺寸: 螺线管中放入永磁样品后,要保证被测磁体的径向磁场分量边界为零或尽可能小,实际只有在边界位于无穷远的条件下才能严格满足,解决办法为加长螺线管。

2)、退磁和涡流效应:需要结合样品内部磁场Hin、外磁化磁场Hex、趋附深度d和样品内部某点距离表面的距离进行分析,修正技术是设备的关键。

3)、磁后滞效应:技术磁化过程是畴壁移动和磁矩转向的过程,脉冲磁场下开路样品的测量充磁波形需要有一定宽度,一般通过加大电容容量来保证。

总结:脉冲磁场开磁路永磁材料的测量方法涉及高频同步采样技术,磁场模型设计,以及对退磁效应、涡流效应和磁后滞效应分析的数学解析计算分析等多项综合水平。


争议:由于以上几点控制技术和解析计算的差异性较大,退磁因子修正的准确性存在争议,特别在软磁材料开路测量中都没能很好解决(GBT 13888-1992)Br和磁导率准确度测试问题。但考虑到永磁材料磁导率较低,修正可能会会变得较简单,但从原理上能保证饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hcj的准确度(涡流修正技术保证的前提下,实际涡流修正更复杂),脉冲法测量反向磁场过快,J值滞后可能会引起Hcj变大。


建议:超高矫顽力的永磁材料BH特性测量,最好能确定统一的几何尺寸,较小退磁修正的工作量,研究和检验设备的精度可采用闭路电磁铁测试结果做参考,需要大量的实验来认定。


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