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钕铁硼产品磁性能相对检测原理与技术

发布时间:2019-10-10 16:49:15      发布人:上海天端  浏览量:

烧结钕铁硼永磁材料产品应给出该产品的技术磁参数,包括剩磁Br、磁感矫顽力Hcb、内禀矫顽力Hcj、磁能积(BH)m、退磁曲线方形度和B-H退磁曲线回复磁材率μrec等。1992年国家质量技术监督局制订了我国关于永磁(硬磁)材料磁能能检测的国家标准,2013年标准重新起草,新标准参考并引用了国际电工协会的IEC60404-5:2013及其2006修正案,这是我国现行最新的关于磁性材料磁性能检测的国家标准,标准编码为GB/T 3217:2013。

具体的测量及计算方法在国家标准文件中有详细说明,在这里就不多讲了,想了解或获得国家标准原文的朋友们可在公众号留言“国家标准”,我们的工作人员会将文件发送给您。

 钕铁硼产品磁性能相对检测原理与技术(图1)

今天我们重点来讲一讲钕铁硼产品磁性能相对检测(或比较检测)原理与技术。烧结钕铁硼产品有各种各样的形状和尺寸,有些用户除了对产品的性能牌号有严格要求外,还会要求对样本做磁性能相对检测,例如,有的用户要求抽检产品的表面磁场值,有的用户要求抽检产品的磁通值,还有的用户要求抽检产品的磁矩。为了满足这些要求,相应地发展了:1、特斯拉计检测磁体的表面场;2、磁通计测量磁体的磁通;3、亥姆霍兹线圈+磁通计测量磁体的磁矩。今天天端就为大家简要介绍一下这些仪器。


特斯拉计测量磁体的表面磁场

特斯拉计有霍尔效应特斯来计(Tesla Meter)、线圈法特斯拉计和旋转线圈法特斯拉计。在永磁材料产品检测中使用较多的是霍尔效应特斯拉计。霍尔效应是把载有电流的片状半导体放在垂直于电流方向的磁场中,半导体会产生横向磁场的现象,即在垂直于磁场和电流的方向产生电动势。当霍尔器件和通过的电流一定时,霍尔电压与所测的磁场成正比,因此霍尔效应可测量磁场。

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用霍尔效应特斯拉计测量磁体磁极的表面磁场,需要注意以下几个问题:1. 霍尔探头的平面必须与磁场方向垂直,因此霍尔探头的平面要紧贴在磁极表面上;2. 开路磁场中磁极不同位置的表面场是不均匀的,因此应测量指定固定位置的表面磁场。


磁通计测量磁体的磁通量和磁矩

磁通量是不能直接测量到的,但通过麦克斯韦方程可由测量线圈的感动电动势来计算确定。磁通计测量样品的磁通已在永磁产品检测中,作为比较测量法得到广泛应用。此方法的缺点是,测量小尺寸样品时,磁通表的度数与样品在测量线圈中的位置不同有关。

具有超高矫顽力的永磁体,要么尺寸小,要么形状复杂,对于某些薄的或瓦型磁体来说,用特斯来计测量其表面场或用磁通计来测量磁通值非常困难,因为测出的数值非常分散,重复性差。对于这种薄状磁体或异形磁体(如瓦型或扇形)只能采用测量磁矩的方法。

测量永磁体磁矩采用的是亥姆霍兹线圈与磁通计的方法(如下图)。该方法具有速度快、精确度高、误差小的特点,适合测量形状复杂的产品。

钕铁硼产品磁性能相对检测原理与技术(图3)

钕铁硼产品磁性能相对检测原理与技术(图4)


永磁体密度的测量

某种物质单位体积内所具有的质量称为这种物质的密度。烧结钕铁硼永磁体的密度是衡量其质量的重要指标之一。Nd2Fe14B化合物的理论密度是7.62g/cm3,纯三元烧结钕铁硼永磁体的密度应达到7.5-7.55 g/cm3。当添加少量镝、铽等元素时,烧结钕铁硼永磁体的密度有可能高一些。

测量密度的方法有很多,常用流体静力称衡法。根据阿基米德原理,一个物体在流体中因受浮力的作用而减轻质量。因此,称出试样在空中的质量和在流体中的质量,在已知流体密度的情况下可计算出试样的体积,从而计算出试样的密度。

为能准确测量烧结钕铁硼永磁体的密度,建议选用准确知道密度的流体,如无水乙醇(0.989g/cm3)或蒸馏水(1.003 g/cm3)。