一、概述
矫顽力体现了磁性材料的抗退磁能力和磁稳定性特性。当一个磁性材料被外磁场磁化至饱和后,即使外磁场减弱甚至消失,材料仍能保持一定程度的剩磁。要消除这部分剩磁,就需要施加一个与饱和磁化方向相反的磁场,这个反转磁场的最小值即为矫顽力。因此,矫顽力高的材料,其磁化状态很难改变;而矫顽力低的材料则容易被磁化和去磁。我们通常将具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料称为软磁,将具有高矫顽力和高剩磁的磁性材料称为硬磁。这里我们主要介绍软磁材料矫顽力测量方法。
图1 测试零件
二、几种测量矫顽力的方法
1、退磁曲线法:这种测试方法适用于规则形状样品,如圆环,规则棒状等。其测试步骤大致如下:
(1)饱和磁化:将样品磁化到一定程度但不必饱和。
(2)反向退磁:逐步减小磁场,记录B-H曲线,直到B几乎为零。
(3)获取矫顽力结果:退磁曲线上首次出现正向磁化的点对应的磁场即为矫顽力。
2、开路螺线管法:较适用于软磁合金及各种软磁零件。其测试步骤大致如下:
(1)饱和磁化:将试样置于螺线管中,并施加一个足够强的直流磁场,使试样达到饱和磁化状态。
(2)撤销磁场:在试样达到饱和磁化后,迅速撤去外磁场。此时,试样会保留一定的剩余磁化强度。
(3)反向退磁并获取矫顽力结果:在快速去磁后,剩磁强度开始下降,通过测量这个过程中外加磁场与剩磁的关系,找到剩磁刚好降为零时对应的磁场强度,即为矫顽力Hc。
三、影响测试结果的因素
在测试过程中,以下几点将会对测试结果造成干扰:
1、外加磁化场大小;例如,同一个样品在30000A/m和50000A/m外加磁化场下开始退磁,其测得的矫顽力值大小可能会有不同,即在外加磁化场不能使得样品达到其充分的磁化饱和状态情况下,外部磁化场越大测得的矫顽力值越大。
2、温度,电磁干扰、振动、磁场杂散射等环境因素;在测试环境中,尤其是在非理想条件下,可能存在杂散磁场,这些磁场可能是由附近电器设备、不完善的磁屏蔽或测试设备本身的磁场泄露产生的。杂散磁场的随机性和不稳定性会引入额外的磁场分量,干扰磁滞回线的测量,使得矫顽力的确定变得复杂且不准确。
3、充分磁化;这里的充分磁化并不是指磁化至完全饱和状态,而是表示使得样品充分磁化至外加磁化场大小。磁性材料在外部磁场的作用下,其内部磁矩逐步对齐,导致材料的磁化强度增加。但是,这一过程并非瞬间完成,尤其是在高矫顽力的材料中,磁矩的完全对齐需要时间。保持外加磁场一段时间,可以让更多的磁矩按照外场方向排列,直到材料达到或接近其最大磁化状态,即饱和磁化。
四、CX系列矫顽力测量仪简介
CX系列矫顽力测量仪符合GB/T3656、GB/T13888和IEC 60404-7等标准要求,可用于电磁阀,继电器等零件和电磁纯铁(DT4系列)、导磁不锈钢(马氏体、铁素体等)等磁性材料矫顽力的测试。测试样品形状包括:条状、片状、棒状等各类异型样品。有多个产品配置可供选择,激励磁场从30KA/m到最高400KA/m,测量样品的范围由0至50000 A/m。测试结果可以对标日本东北钢铁保磁力计K-HC1000,德国霍释特FOERST 1.097 HCJ矫顽磁力测量系统等进口产品。
图2 CX系列上位机测试结果
联众磁学自研相关产品: CX系列矫顽力测量仪