軟磁鐵氧體材料參數(shù)測量方法和技巧

軟磁鐵氧體材料參數(shù)測量方法和技巧崔錦華;郝利軍;王遠【期刊名稱】《《陶瓷》》【年(卷)，期】2011(000)005【總頁數(shù)】2頁(P23-24)【關鍵詞】測量方法;起始磁導率;溫度因數(shù);比損耗;密度【作者】崔錦華;郝利軍;王遠【作者單位】陜西金山電器有限公司陜西咸陽712000;咸陽陶瓷研究設計院陜西咸陽712000【正文語種】中文【中圖分類】TM277起始磁導率、溫度因數(shù)、比損耗、居里溫度是磁性材料最重要的磁性能參數(shù)之一。磁性材料在制備以及應用中經(jīng)常需要快速、準確地對其進行測量，以達到指導生產(chǎn)、控制質(zhì)量、提高效率的目的。筆者從生產(chǎn)、科研的實用性出發(fā)，著重說明了磁性材料常用基本參數(shù)的測量原理、測試方法和步驟、測試結(jié)果分析及實驗操作中應該注意的測試技巧。在規(guī)定條件下，鐵氧體材料磁化曲線起始點處磁導率的極限值稱為起始磁導率式中，H和B為交變磁場的峰值外0=4nx10-7H/m。樣品的形狀和尺寸。樣品的形狀為環(huán)形，尺寸為R10~R36，測試時的繞制匝數(shù)通常是20匝，繞制導線的直徑為0.35mm。2） 測試環(huán)境的溫度。在無特殊規(guī)定的前提下，測試環(huán)境溫度為25C3） 測試頻率為f<10kHzo4） 測試用磁通密度波形為正弦波，B<0.25mT。5） 測試前的處理。在進行電磁性能測試前應將樣品退磁，退磁的方法可以選擇交流退磁或熱退磁。1） 首先要對測量S儀器與設備進行校正，使其保持有足夠的精確度。2） 近年來由于電感測量儀已經(jīng)數(shù)字化，且準確度較高，為0.01%~1%，所以被廣泛應用。通常選用可以調(diào)節(jié)測試電壓的電感測試儀，滿足B<0.25mT的要求。3） 常用的測試儀表有HP4274ALCR測量儀、HP4275ALCR測量儀等低頻測試儀呂言。測量S的方法很多，有電壓電流法、電橋法、電感測試法等。隨著數(shù)字化儀表的快速發(fā)展，電感測試法幾乎取代了其他的方法，被人們廣泛地應用，其測量公式為：公式（2）中C1=Le/Ae（m-1）式中：Le——樣環(huán)的有效磁路長度；Ae——樣環(huán)的有效截面積；N——測試線圈的匝數(shù)；L——電感的單位，H1） 在整個測試過程中，必須保護樣品使其不受機械沖擊、振動以及磁的干擾。2） 測試值會因樣品的幾何尺寸、測試頻率、機械應力、磁場強度、溫度等變化而變化，因此必須正確地設定這些參數(shù)。3） 測量前樣品應該保持中性，可以用交流退磁法或熱退磁法給樣品退磁。4） 樣品上應纏一層絕緣帶，在絕緣帶上面均勻地纏繞一層絕緣導線。5） 一定要滿足B<0.25mT,并保證測試線圈上的電壓U=4.44NfAeB，通常測試的線圈N的匝數(shù)為20匝。6） 由2個以上元件組成的樣品組件，必須注意磁芯間的接觸面是否緊固。7） 測試頻率應盡可能地控制在低端，以避免線圈電容對測量值的影響。通常都要求即使以2倍的值也不會引起測量值可以忽略不計的變化。8） 磁通密度或外加磁場，也應控制在足夠低的范圍內(nèi)。1） 測量原理。溫度因數(shù)是磁性材料主要的溫度特性參數(shù)之一，按GB9632—88標準第9條規(guī)定的實驗方法進行測量，其計算公式為：式中：的——溫度在0時的電感量；Lref 溫度是0ref時的電感量；0——一般為55°C;0ref——般為25C。2） 測量儀器設備。電感測量儀與起始磁導率測量相同，控制溫度的箱體可以按GB9632—88標準第9條選定。將繞有線圈的樣品環(huán)放入控溫箱中，至少做2個溫度沖擊循環(huán)來穩(wěn)定樣品。通常溫度循環(huán)的條件是：從低溫（25C）到高溫（55C）,再從高溫（55C）到低溫（25C）為一個循環(huán)周期。循環(huán)時控溫箱溫度變化的速率為1C/min。兩次穩(wěn)定循環(huán)后，分別在規(guī)定的溫度下測試電感量L0、Lref,測試前的保溫時間＞30min。1） 溫度系數(shù)測試時1.3中的測試技巧都適用。2） 必須對測試溫度、測試溫度下的穩(wěn)定時間、各測試溫度間的溫度變化速率以及溫度程序調(diào)節(jié)的細節(jié)進行規(guī)定。3） 在測試的溫度范圍內(nèi)，材料環(huán)的電感量必須是單調(diào)變化。4） 放入控溫箱的樣品環(huán)的引出線應盡量短，這樣可使引出線引起的電感忽略不計，否則應該補償連接導線引起的電感，從而減少測量誤差。5） 測試溫度應選擇接近實際狀態(tài)的溫度。磁性材料的磁特性因溫度的變化而變化，當溫度上升到一定程度時，磁性材料就由鐵磁狀態(tài)或亞鐵磁狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾艩顟B(tài)，這個轉(zhuǎn)變溫度就稱為居里溫度，用0C表示。首先，應注意對電阻率低于10-3Qm的樣品，在測試時須纏繞上耐高溫的絕緣帶或者涂上耐熱性絕緣涂料。測定飽和磁化強度與溫度的關系曲線以及起始磁導率pi與溫度0的關系曲線都可以確定居里溫度。通常最常用的方法是pi-0曲線法。把測試樣品放入控溫箱中，并將纏繞著絕緣帶的樣品連接到測試儀表一電感測試儀測試，從室溫開始，測量出不同溫度所對應的電感量L,繪制出pi-0曲線，在溫度下降部分求出最大值的80%的點與20%的點的連線的延長線與pi=1的直線的交點一次，作為居里溫度。測試時的連接導線應盡量短。樣品測試時線圈中的磁通密度B<0.25mTo在測試的過程中應緩慢升高溫度，升溫速度<1°C/min。溫度的精度應保持在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。液體中的樣品，由于受到與樣品同體積液體的重量相等的浮力作用，在空氣中稱量，由這些值和液體的密度便可求出樣品的密度。充分干燥樣品后，稱重，讀到4位數(shù)(W1)。把樣品浸入熔融石蠟中，經(jīng)過充分浸漬后取出，徹底去掉附著在表面上的石蠟。稱量浸過石蠟的樣品，讀到4位數(shù)(W2)。用吊線把樣品吊在水中，稱量吊在水中的樣品，讀到4位數(shù)(W3)。在水中稱量吊線，讀到4位數(shù)(W4)。按下式求出密度為d=W1?S/(W2-(W3-W4))式中：d 密度，(kg/m3);W1——樣品在空氣中的質(zhì)量，kg;W2——含浸石蠟樣品在空氣中的質(zhì)量，kg;W3——含浸石蠟樣品在水中的質(zhì)量，kg;W4——吊線在水中的質(zhì)量，kg;S 水的密度，kg/m3。為吊住樣品，吊線需有足夠的強度。因吊線在水中發(fā)生體積變化引起的誤差可以忽略不計。在水中測量時，水中應沒有氣泡。軟磁鐵氧體材料性能測試是軟磁鐵氧體材料研究、開發(fā)、生產(chǎn)及應用過程中的重要環(huán)節(jié)，筆者著重介紹了幾種常見參數(shù)的測試方法和技巧，希望能對磁性材料的