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技术分享：坡莫合金基本磁化曲线测试注意事项
发布时间：
2025-01-04
来源：
fe2100.com
坡莫合金如：1J76、1J79和1J85在作为磁屏蔽材料使用时，比较关心的是材料的初始磁导率ui和最大磁导率um，要测试准确这两个参数实际上并不容易。
坡莫合金如：1J76、1J79和1J85在作为磁屏蔽材料使用时，比较关心的是材料的初始磁导率ui和最大磁导率um，要测试准确这两个参数实际上并不容易。
首先硬件配置要求电流和磁通均有极高的控制分辨率和采样精度，同时还需要将样品退磁到瑞利区以下，这些虽然是大家耳熟能详的，但现有的磁测量设备未必都达到了这个要求！所有测试设备提供测试报告磁滞回线对称的，但所测试获得的ui和um存在巨大的差异。准确测试磁化曲线需要从样品退磁说起，正确的退磁操作至少需要满足两个条件：样品磁状态接近（0 ，0），每次同样操作后所测试的磁参量重复！
原始的退磁法是反向退磁法，即不断施加反向磁化场并逐渐的将磁感应强度减小到零，这种方法很费事，往往只是对大块金属材料进行退磁时才使用。如2015年我们也在瞿清昌老师的指导下，采用这种方法对掉电的特高压变压器进行退磁，就是针对近饱和回线施加反向磁场到刚过-Hc停止，以满足合闸要求。
目前广泛的退磁方法是采用交流退磁法，如工业上对开路样品的通过式退磁，测试闭路样品时进行的低频衰减幅值退磁等，它可以满足一般样品的退磁要求。磁测量设备制造企业也将后者运用到测试设备中，对样品进行测试前的自动退磁处理，但对实心的坡莫合金环并不好。磁测量设备制造企业是可以通过采用扫描法测试时磁感应上下峰值不对称或原始数据做磁滞回线上下不对称来判断，注意采用冲击法或模拟冲击法测试会掩盖退磁不好问题的存在！
采用德国玛格力REMAGRAPC-500回线仪对样品进行测试时，磁滞回线可提供两种输出模式，即采用原始数据曲线、回线和经过上下调整后的曲线或回线。测试报告中无初始磁导率ui，提供了最大磁导率um。我们在进行样品比对测量过程中，对于坡莫合金来说，实际um的差异也是很大的，这给样品溯源带来了非常大的困难！下面采用1J85实心环（外径40mm，内径32mm，厚度2mm）进行测试实验来说明存在的问题和解决办法。
1、采用设备自带程控减幅交流退磁后扫描法测试界面和对原始数据进行组图（图1，图2）：
图1 采用 FE-2100SD 程控交流减幅退磁测试采样界面
图2 对测试获得的磁化曲线和磁滞回线原始数据组图（对称调整前后）
2、采用带铁芯可变互感退磁器退磁后扫描法测试界面和对原始数据进行组图（图3，图4）：
图3 采用 FE-2100SD 程控交流减幅退磁测试采样界面
图 4 测试获得的磁化曲线和磁滞回线做对称调整前后
3、1J85两种退磁法后进行扫描法测试结果比较：
|
测试方法 |
μi(k) |
μm(k) |
Bs(T) |
Br(T) |
Hc(A/m) |
Hs(A/m) |
|
材料减幅退磁扫描 |
0.001 |
304.7 |
0.6712 |
0.2515 |
0.5013 |
79.99 |
|
退磁机扫描法第1次 |
0.001 |
286.6 |
0.6714 |
0.2514 |
0.4901 |
80 |
|
退磁机扫描法第2次 |
0.001 |
279.5 |
0.6703 |
0.2515 |
0.4911 |
80 |
4、采用带铁芯可变互感退磁器退磁后冲击法测试
图5 退磁机退磁冲击法测试基本磁化曲线和磁滞回线下降支
5、采用设备自带程控交流减幅退磁后冲击法测试
图6 交流减幅退磁冲击法测试基本磁化曲线和磁滞回线下降支
6、两种退磁法测试结果比较如下：
|
测试方法 |
μi(k) |
μm(k) |
Bs(T) |
Br(T) |
Hc(A/m) |
Hs(A/m) |
|
减幅退磁冲击法 |
45.73 |
270.8 |
0.6724 |
0.2413 |
0.4452 |
80 |
|
退磁机退磁冲击法第1次 |
45.02 |
276.9 |
0.6718 |
0.2456 |
0.4439 |
80 |
|
退磁机退磁冲击法第2次 |
44.87 |
276.2 |
0.6713 |
0.2447 |
0.4424 |
80 |
7、实验结果分析：
1）采用扫描法测试很难获得初始磁导率的正确数据，当测试H(0)对应的B值为负时，如交换次极感应应线圈会获得一个较大的ui，因初导定义在基本磁化曲线上不再研究扫描法。
2）退磁到近中性状态后，采用扫描法测试获得的um，与冲击法仍存在差异，但已经在4%的范围内；磁滞回线上参数重复性均可满足 0.3%，对称调整对Br和Hc结果的影响很小。
3）采用扫描法测试涡流阻尼影响依然很大，对应Br和Hc分别偏大约3%和10%。
4）两种退磁方法后进行冲击法测试，ui和um的差异均在3%以内，这是因为采用程控交流减幅退磁已经接近瑞利区。
5）采用退磁机退磁后再采用冲击法测试，ui 和um重复性达到0.5%，满足准确测试磁化曲线的两个条件！
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