軟磁交流磁性能測量裝置主要功能

對軟磁材料的磁特性進行測量，獲得鐵損，磁極化強度的峰值(T)，有效磁極化強度(T)，磁場強度峰值(A/m)，有效磁場強度(A/m)，剩磁，矯頑力等多項參數(shù)。 2100433B

測量頻率：3Hz-20kHz，間隔1H；磁場強度：從2A/m-30000A/m；磁化強度：J=10mT 直到 2T（B=2.2T）；磁通密度：B=10mT直到 2.2T（J=2T）。

該課題建立了一套軟磁材料交流磁特性標準設備，實現(xiàn)高頻磁性測量溯源到國家基標準。給出了樣品測量結果的不確定度分析，完成磁芯損耗測試、B-H曲線測試、磁導率測試等多參數(shù)測量。實現(xiàn)了如下參數(shù)的測量： (1) 交流磁滯曲線以及曲線對應的所有參數(shù)，包括剩磁、矯頑力、損耗、磁感應強度等。 (2) 基本磁化曲線 (3) 復數(shù)磁導率的實部和虛部。 (4) 可以實現(xiàn)五種模式下不同參數(shù)的測量。 2100433B

軟磁材料直流磁特性測量儀校準規(guī)范，編號JJF1830-2020，國家計量技術規(guī)范 。2100433B

軟磁合金種類繁多，根據(jù)組成合金的元素不同可分為電磁純鐵（工業(yè)純鐵）、鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鐵硅鋁合金及鐵鈷合金等。若以合金的磁特性不同又可分為高磁飽和合金、高磁導率合金、高矩形比合金、電工鋼、恒導磁率合金、高△B合金、耐蝕軟磁合金和熱磁補償合金等。如果按合金的內(nèi)部結構可分為結晶態(tài)軟磁合金、非晶態(tài)軟磁合金和納米晶軟磁合金。表1列出幾種主要軟磁合金的性能。

表1 幾種主要軟磁合金的磁性能

電磁純鐵碳含量低于0.04%的鐵和軟鋼，包括電工純鐵、電介鐵和羰基鐵。特點是飽和磁化強度高達2.15T，價格低廉，加工性能好等;但電阻率低，交變磁場下使用時渦流損耗大，只適于在靜態(tài)下使用。主要用于作電磁鐵心、極靴、繼電器和揚聲器的磁導體以及磁屏蔽罩等。

鐵硅合金 含硅量為0.5%～4.8%的鐵硅合金，一般以薄板形式生產(chǎn)，包括熱軋硅鋼，無取向冷軋硅鋼和取向冷軋硅鋼等。在鐵中加入硅后可消除純鐵嚴重的磁時效現(xiàn)象，隨著硅含量的增加，雖然磁飽和（飽和磁化強度）下降，但其電阻率和磁導率升高，矯頑力和渦流損耗減小，從而可擴大其在交流領域中的應用。由于價格低廉，已成為軟磁合金的主導產(chǎn)品，廣泛用于電力工業(yè)、機械電子和儀表工業(yè)作變壓器、功率放大器、電感線圈、電機的定子和轉(zhuǎn)子等。通常，將電磁純鐵和硅鋼片統(tǒng)稱為電工鋼。

鐵鋁合金鋁含量為6%～16%的鐵鋁合金，具有較好的軟磁性能，不但磁導率和電阻率高，而且硬度高、耐磨性好。但性質(zhì)較脆，難于軋制和沖壓，使用受到影響。該合金主要用于磁頭鐵心和小型變壓器、磁放大器、繼電器的鐵心等。

鐵硅鋁合金在二元鐵鋁合金中加入硅，可以使磁晶各向異性K₁和磁致伸縮λs同時趨于零，從而獲得高磁性能的鐵硅鋁軟磁合金，命名為森達斯特合金。其典型成分為含硅9.6%，含鋁5.4%，其余為鐵。它的特點是具有特高的硬度，高的磁飽和（約為1T），高磁導率和高電阻率等特性;缺點是磁性對成分的起伏非常敏感，較脆，加工性能較差。該合金主要用于音頻和視頻磁頭。

鐵鎳合金鎳含量為30%～90%的鐵鎳合金，常稱坡莫合金。在這一成分范圍內(nèi)，通過加入適量的合金化元素，并采用適當工藝，可獲得高導磁、恒導磁、恒矩磁等不同磁特性的軟磁合金。坡莫合金具有很高的塑性，可以冷軋成1μm的超薄帶，是使用領域最廣泛的一類軟磁合金。它可以用在弱磁場下作鐵芯和磁屏蔽，也可作低剩磁和恒磁導率的脈沖變壓器和電感鐵心，還可作高矩形比合金、熱磁補償合金及磁致伸縮合金等。其缺點是價格昂貴，在特高頻的磁場下使用時損耗較大。

鐵鈷合金鈷含量為27%～51%的鐵鈷合金，具有最高的飽和磁化強度，如35Co-Fe合金的飽和磁感應強度達到2.43T，比電磁純鐵的高13%。二元鐵鈷合金的力學性能不好，電阻率低，加入適量的鉻、釩可改善加工性能，最適合作高飽和磁感材料和高性能軟磁材料，主要用于極靴、電機轉(zhuǎn)子和定子、變壓器鐵心等。

非晶態(tài)軟磁合金一種無長程序、無結晶粒的合金，又稱無定形金屬或金屬玻璃。具有軟磁特性的非晶態(tài)合金的磁導率高、矯頑力小、對應力不敏感，且有耐蝕和高強度的特點。此外，其電阻率較高，可用于高頻。缺點是它在一個較低的溫度下會發(fā)生晶化，而且在更低的溫度下會發(fā)生結構弛豫，使磁性發(fā)生變化，因此工作溫度不宜過高，不宜超過100～150℃。非晶態(tài)軟磁合金主要有兩類：即金屬-類金屬型和金屬-金屬型。前者應用較多，它又分為鈷基、鐵基和鐵鎳基3類。非晶態(tài)軟磁合金具有不同類型的磁特性，可取代其他軟磁材料之用。

超微晶軟磁合金80年代以來新發(fā)現(xiàn)的一種軟磁合金。由小于50nm左右的結晶相和非晶態(tài)的晶界相組成，具有比晶態(tài)和非晶態(tài)合金更好的綜合磁性能，不僅磁導率高、矯頑力低、損耗小，且飽和磁感高、穩(wěn)定性好。如鐵基超微晶合金，主要有FeCuNbSiB和FeZrB兩種，與高鎳的坡莫合金一樣，可采用不同熱處理工藝獲得不同的磁性能。