棒狀軟磁材料磁特性測試方法的研究

為用棒狀樣品檢驗軟磁材料的磁性能參數(shù)而不考慮退磁場的影響，目前唯壹的標準測量方法是磁導計法。在磁導計法中（參考標準IEC 60404-4:2000、GB 13012-2008），樣品通過與其兩端緊密接觸的軟磁材料做的磁軛構成閉合磁路，而被繞在磁軛（B類磁導計法）或樣品上（A類磁導計法）的通電流繞組進行磁化，樣品的磁感應強度或磁化強度是用套在其上的線圈中感生電動勢的積分用磁通計測量的。這樣，原來開路條狀樣品中的退磁場，由于其兩端的磁極的作用被在磁軛中感生的反號磁極抵消了大部分，致使退磁場的復雜影響忽略不計。與磁化繞組均勻繞在樣品上的環(huán)樣測磁相比，用磁導計可把*大磁場加大多倍，但是磁軛的有限磁阻以及在樣品兩端鄰域復雜的磁極分布未被考慮，仍將導致磁場沿樣品長度的不均勻，同時不能用磁化電流，繞組匝數(shù)和磁路長準確計算磁場。這樣，磁場的均勻性和測量成了各種磁導計設計中的主要問題[1,2]。

雖然目前所有配置了磁導計做軟磁材料開路樣品測量的設備都應該具有校準過的磁通計和磁場線圈，但多數(shù)仍然存在磁場測量不確定的問題[3]。與此相關，每當發(fā)現(xiàn)同一樣品有不同廠家生產(chǎn)的磁導計測量的結果極為不同時，總用磁通準確度、電流準確度和標定線圈的準確度去說服用戶，實際上磁導計本身可能存在的內稟誤差往往被忽略，甚至沒有人去關注。在無法判斷結果是否準確時，不得不依靠單位之間的協(xié)商確定一個標準來統(tǒng)一數(shù)據(jù)。顯然，這種人為確定的標準是缺乏科學根據(jù)，因而至今不存在大家認可的國際標準和國家標準[4]。

原則上，棒狀樣品的真實磁性是可以用磁通計法測量的，即：只要樣品很長并在更長的通電流螺線管中磁化。在這種情況下，樣品中心的退磁場可以小到被忽略，磁場H才可以被由電流算出的外加場Ha**代替。但是這種方法從來未被用過，因為被測出的性能隨樣品長度增大而趨于真實磁性的速度非常慢，螺線管的加長又要伴隨著所施加功率的成比例增大，制備樣品和測試也很困難。

由華鳴儀器公司特聘磁測量杰出專家陳篤行教授主持經(jīng)過近一年的研究，我公司發(fā)明了一種棒狀軟磁材料標準樣品測定方法和測試裝置。即通過對有限長度的棒狀鐵磁樣品在螺線管中的測量，對獲得的原始MH曲線上每點進行以微分磁化率為退磁因子的退磁修正，便可以獲得真實的磁化強度對磁場的關系曲線，這時候才可以通過考核磁通準確度、電流準確度和標定線圈的準確度來解釋。并可將測試后獲得的具有準確磁性的長樣品，無可爭議的用作上等標準樣品，或將此樣品截短獲得二級標準樣品所使用。同時將滿足磁導計法測量結果的正誤鑒定，以改進磁導計法測試的標準規(guī)范，有了可參考的這種標準樣品，目前嚴重存在的軟磁棒樣磁性測量結果不一致問題，便可逐步得到解決。

該項目研究相關內容已經(jīng)申報發(fā)明磚利“鐵磁圓柱直流磁性能標準樣品測定方法、磁導計校正方法”一項，發(fā)表JMMM論文一篇，摘要錄入第十七屆國內磁學和磁性材料會議論文集一項并進行大會交流；還有兩篇論文（中、英文刊物各投一篇）已經(jīng)通過審核。特別是**篇英文論文，將B類磁導計測試法和螺線管磁通計退磁修正法在測試圓柱形棒狀樣品時達到上乘統(tǒng)一獲得國際磁測量專家的好評，稱贊解決了軟磁材料測量中一個長期懸而未決的問題，論文強烈推薦發(fā)表，并評價它將對軟磁材料開路測量獲得真實的M(H)磁特性曲線做出了寶貴的貢獻，其影響將是深遠的！