很多读者留言给懂磁帝说磁滞回曲线复杂看不明白,退磁曲线、内禀曲线、磁能积曲线容易搞混。这些实操中容易产生问题,其实是因为没有搞明白磁性能的一些基本概念,今天懂磁帝就结合
硬磁性材料,如钕铁硼强磁,有两个显著特征,一是在外磁场作用下能被强烈磁化,另一个是磁滞,即撤走外磁场后硬磁材料仍保留磁化状态,下图为硬磁材料的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。
起始磁化曲线表示磁化之前硬磁物质处于磁中性状态,即B=H=0,当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段Oa所示,继之B随H迅速增长,如ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至Hm时,B到达饱和值Bm,这条红色曲线称为起始磁化曲线。
当磁场从Hs逐渐减小至零,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线”点,而是沿另一条新的曲线Sr下降,比较线段OS和Sr可知,H减小B相应也减小,但B的变化滞后于H的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H=0时,B不为零,而保留剩磁Br。
当磁场反向从O逐渐变至-Hc时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,Hc称为矫顽力,它的大小反映磁性材料保持剩磁状态的能力,紫色线段称为退磁曲线。
对同一铁磁材料以不同的磁场强度H分别进行多次反复磁化,可得到多个大小不等的磁滞回线,如下图。将各磁滞回线的顶点连接起来,所得到的一条曲线称为基本磁化曲线或平均磁化曲线。基本磁化曲线和起始磁化曲线不是一条线,但二者差别不大,直流磁路计算时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线。
永磁材料在外磁场作用下被磁化后产生的内在磁感应强度,称为内禀磁感应强度Bi,又称磁极化强度J。描述内禀磁感应强度Bi(J)与磁场强度H关系的曲线是F反映永磁材料内在磁性能的曲线,称为内禀退磁曲线,简称内禀曲线。
永磁材料磁滞回曲线的形状和特征可用若干参数表示,在实际应用中可根据这些参数在数量上的差异对磁材进行分类,并决定他们的用途,这些参数也是磁路设计中的主要依据。
在磁性材料磁化过程中,使其感应强度B达到饱和值Bm的磁场强度称为饱和磁场强度Hm。磁材在充磁时应完全磁化,即充磁磁场强度H应达到Hm值,才能得到最大可能磁化的退磁曲线。这样的退磁曲线最稳定,能够展现出材料的最优磁性能。若充磁磁场强度H低于Hm值,则将有不同形状的磁滞曲线,其退磁曲线会不稳定,磁铁表现出的磁性能也较低。
磁滞回曲线与纵坐标轴的交点,即退磁曲线的起始点的B值,叫做剩余磁感应强度,简称剩磁,用Br表示。它是磁性材料在去除外磁场后,磁铁中的磁感应强度值。
在负向磁场作用下,磁铁中的磁感应强度B随着退磁磁场的增大而减弱。使磁铁中磁感应强度B达到零所需的去磁磁场强度,称为磁感矫顽力,简称矫顽力,用Hc或Hcb表示。
起始磁化曲线与磁滞回曲线上的任意一点的斜率,即任意一点上B和H的增量之比,叫做磁导率,它随运行点的不同而变化。软磁材料的磁导率很大,而永磁材料/硬磁材料的磁导率较小。
永磁体的退磁曲线上任意一点的磁通密度/磁感应强度B与磁场强度H的乘积,称为磁能积BH,它的大小与该磁体在给定工作状态下所具有的磁能密度成正比。磁能积与磁感应强度B的关系曲线叫做磁能积曲线,它是以永磁体退磁曲线上各点B和H值乘积为横坐标,磁通密度B为纵坐标求得的曲线。
如果将开路磁铁置于磁场中,则检测线圈在样品外一定距离处感应的磁通量可视为外部磁化场和样品引起的扰动之和。
振动样品磁强计简介:振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)是适用于各种磁性材料(磁性粉末、超导材料、磁性薄膜、各向异性材料、磁记录材料、块状、单晶和液体等材料)的测量。可完成磁滞回线、起始磁化曲线、退磁曲线及温度特性曲线、IRM和DCD曲线的测量,具有测量简单、快速和界面友好等特点。
VSM是振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer, 简称:VSM)它的主要功能是测量材料的磁性,常见于各种铁磁、亚铁磁、反铁磁、顺磁和抗磁材料的中。
振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)是测量磁性材料磁性能的重要仪器,其特点是灵敏度高、测试样品小(较小的样品在磁场中被磁化后可近似为一个磁矩为m的磁偶极子)。
预热:测量之前应打开振动样品磁强计,振动头设置为“On”状态,预热2小时以上
磁性是在自然界所有物质中广泛存在的一种物理性质。任何物质放在磁场H中,都会或多或少地被磁化。通常用磁极化强度J或磁化强度M(J、M为单位体积内的磁矩,J=μ0M)表示磁化状态,即磁化的方向和磁化程度的大小。M=χH,χ为磁化率。磁感应强度B=J+μ0H或B=μ0(M+ H)。依据χ的正负和大小,物质磁性体可以分为抗磁性,顺磁性,铁磁性,反铁磁性,亚铁磁性和磁性玻璃等。
自从铁电现象被发现以来,铁电材料的极化电场滞后现象已经得到了广泛的研究。
如果将一个开路磁体置于磁场中,则此样品外一定距离的探测线圈感应到的磁通可被视作外磁化场及由该样品带来的扰动之和。
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