金属材料矫顽（磁）力检测 磁饱和（MS）检测

金属材料矫顽（磁）力检测与磁饱和（MS）检测

一、矫顽（磁）力检测

1. 定义与意义

矫顽力（Hc）是材料抵抗外加磁场消除剩磁的能力，单位为安/米（A/m）或奥斯特（Oe）。它是判定材料磁性能（软磁/硬磁）的关键参数：

硬磁材料（如永磁体）：矫顽力高（>10⁴ A/m），剩磁难消除，适合制作磁铁。

软磁材料（如硅钢片）：矫顽力低（<10³ A/m），剩磁易消除，适合变压器、电机铁芯。

2. 检测方法

静态磁滞回线法：

原理：通过施加正向和反向磁场，绘制磁滞回线，直接读取矫顽力。

应用：工业中Zui常用，适用于标准样品（如圆柱、圆环）。

振动样品磁强计法（VSM）：

原理：利用样品振动产生的感应电动势测量磁矩，计算矫顽力。

优势：测量速度快、精度高，适用于微小样品。

脉冲磁场法：

原理：施加短暂强脉冲磁场实现磁化反转，测量矫顽力。

应用：高矫顽力材料测试，极端条件下性能评估。

便携式电磁检测仪（如CFT-1）：

原理：通过矫顽力数值反映材料微观结构，评估热处理质量、老化疲劳等级。

优势：无需清洗打磨，可提离测量（Zui大6毫米），平均速度3.5秒/次，测量深度30毫米。

3. 检测流程

样品准备：加工为标准形状（如圆柱、圆环），确保表面平整无应力。

仪器校准：使用标准样品（如钕铁硼标样）校准设备。

磁化与退磁：施加饱和磁场后反向退磁，记录B-H曲线。

数据读取：在B-H曲线上找到B=0对应的反向磁场强度，即为矫顽力。

结果验证：重复测试2-3次，取平均值。

4. 影响因素

材料应力：加工残留应力会导致矫顽力偏大，需退火消除。

样品尺寸：过小或形状不规则可能导致磁场分布不均。

磁场饱和程度：未达到饱和磁化时，测得的矫顽力会偏低。

环境温度：温度升高会降低永磁材料矫顽力，需在标准温度（20±5℃）下测试。

5. 常用标准

：IEC 60404-4（永磁材料）、IEC 60404-6（软磁材料交流性能）。

国家标准：GB/T 13560（永磁铁氧体）、GB/T 3217（永磁材料矫顽力）。

二、磁饱和（MS）检测

1. 定义与意义

磁饱和（Ms）是材料在强磁场中达到的Zui大磁化强度，单位为特斯拉（T）或高斯（Gs）。它反映材料中可磁化粘结相（如钴、镍、铁）的总量，用于：

硬质合金质量评估：间接测量碳含量，判定粉体材料质量。

磁性物质含量测定：确定产品中钴、镍、铁等磁性物质的含量范围。

2. 检测方法

磁饱和感应测定法（GB/T 23369-2009）：

原理：将试样置于稳定磁场中，通过感应线圈测量磁化产生的感应电流，计算磁饱和。

应用：硬质合金粉末材料和烧结制品的无损检测。

螺线管法：

原理：利用螺线管产生强磁场（>200kA/m），使样品趋于饱和，测量磁矩。

优势：适用于大尺寸样品，磁场均匀性可控。

电磁铁法：

原理：通过电磁铁提供磁化外场，配合磁矩测试线圈测量磁饱和。

优势：可提供完整的M-H磁滞回线，直观显示磁性能。

3. 检测流程

样品准备：烧结固熔体、非烧结粉末生坯或压缩粉末，长轴线与磁场垂直。

磁场施加：使用直流线圈或磁铁产生稳定磁场。

感应测量：通过感应线圈或磁矩测试线圈测量磁化产生的电流或磁矩。

数据计算：将测量值与标准参考物质比较，计算磁饱和相对百分比。

结果报告：以特斯拉立方米每千克（T·m³/kg）或相对百分比为单位。

4. 影响因素

样品尺寸与形状：形状因子影响磁场分布，小试样或低磁性粘结相浓度样品可能无法检测。

粘结相成分：钴、镍、铁等磁性物质的含量和分布影响磁饱和。

碳含量：硬质合金中碳含量影响磁性粘结相的相对含量。

测量方法：不同方法（螺线管法、电磁铁法）的磁场均匀性和强度差异可能导致结果偏差。

5. 常用标准

：IEC 60404-7（磁性材料矫顽力）、IEC 60404-14（饱和磁极化强度）。

国家标准：GB/T 23369-2009（硬质合金磁饱和测定）。