硅钢带磁感强度测试 涂层厚度检测

硅钢带磁感强度测试

磁感强度是衡量硅钢磁性能的核心参数，它表示在给定外磁场（H）作用下，材料内部能够达到的磁感应强度（B）。高磁感意味着在相同励磁下能产生更强的磁场，从而降低铁损、提高能效。

1. 核心测试标准

• ： IEC 60404-2, ASTM A343/A343M

• 中国国家标准： GB/T 3655、GB/T 13789

2. 测试原理

测试通常在爱泼斯坦方圈 或单片磁导计 上进行。基本原理是电磁感应法。

• 爱泼斯坦方圈： 将条状硅钢样品叠装成一个正方形的磁路，初级线圈通入交流电流产生交变磁场（H），次级线圈感应出与磁通变化率成正比的电压。

• 单片磁导计： 直接对一整张硅钢片进行测试，更适合在线或快速检测。

通过测量初级线圈的电流（换算成磁场强度H）和次级线圈的感应电压（通过积分换算成磁感应强度B），即可绘制出材料的磁化曲线（B-H曲线）。

3. 关键测试参数

磁感强度通常在一个标准化的磁场强度下进行测量和报告：

• B8000： 在磁场强度为8000 A/m时的磁感强度。这是衡量取向硅钢性能的关键指标，高性能取向硅钢的B8000可达1.85T以上。

• B5000： 在磁场强度为5000 A/m时的磁感强度。

• B2500, B1000...： 用于评估不同磁场强度下的磁性能，对无取向硅钢尤为重要。

4. 测试流程简介（以爱泼斯坦方圈为例）

1. 取样： 沿硅钢带的轧制方向和垂直于轧制方向裁剪规定尺寸的条状试样。

2. 称重： 称量试样的质量。

3. 组装： 将试样条插入爱泼斯坦方圈的四个线圈骨架中，形成闭合磁路。

4. 连接仪器： 将方圈与专用的硅钢磁性能测试系统（如Brockhaus Messtechnik等品牌）连接。

5. 测试： 设定测试频率（如50Hz）、磁极化强度峰值（如1.5T，用于测铁损）或磁场强度峰值（如8000A/m，用于测磁感），启动测试。

6. 数据读取： 系统自动计算并显示特定磁场强度下的磁感强度值（如B8000）和铁损值（如P1.5/50）。

5. 影响因素

• 化学成分： 硅、铝含量。

• 晶体结构： 取向硅钢的戈斯织构({110}<001>)完善度。

• 内应力： 加工应力会严重劣化磁性能。

• 表面涂层： 涂层产生的张力可以改善磁性能。

硅钢带涂层厚度检测

硅钢表面的涂层（绝缘涂层）主要起绝缘、防锈、耐腐蚀和改善冲片性能的作用。涂层厚度直接影响绝缘电阻、层间电阻、防锈能力以及铁芯的叠装系数。

1. 核心测试标准

• ： IEC 60404-11

• 中国国家标准： GB/T 2522

2. 测试方法

涂层厚度检测分为破坏性和非破坏性两大类。

1. 涡流法

• 原理： 利用探头产生的高频电磁场在涂层下方的金属基体中感应出涡流，涡流效应又会反作用于探头，其变化与涂层厚度有关。仪器通过校准，可直接读出厚度值。

• 优点： 快速、无损、便携、可在线检测。

• 注意事项： 对基材的电导率、曲率敏感，需要在使用前用标准片进行校准。这是Zui常用的在线和离线检测方法。

2. β射线背散射法

• 原理： 测量β射线照射到样品上后的背散射强度，其强度与涂层的单位面积质量（面密度）有关。通过已知涂层的密度，可以换算成厚度。

• 优点： 精度高，测量的是单位面积质量，更直接。

• 缺点： 涉及放射源，需要特殊许可和安全防护，通常用于实验室。

1. 金相显微镜法

• 原理： 截取样品，进行镶嵌、抛光和适当的腐蚀，制成金相试样。在显微镜下直接观察并测量涂层的横截面厚度。

• 优点： Zui直观、Zui准确，是仲裁性方法。

• 缺点： 破坏样品，制样复杂，耗时。

2. 溶解称重法

• 原理： 测量一个已知面积的样品在溶解掉涂层前后的质量差，计算出涂层的单位面积质量。

• 优点： 结果，是测量涂层面密度的基准方法。

• 缺点： 破坏样品，操作繁琐，需要使用化学试剂。

3. 测试流程简介（以涡流法为例）

1. 校准： 使用已知厚度的标准片（通常是已知涂层厚度的硅钢标准片或无涂层的基片加上塑料标准膜）对涡流测厚仪进行零点和大小的校准。

2. 清洁表面： 确保被测硅钢表面清洁、无油污、灰尘。

3. 测量： 将探头垂直且平稳地压在待测表面，待读数稳定后记录数值。

4. 多点测量： 在样品的不同位置（如中心、边缘）进行多次测量，取平均值作为Zui终结果，以评估涂层的均匀性。

4. 影响因素

• 基材性质： 电导率、磁导率（对于磁性基体，需要使用专门的磁性探头或Fe探头）。

• 表面粗糙度： 粗糙的表面会影响测量精度。

• 涂层均匀性： 测量点的选择会影响结果。

• 曲率： 测量弯曲表面时需要特殊探头或修正。