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材料的矫顽力和什么因素有关

材料的矫顽力和什么因素有关 迪外乐普科技
2024-07-10
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导读:矫顽力(coercive force)是衡量磁性材料抵抗退磁能力的一个重要物理量,它的大小受多种因素的影响,主

矫顽力(coercive force)是衡量磁性材料抵抗退磁能力的一个重要物理量,它的大小受多种因素的影响,主要包括以下几个方面:

一、材料本身的性质

矫顽力不仅与铁磁质的性质有关,还依赖于铁磁质原先的磁化强度。不同的磁性材料,其矫顽力会有显著差异。例如,在制造变压器的铁芯或电磁铁时,需要选择矫顽力小的材料(如软铁、硅钢等),以使电流切断后尽快消失磁性;而在制造永磁体时,则需要选择矫顽力大的材料(如铝镍钴等),以求尽可能保存磁性,不使其消失。

二、晶粒尺寸

在磁学性能中,矫顽力的大小受晶粒尺寸变化的影响最为强烈。对于常规磁性材料而言,晶粒直径越小,矫顽力越大,一般成Hc 1/D的关系(D为晶粒直径)。这是因为晶粒越小,相同体积内的材料含有的晶界数目越多,而晶界是畴壁位移所受阻力来源之一,晶界越多,畴壁位移过程将受到更多的阻力,从而导致矫顽力增大。然而,对于纳米晶材料,情况则有所不同。根据随机各向异性理论,纳米晶材料的等效磁晶各向异性常数与晶粒尺寸有关,晶粒越小,矫顽力反而越小。

三、缺陷与杂质

缺陷(如晶格不完整性、位错、非磁性掺杂、磁矩与基体不同的弥散脱溶物等)和杂质对矫顽力也有显著影响。缺陷和杂质的存在会改变材料的磁弹性能、弥散场能以及交换能和磁晶各向异性能,从而影响畴壁的运动和磁化过程。一般来说,缺陷和杂质越多,反磁化核越容易形成,但同时也会作为钉扎畴壁的中心,使得畴壁运动受阻,从而增加矫顽力。不过,这种影响是复杂的,具体取决于缺陷和杂质的种类、尺寸和分布等因素。

四、内应力

内应力也是影响矫顽力的重要因素之一。内应力的存在会改变材料的磁畴结构和磁化过程,从而影响矫顽力的大小。对于内应力不易消除的材料,应着重考虑降低磁致伸缩系数等方法来减小其对矫顽力的影响。

五、温度

温度对矫顽力也有一定影响。一般来说,随着温度的升高,材料的磁畴运动会变得更加容易,从而导致矫顽力降低。不过,这种影响在不同的材料和温度范围内可能会有所不同。

综上所述,矫顽力的大小受多种因素的共同影响。在实际应用中,需要根据具体的需求和材料特性来选择合适的材料和工艺条件以获得所需的矫顽力性能。


西安迪外乐普科技有限公司研发的RJC软磁材料矫顽力测量系统采用工控机为主控设备,采用开磁路方式测量矫顽力,自动绘制出被测量零部件的相对磁滞回线,给出矫顽力值Hc和表面剩余磁感应强度Br。该系统不仅可以测量标准样品,而且能够以标准样品为参考值,测量非标样品,如产品中的异形零部件。测量系统具有可靠性高、重复性好、测量速度快、抗干扰能力强、灵敏度高(灵敏度比磁通门磁强计高两个数量级)、数据便于存储、测量结果显示直观等的优点,是电能表和继电器生产厂家、电工纯铁、低碳钢生产厂家、热处理厂家以及军工企业测量软磁材料零部件矫顽力的理想设备。



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西安迪外乐普科技有限公司致力于电磁学相关测量研究,具有高精度矫顽力测试仪等成熟产品,广受用户好评。
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