1. 轴向通电法
(1) 轴向通电法是将工件夹于探伤机的两磁化夹头之间，使电流从被检工件上直接流过，在工件的表面和内部产生一个闭合的周向磁场，用于检查与磁场方向垂直、与电流方向平行的纵向缺陷。如右图所示，是最常用的磁化方法之一。
图3-12 轴向通电法图3-13 夹钳通电法
将磁化电流沿工件轴向通过的磁化方法称为轴向通电法，简称通电法；电流垂直于工件轴向通过的方法，称为直角通电法；若工件不便于夹持在探伤机两夹头之间时，可采用夹钳通电法，如图3-14所示，此法不适用大电流磁化。
(2) 轴向通电法和触头法产生打火烧伤的原因是：
①工件与两磁化夹头接触部位有铁锈、氧化皮及脏物；②磁化电流过大；③夹持压力不足；④在磁化夹头通电时夹持或松开工件。
(3) 预防打火烧伤的措施是：
①清除掉与电极接触部位的铁锈、油漆和非导电覆盖层；②必要时应在电极上安装接触垫，如铅垫或铜编织垫，应当注意，铅蒸汽是有害的，使用时应注意通风，铜编织物仅适用于冶金上允许的场合；③磁化电流应在夹持压力足够时接通；④必须在磁化电流断电时夹持或松开工件；⑤用合适的磁化电流磁化。
(4) 轴向通电法的优点、缺点和适用范围
轴向通电法的优点：
①无论简单或复杂工件，一次或数次通电都能方便地磁化；②在整个电流通路的周围产生周向磁场，磁场基本上都集中在工件的表面和近表面；③两
端通电，即可对工件全长进行磁化，所需电流值与长度无关；④ 磁化规范容易计算；⑤ 工件端头无磁极，不会产生退磁场；⑥ 用大电流可在短时间内进行大面积磁化；⑦ 工艺方法简单，检测效率高；⑧ 有较高的检测灵敏度。 轴向通电法的缺点：
① 接触不良会产生电弧烧伤工件；② 不能检测空心工件内表面的不连续性；③ 夹持细长工件时，容易使工件变形。
轴向通电法适用于：
承压设备实心和空心工件的焊缝、机加工件、轴类、管子、铸钢件和锻钢件的磁粉检测。
2.中心导体法
(1) 中心导体法是将导体穿入空心工件的孔
中，并置于孔的中心，电流从导体上通过，形成周
向磁场。所以又叫电流贯通法、穿棒法和芯棒法。
由于是感应磁化，可用于检查空心工件内、外表面与电流平行的纵向不连续性和端面的径向的不连续性，如图3-15所示。空心件用直接通电法不能检查内表面的不连续性，因为内表面的磁场强度为零。但用中心导体法能更清晰地发现工件内表面的缺陷，因为内表面比外表面具有更大的磁场强度。
（2）中心导体法用交流电进行外表面检测时，会在筒形工件内产生涡电流ie,因此工件的磁场是中心导体中的传感电流It 和工件内的涡电流ie 产生的磁场叠加，由于涡电流有趋肤效应，因此导致工件内、外表面检测灵敏度相差很大，对磁化规范确定带来困难。国内有资料介绍，对某一规格钢管分别通交、直流电磁化，为达到管内、外表面相同大小的磁场，通直流电时二者相差不大，而通交流电时，检测外表面时的电流值将会是检测内表面电流值的2.7倍，因此，用中心导体法进行外表面检测时，一般不用交流电而尽使用直流电和整流电。
(3) 对于一端有封头(亦称盲孔)
的工件，可将铜棒穿入盲孔中，铜棒为一端，
图3-14 中心导体法
封头作为另一端（保证封头内表面与铜棒端头有良好的电接触），被夹紧后进行中心导体法磁化。
(4) 对于内孔弯曲的工件，可用软电缆代替铜棒进行中心导体法磁化。
(5) 中心导体材料通常采用导电性能良好的铜棒，也可用铝棒。在没有铜棒采用钢棒作中心导体磁化时，应避免钢棒与工件接触产生磁写，所以最好在钢棒表面包上一层绝缘材料。
(6) 中心导体法的优点、缺点和适用范围：
中心导体法的优点：
①磁化电流不从工件上直接流过，不会产生电弧；②在空心工件的内、外表面及端面都会产生周向磁场；③重量轻的工件可用芯棒支承，许多小工件可穿在芯棒上一次磁化；④一次通电，工件全长都能得到周向磁化；⑤工艺方法简单、检测效率高；⑥有较高的检测灵敏度。因而是最有效、最常用的磁化方法之一。
中心导体法的缺点：
①对于厚壁工件，外表面缺陷的检测灵敏度比内表面低很多；②检查大直径管子时，应采用偏置芯棒法，需转动工件，进行多次磁化和检验；③仅适用于有孔工件的检验。
中心导体法适用于：
承压设备的管子、管接头、空心焊接件和各种有孔的工件如轴承圈、空心圆柱、齿轮、螺帽及环形件的磁粉检测。
3. 偏置芯棒法
对于空心工件，导体应尽量置于工件的中心。若工件
直径太大，探伤机所提供的磁化电流不足以使工件表面达
到所要求的磁场强度时，可采用偏置芯棒法磁化，即将导
体穿入空心工件的孔中，并贴近工件内壁放置，电流从导
体上通过形成周向磁场。用于局部检验空心工件内、外表面与电流方向平行和端面的径向缺陷，如右图所示。适用于中心导体法检验时，设备功率达不到的大型环和压力管道管子的磁粉检测。
偏置芯棒法采用适当的电流值磁化，有效磁化范围约为导体直径d的4倍。检查时要转动工件，以检查整个圆周，并要保证相邻检查区域有10%的重叠。
4. 触头法
(1) 触头法是用两支杆触头接触工件表面，通电磁化，在平板工件上磁化能产生一个畸变的周向磁场，用于发现与两触头连线平行的缺陷，触头法设备分非固定触头间距如图3-17所示（承压设备常用）和固定触头间距两种。触头法又叫支杆法、尖锥法、刺棒法和手持电极法。触头电极尖端材料宜用铅、钢或铝，最好不用铜，以防铜沉积被检工件表面，影响材料的性能。
图3-17 触头法的磁力线
图3-18 触头法磁化的有效磁化区（阴影部分）
(2) 触头法用较小的磁化电流值就可在工件局部得到必要的磁场强度，灵敏度高，使用方便。最短不得小于75mm，因为在触头附近25mm范围内，电流密度过大，产生过度背景，有可能掩盖相关显示。如果触头间距过大，电流流过的区域就变宽，使磁场减弱，磁化电流必须随着间距的增大相应地增加。JB/T4730.04-2005规定：“采用触头法时，电极间距应控制在75mm～200mm之间。
磁场的有效宽度为触头中心线两侧1/4极距，通电时间不应太长，电极与工件之间应保持良好的接触，以免烧伤工件。两次磁化区域间应有不小于10%的磁化重叠区”。欧洲标准EN1290也规定，触头法磁化的有效磁化区如图3-18的阴影部分所示，面积约为（L-50）×（L/2）mm2。有效磁化区范围还可以通过实测工件表面磁场强度或用标准试片上的磁痕显示来验证。
(3)为了保证触头法磁化时不漏检，必须让两次磁化的有效磁化区相重叠不小于10%，如图3-19所示。
图3-19 有效磁化区的重叠区
(4）触头法的优点、缺点及适用范围
触头法的优点：
①设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便；②可将周向磁场集中在经常出现缺陷的局部区域进行检验；③检测灵敏度高。
触头法的缺点：
①一次磁化只能检验较小的区域；②接触不良会引起工件过热和打火烧伤；
③大面积检验时，要求分块累积检验，很费时。
触头法适用于：
承压设备平板对接焊缝、T型焊缝、管板焊缝、角焊缝以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。
5. 感应电流法
感应电流法是将铁芯插入环形工件内，把工件当作变压器的次级线圈，通过铁芯中的磁通的变化，在工件内产生周向感应电流。用感应电流磁化工件产生闭合磁场的方法称为感应电流法或磁通贯通法。如图 3-20和3-21所示，用
于发现环形工件圆周方向的缺陷。
图3-20 感应电流法 图3-21 感应电流法
感应电流与磁通量的变化率成正比。只有激磁线圈容量大，铁芯面积也足够大，才能感应产生足够的磁化电流，在工件表面产生足够大的磁化场。工件表面的磁场强度与环形工件径向尺寸成反比，与宽度关系不大。
感应电流法的优点：
① 非电接触，可避免烧伤工件；② 工件不受机械压力，不会产生变形；③ 能有效地检出环形工件内、外圆周方向的缺陷。
感应电流法适用于：
直径与壁厚之比大于5的簿壁环形工件、齿轮和不允许产生电弧烧伤的工件的磁粉检测。
6． 环形件绕电缆法
在环形工件上，缠绕通电电缆，也称为螺线环，如
图3-22所示。所产生的磁场沿着环的圆周方向，
磁场大小可近似地用下式计算：
L NI H R NI H ==或π2…………(3-7)
式中：H ——磁场强度（A/m ）
N ——线圈匝数
I ——电流（A ）
图3-22 环形件绕电缆法
R——圆环的平均半径（m）
L——圆环中心线长度（m）
环形件绕电缆法是用软电缆穿绕环形件，通电磁化，形成沿工件圆周方向的周向磁场，用于发现与磁化电流平行的横向缺陷，如图3-22所示。环形件绕电缆法的优点是：
①由于磁路是闭合的，无退磁场产生，容易磁化。②非电接触，可避免烧伤工件。缺点是效率低，不适用于批量检验。
环形件绕电缆法适用于：承压设备尺寸大的环形件的磁粉检测。
7．线圈法
(1) 线圈法是将工件放在通电线圈中，或用软电缆缠绕在工件上通电磁化，形成纵向磁场，用于发现工件的周向（横向）缺陷。适用于纵长工件如焊接件、轴、管子、棒材、铸件和锻件的磁粉检测。
(2) 线圈法包括螺管线圈法和绕电缆法两种，如图3-23和图3-24所示。
图3-23 螺管线圈法图3-24 绕电缆法
(3) 线圈法纵向磁化的要求
①线圈法纵向磁化，会在工件两端形成磁极，因而产生退磁场。工件在线圈中磁化与工件的长度L和直径D之比（L/D）有密切关系，L/D愈小愈难磁化，所以L/D必须≥2，若L/D＜2，应采用与工件外径相似的铁磁性延长块将工件接长，使L/D≥2。
②工件的纵轴应平行于线圈的轴线。
③可将工件紧贴线圈内壁放置进行磁化。
④对于长工件，应分段磁化,并应有10%的有效磁场重叠。
⑤工件置于线圈中开路磁化，能够获得满足磁粉检测磁场强度要求的区域称为线圈的有效磁化区。线圈的有效磁化区是从线圈端部向外延伸150mm的范围内。超过150mm以外区域，磁化强度应采用标准试片确定。
ASTM E1444-94a对于低和高充填因数线圈的有效磁化区分别规定如下：对于低充填因数线圈，在线圈中心向两侧延伸的有效磁化区大约等于线圈的半径R，如图3-25所示。对于高充填因数线圈和绕电缆法从线圈中心向两侧分别延伸9英寸（229mm）为有效磁化区，如图3-26所示。可供试验和应用时参考。
对于不能放进螺管线圈的大型工件，可采用绕电缆法磁化。
图3-25 低填充因数线圈有效磁化区图3-26 高填充因数线圈有效磁化区(4) 快速断电的影响
三相全波整流电磁化线圈，磁化长条形工件时，磁场在线圈横截面上分布不均匀，在其轴线附近变化较为平缓，靠近内壁变化增大。在线圈端部和端部外附近，磁场的径向分量很大，对工件磁化时，这部位的磁力线外溢较严重，有可能造成工件端部（有效磁化区端部）磁化不足。此时，可采用快速断电的方法来补偿。磁化电流的快速切断，意味着磁化场的快速切除，这样在工件的横截面上将感生闭合的电流（即涡流），该电流产生的磁场与原磁场的轴向分量同向，同时在工件端部建立一个封闭的环形磁场，称为“快速断电效应”，如图3-27所示。只要断电速度足够快，感生电流的磁场也可以足够大，使缺陷能够被检测出来。利用这种效应，有利于检测工件端面的横向不连续性。
图3-25 快速断电和慢速断电的磁场分布
(5) 线圈法的优点、缺点及适用范围：
线圈法的优点：
①非电接触；②方法简单；③大型工件用绕电缆法很容易得到纵向磁场；④有较高的检测灵敏度。
线圈法的缺点：
① L/D 值对退磁场和灵敏度有很大的影响，决定安匝数时要加以考虑；②工件端面的缺陷，检测灵敏度低；③为了将工件端部效应减至最小，应采用“快速断电”。
线圈法适用于：
承压设备对接焊缝、角焊缝、管板焊缝以及纵长工件如曲轴、轴、管子、棒材、铸件和锻件的磁粉检测。
8. 磁轭法
(1) 磁轭法是用固定式电磁轭两磁极夹住工件进行整体磁化，或用便携式电磁轭两磁极接触工件表面进行局部磁化，用于发现与两磁极连线垂直的缺陷。在磁轭法中，工件是闭合磁路的一部分，用磁极间对工件感应磁化，所以磁轭法也称为极间法，属于闭路磁化，如图3－28和图3-29所示。
图3-28 电磁轭整体磁化图3-29 电磁轭局部磁化
(2) 整体磁化
用固定式电磁轭整体磁化的要求是：①只有磁极截面大于工件截面时，才能获得好的探伤效果。相反，工件中便得不到足够的磁化，在使用直流电磁轭比交流电磁轭时更为严重；②应尽量避免工件与电磁轭之间的空气隙，因空气隙会降低磁化效果；③当极间距大于1m时，工件便不能得到必要的磁化。④形状复杂而且较长的工件，不宜采用整体磁化。
(3) 局部磁化
用便携式电磁轭的两磁极与工件接触，使工件得到局部磁化，两磁极间的磁力线大体上平行两磁极的连线，有利于发现与两磁极连线垂直的缺陷。
图3-30 便携式磁轭磁化的有效磁化区（阴影部分）
便携式电磁轭，一般做成带活动关节，磁极间距L一般控制在75mm-200mm 为宜，但最短不得小于 75mm。因为磁极附近25mm范围内，磁通密度过大会产生过度背景，有可能掩盖相关显示。在磁路上总磁通量一定的情况下，工件表面的磁场强度随着两极间距L的增大而减小，所以磁极间距也不能太大。JB/T4730.04-2005规定：“磁轭的磁极间距应控制在75mm～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠”。欧洲标准EN1290也规定便携式电磁轭磁化的有效磁化区如图3-30的阴影部分，面积约为（L-50）×（L/2）mm2。
交流电具有趋肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏度。又因交流电方向在不断地变化，使交流电磁轭产生的磁场方向也不断地变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移，从而提高磁粉检测的灵敏度。而直流电磁轭产生的磁场能深入工件表面较深，有利于发现较深层的缺陷。因此在同样的磁通量时，探测深度越大，磁通密度就越低，尤其在厚钢板中比在薄钢板中这种现象更明显，如图3-31所示。尽管直流电磁轭的提升力满足标准要求（＞177N）,但测量工件表面的磁场强度和在A型试片上的磁痕显示都往往达不到要求，为此建议对厚度＞6mm的工件不要使用直流电磁轭探伤。ASME规范第V卷也特别强调“除了厚度小于等于6mm的材料之外，在相等的提升力条件下，对表面缺陷的探测使用交流电磁轭优于直流和永久磁轭。”
a) 在薄钢板中的磁通分布 b) 在厚钢板中的磁通分布
图3-31 直流电磁轭在钢板中的磁通分布
一般说来，承压设备的表面和近表面缺陷的危害程度较内部缺陷要大的多，所以对锅炉、压力容器的焊缝进行磁粉检测，一般最好采用交流电磁轭。但对于薄壁（＜6mm）的压力管道来说，利用直流电磁轭既可发现较深层的缺陷，又兼顾表面及近表面缺陷能检测出来，这样也弥补了交流电磁轭的不足，所以对于＜6mm的薄壁压力管道应采用直流电磁轭。
(4)磁轭法的优点、缺点及适用范围：
磁轭法的优点：
①非电接触；②改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；③便携式磁轭可带到现场检测，灵活，方便；④可用于检测带漆层的工件（当漆层厚度允许时）；⑤检测灵敏度较高。
磁轭法的缺点：
①几何形状复杂的工件检验较困难；②磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；
③用便携式磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，很费时；④磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减小间隙的影响。
磁轭法适用于：
承压设备平板对接焊缝、T型焊缝、管板焊缝、角焊缝以及大型铸件、锻件和板材的局部磁粉检测。整体磁化适用于零件横截面小于磁极横截面的纵长零件的磁粉检测。
9. 永久磁轭法
永久磁铁可用于对工件局部磁化，适用于无电源和不允许产生电弧引起易
燃易爆的场所。它的缺点是：在检验大面积工件时，不能提供足够的磁场强度以得到清晰的磁痕显示，磁场大小也不能调节。永久磁铁磁场太大时，吸在工件上难以取下来，磁极上吸附的磁粉不容易清除掉，还可能把缺陷磁痕弄模糊，所以使用永久磁铁磁化一般需要得到批准。
10. 交叉磁轭法
电磁轭有两个磁极，进行磁化只能发现与两极连线垂直的和成一定角度的缺陷，对平行于两磁极连线方向缺陷则不能发现。使用交叉磁轭可在工件表面产生旋转磁场，如图3-30所示。国内外大量实践证明，这种多向磁化技术可以检测出非常小的缺陷，因为在磁化循环的每个周期都使磁场方向与缺陷延伸方向相垂直，所以一次磁化可检测出工件表面任何方向的缺陷，检测效率高。
1—工件 2—旋转磁场3—缺陷 4、5—交流电 6—焊缝 7—交叉磁轭
图3-30 交叉磁轭法
（1）交叉磁轭的正确使用方法是：
①交叉磁轭磁化检验只适用于连续法。必须采用连续移动方式进行工件磁化，且边移动交叉磁轭进行磁化，边施加磁悬液。最好不采用步进式的方法移动交叉磁轭。
②为了确保灵敏度和不会造成漏检，磁轭的移动速度不能过快，不能超过标准规定的4m/min的移动速度，可通过标准试片磁痕显示来确定。当交叉磁轭移动速度过快时，对表面裂纹的检出影响不是很大，但是，对近表面裂纹，即使是埋藏深度只有零点几毫米，也难以形成缺陷磁痕。
③磁悬液的喷洒至关重要，必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状态，以利于缺陷磁痕的形成。尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬液的喷洒不当，会使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成缺陷漏检。
④磁痕观察必须在交叉磁轭通过后立即进行，避免已形成的缺陷磁痕遭到破坏。
⑤交叉磁轭的外侧也存在有效磁化场，可以用来磁化工件，但必须通过标准试片确定有效磁化区的范围。
⑥交叉磁轭磁极必须与工件接触好，特别是磁极不能悬空，最大间隙不应超过
1.5mm，否则会导致检测失效。
（2）交叉磁轭磁化的优点、缺点及适用范围
交叉磁轭磁化的优点：
一次磁化可检测出工件表面任何方向的缺陷，而且检测灵敏度和效率都高。
交叉磁轭磁化的缺点：
不适用于剩磁法磁粉检测，操作要求严格。
交叉磁轭磁化的适用于：
锅炉压力容器的平板对接焊缝的磁粉检测。
實驗11 磁滯現象 目的：觀察鐵磁性物質因磁場強度變化而產生的磁滯曲線。 原理： (a)導磁率(μ)及磁域 導磁率(permeability)是以描述材料被磁化之難易程度，亦即導通磁力線之能力。材料之化學成分、合金成分、熱處理及冷作狀況與溫度等因素均會影響導磁率大小。一般導磁率表示為 μo:4π×10-7 H/m，真空導磁率 μr:相對導磁率= ( 材料所產生之磁化程度) ÷( 真空所產生之磁化程度) μ= μ0－μr 對相同材料而言，導磁率並非一個定常數，其與外加磁場強度( H )及磁通密度( B )之比例有關，即B :磁通密度；Tesla = wb / m2 H :磁場強度；A / m 導磁率，μ： B = μ0( 1 + χm) H = μH ( 如圖1 ) μr = 1 ＋χm 圖1 導磁係數(μ)依磁通密度(B)變化的情形 (b)材料磁化特性 (1) 反磁性材料 若材料在強磁場內，其電子群磁矩改變甚微，且感應磁場方向與外加磁場相反，而生斥力者，稱為反磁性材料;例如水、石英、鉍、汞等。 反磁性：if μr ≦ 1 ；χm＜0 ，︱χm︱＜＜ 1 (2) 順磁性材料 若材料在強磁場內，其電子群自旋運動所產生之磁矩會趨向外加磁場方向排列，但此效應甚小，造成磁場方向之磁化程度不大，而表現出順磁特性，例如鋁、氧等。 順磁性：if μr ≧ 1 ；χm＞0 ，︱χm︱＜＜ 1
(3) 鐵磁性材料 含有大量磁田，容易被磁化。在未被磁化時，磁田之磁矩方向分佈雜亂，其總合磁矩幾乎為零，但外加強磁場時，磁田之磁矩沿極化方向整齊排列，因而形成高磁性。例如鐵鈷、鎳。 鐵磁性：if μr ＞＞ 1 (c)磁化曲線 在磁區內的磁矩排列成同一方向，形成自生磁化，各磁區的自生磁化合成後可從零變化到自生磁化之值，也就是飽和磁化之值。雖然，鐵磁性物質的磁區內有自生磁化，但是，當鐵磁性物質處在去磁狀態(Demagnetized)時，材料整體的淨磁化為零。假如外加磁場於鐵磁性物質，表現出來的磁化量變化如圖2： 圖2 鐵磁性物質的磁化曲線 (d)磁滯曲線 (1)圖2為典型強磁性材質的ＢＨ曲線，未經磁化之強磁性材質在磁場強度（Ｈ） 增加時，磁通密度（Ｂ）之變化情形，如圖3由ｏ點至ａ點之曲線。 (2)如圖3，當磁場強度（Ｈ）減少時，曲線由ａ點移動至ｂ點，而未順著原本 之ｏ點至ａ點之曲線回來，此乃大部分磁性材質均具頑磁性（Retentivity）。 (3)當磁場強度（Ｈ）為０時，在磁性材質中由於磁性（或剩性）會產生相對應 之磁通密度Ｂr的值，稱之為“殘餘磁通密度（Residual Flux Density）”，因有殘餘磁通密度，才有永久磁鐵的產生。 (4)若欲消除殘餘之磁通（即使Ｂ＝０），則必須供應反向之電流通過線圈，此 時產生之反向磁場強度，使磁通密度Ｂ＝０（曲線由ｂ點至ｃ點之部分），而在ｃ點這個磁力──Ｈｃ可用來強迫磁通密度（Ｂ），使其減少至０，稱之為“矯頑磁力（coercive Force）”，可用來測量磁性材質之矯頑性。(5)當反向磁場強度繼續增強，則又再度發生飽和狀態（曲線由ｃ點至ｄ點之部 分）； (6)接下來將磁場強度（Ｈ）反過來，使之回到零（曲線由ｄ點至ｅ點之部分）， 則強磁性材質內之磁通密度（Ｂ）會減少至ｅ點，
钨钢的相对磁饱和及影响因素 发布时间:2014-07-10 09:56 文章来源:未知作者:admin 点击数:次 钨钢的相对磁饱和及影响因素有： 1、钨钢之WC-CO硬质合金的磁化曲线(M-H曲线) WC-Co钨钢中含有铁磁质Co，因此，它具有铁磁质的磁性特性。 铁磁质的磁性，和它的固体结构状态有关。研究表明，在铁磁质存在着许多自发地饱和磁化的小区域，每个这样的小区域，相当于自发磁化的小永磁体，具有相当大的磁矩，这些小区域称为磁畴。磁畴的形成是由于电子间的“交换作用”，使相邻原子的电子自旋磁矩自发地排列整齐，或者说，与电子自旋运动等效的分子电流按一定方向排列整齐。在没有磁场作用时，尽管每个磁畴中的分子电流已排列整齐，但就各个磁畴来说，其分子电流的取向则是完全混乱的，相互抵销，铁磁质的总磁矩仍为零，因此，对外不表现磁性。当外加磁场（H）时，随着磁场强度逐渐增强，磁化强度增大，至所有磁畴都取外磁场方向，这时磁化达到饱和，称为饱和磁化强度（Ms），些时的磁场强度称为饱和磁场强度（Hs）。 WC-Co钨钢的磁导率（u）不是一个常数，随磁场强度的改变而改变，因此，钨钢的磁化强度（M）随磁场强度（H）的变化是一条曲线，称为磁化曲线（M-H曲线），如图4-22所示。当磁场强度（H）从零逐渐增大时，磁畴在磁场作用下，迅速沿外磁场方向排列，磁化强度（M）也逐渐增大，磁化强度越大，磁畴排列越整齐，磁化强度（M）也越大。当磁场强度（H）增大，磁化强度（M）已经饱和（最大）。此时的磁化强度（M）称为饱和磁化强度（Hs），此时的磁场强度（H）称为饱和磁场强度（Hs）。
由于WC-Co钨钢中含Co量不同，含C量不同（γ相中含W和C不同），添加过元素不同，杂质元素不同等，都构成一种特定的硬质合金，第一种特定的M-H磁化曲线。
图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 （铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，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H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”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 ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至－H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D 称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明，当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化，相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S S RD 'S D R ''变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或 B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度 Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；
磁化强度M、磁极化强度J、磁导率μ 1. 磁化强度M 除式B=μ H描述的真空介质外，其他介质的关系为：B=μ0（H+M）……….…(2.15), 式中，M是磁化强度矢量。在这种关系中，μ H代表外部源的贡献，μ0M代表了磁性材料内部的贡献。由此可得，即使外部磁场强度等于零，材料本身依然可以产生磁感应强度，因为它已被磁化（自生的或因之前被磁化）。 假定每种磁化材料包括大量的基本磁偶极子，磁偶极子由电子围绕原子核转动或自旋转动产生。这些磁偶极子由磁矩m表示。在材料完全退磁的情况下，平均磁矩平衡，由此产生的磁化为零。如果材料被磁化，其磁化强度M等 M = V m i …………………………………………(2.16) 磁化强度定义为单位体积内分子磁矩的矢量和，单位和磁场强度同为A/m。 2. 磁极化强度J 早期的文献中，磁性材料由磁感应强度B描述。最近，许多标准推荐磁场极化强度J替代磁感应强度B：J = B-μ0H………………………………(2.17) 所以，磁场极化强度等于μ M。因此在软磁材料典型应用中，磁场强度的值通常是 不大于1kA/m，μ 为4π×10-7Wb/Am，所以磁感应强度B和极化强度J之间区别极小。在硬磁性材料方面，这种区别确实显著的，通常给出B=f（H）和J=f（H）这两种关系。 3. 磁导率μ 磁性材料磁感应强度B与磁场强度H之间的关系为B=μH………………..…(2.18)，在实践中，用这个关系描述材料属性很不方便，通常采用材料磁导率与真空磁导率比值 关系，即相对磁导率μ r =μ/μ0，因此式(2.18)可改为：B=μrμ0H……..……………(2.19)。 从理论上讲，磁导率μ是描述磁性材料属性的最好参数，因为它预示两个主要的材料参数磁感应强度B和磁场强度H的直接关系，但事实上，情况要复杂的多，因为：（1）B和H之间的关系几乎总是非线性，因此磁导率取决于工作点（磁场强度的值）。图2.5 给出电工硅钢的一个典型曲线B=f（H）。可以看出，相对磁导率最大值达到约4000，但是，在高磁感应强度时其低得多（对于深度饱和时其值非常小，实际上不像是铁磁材料）。类似地，对于非常小的磁场，初始磁导率也大大减小，因此，固定值磁导率给出的信息仅仅是一个固定工作点。 （2）材料磁化受其形状的影响——磁体的磁导率与原材料磁导率可以完全不同。通常，不均匀磁化的磁体我们只能确定其平均值。 （3）大多数磁性材料是多晶的，材料的磁化方向不同（材料各向异性），磁导率也不同。因此，磁导率应该描述成张量形式：
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线-实验报告
2 B a B B s c a' b' H H m o B r H c 图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 （铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，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H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”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 ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至－H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D 称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明，当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化，相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S SRD 'S D R ''变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线【实验目的】1认识铁磁物质的磁化规律比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。2测定样品的基本磁化曲线作H 曲线。3测定样品的Hc、Br、Bm和 Hm?6?1Bm等参数。4测绘样品的磁滞回线。【实验原理】1起始磁化曲线和磁滞回线铁磁物质是一种性能特异用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物铁氧体均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化故磁导率很高。另一特征是磁滞即磁化场作用停止后铁磁质仍保留磁化状态图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。图2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BH0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BmOabs称为起始磁化曲线。图2-1表明当磁场从Hm逐渐减小至零磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点而是沿另一条新的曲线SR下降比较线段OS和SR可知H减少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H0时B 不为零而保留剩磁Br。当磁场反向从0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铁磁材料保持剩磁状态的能力线段RD称为退磁曲线。图2-1还表示当磁场按Hm→0→Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S变化这闭合曲线称为磁滞回线。
所以当铁磁材料处于交变磁场中时如变压器中的铁心将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量并以热的形式从铁磁材料中释放这种损耗称为磁滞损耗可以证明磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。2基本磁化曲线应该说明当初始态为HB0的铁磁材料在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线如图2-2所示这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线由此可近似确定其磁导率因B与H非线性故铁磁材料的不是常数而是随H而变化如图2-3所示。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万这一特点是它用途广泛的主要原因之一。图2-3 铁磁材料μ与H 关系曲线图2-4 不同铁磁材料的磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据图2-4为常见的两种典型的磁滞回线其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽矫顽力大剩磁强可用来制造永磁体。3利用示波器观测磁滞回线的原理图2-5 原理电路图利用示波器观测磁滞回线的原理电路如图2-5所示。待测样品为EI型矽钢片其上均匀地绕以磁化线圈N及副线圈n。交流电压u加在磁化线圈上线路中串联了一取样电阻R1。将R1两端的电压UH加到示波器的X输入端上对DC4322B 示波器为通道Ⅰ。副线圈n与电阻R2和电容C串联成一回路。电容C两端的电压UB加到示波器的Y输入端上对DC4322B示波器为通道Ⅱ。下面我们来说明为什么这样的电路能够显示和测量磁滞回线。
3.1.2 导磁材料与磁导特性 各种电机都是通过磁感应作用而实现能量转换的，磁场是它的媒介。因此，电机中必须具有引导磁通的磁路。为了在一定的励磁电流下产生较强的磁场，电机和变压器的磁路都采用导磁性能良好的铁磁材料制成。试验表明，所有非铁磁材料的导磁系数都接近于真空的导磁系数。而铁磁材料的导磁系数远远大于真空的导磁系数。因此，在同样的电流下，铁心线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多。 铁磁材料之所以具有高导磁性能，在于其内部存在着强烈磁化了的自发磁化单元，称为磁畴。在正常情况下，磁畴是杂乱无章的排列着，因而对外不显示磁性。但在外磁场的作用下，磁畴沿着外磁场的方向作出有规则的排列，从而形成了一个附加磁场迭加在外磁场上。由于铁磁材料的每个磁畴原来都是强烈磁化了的，具有较强的磁场。因此，它们所产生的附加磁场的强度，要比非铁磁物质在统一外磁场下所产生的磁场强得多。所以铁磁物质得导磁系数比非铁磁物质的大得多。 在非铁磁材料中，磁感应强度（即磁通密度）B与磁场强度H成正比，即，它们之间呈线性关系。铁磁材B与H之间是一种非线性关系，即B＝f（H）是一条曲线，称为磁化曲线，如图0-6所示。在磁化的开始阶段（0a段），由于外磁场较强，随着H的增加、B迅速增加。在bc段，外磁场进一步加强时，磁畴大都已转到与外磁场一致的方向，这时它们所产生的附加磁场已接近最大值，即使H再增大，B的增加也很有限。这种现象称为磁饱和现象，也叫做磁饱和。 铁磁材料的磁化曲线可通过试验测绘，在测试时，H由零上升到某个最大值时，B值是沿磁化曲线0a上升（见图0-7）。当H由下降到零时，B不是沿a0
下降，而是沿着另一条ab线变化。当H由零变化到，即进行反向磁化时，B沿着曲线bcd变化。当H由回升到时，B沿着曲线defa变化。这样将铁磁材料磁化一个循环时，得到一个闭合回线abcdefa，称为铁磁材料的磁滞回线。 从图0-7可以看出，磁化曲线的上升段与下降段不重合。下降时，B的变化滞后于H的变化，当H下降为零时，B不为零，而是下降到某一数值，这种现象称为磁滞，称为剩余磁感应强度。由于存在磁滞现象，所以铁磁材料的磁化过程是不可逆的。在某一H下的B值，取决于该H值之前的磁化状态。磁滞现象的产生，是由于铁磁材料中的磁畴，在外磁场作用下进行排列时，彼此之间产生“摩擦”。由于这种“摩擦”的存在，当外磁场停止作用后，磁畴与外磁场方向一致的排列，被部分的保留下来，从而形成了磁滞现象和剩磁。 同一铁磁材料在不同的值下，有不同的磁滞回线。所以用不同的值可测绘出许多不同的磁滞回线。把这些磁滞回线的顶点连接起来而得到的磁化曲线，称为铁磁材料的基本磁化曲线，也称为平均磁化曲线。工程上所谓的磁化曲线就是指平均磁化曲线。 铁磁材料在交变磁场的作用下而反复磁化时，磁畴之间不断的发生摩擦，必然消耗一定的能量，产生损耗。这种损耗称为磁滞损耗。试验表明，在交变磁化时，铁磁材料的磁滞损耗与磁通的交变频率f成正比，与磁通密度的幅值的次方成正比，即： 对于常用的硅钢片，当时，。由于硅钢片的磁滞回线的面积比较小，所以电机和变压器的铁心都采用硅钢片。
1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或B ～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料； ?合理确定磁芯的几何形状及尺寸；
铁磁质的性质_铁磁质的磁化规律_铁磁质的磁化机制_铁磁质的分类
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铁磁质的性质_铁磁质的磁化规律_铁磁质的磁化机制_铁磁 质的分类 一、铁磁质的性质：铁磁质的最主要特性是磁导率非常高，在同样的磁场强度下，与真空或弱磁材料相比，铁磁质中磁感强度 大几百倍甚至几万倍。铁磁质还具有一些不同于弱磁材料的特性：铁磁质的磁感强度B与磁场强度H的关系是非线性关系，铁磁质的磁导率不是恒量，会随磁场强度H的改变而变化,而且铁磁质的磁化过程是不可逆的,具有磁滞现象,一般用磁滞回线来描述。 二.铁磁质的磁化规律：用待测的铁磁质为芯制成螺线环，当线圈中通以电流I时，环内的磁场强度H =nI ，通过测量电流I，就知道了铁磁芯磁化的磁场强度H 。在螺线环的铁芯上切开一个小开口，因磁感应强度的法向分量在切口和铁芯中连续，故用小线圈在开口处测量的B就是环路中的磁感应强度。根据:，可以测出磁化率。因铁磁质的B～H 的关系不是线性的，故铁磁质的不是常数，它是随H的变化而变的。
磁化曲线表示磁场强度H 和磁感应强度B 的关系。实验开始时I = 0，未经磁化的铁芯中H = 0，B = 0，这一状态相当于B～H 图上的原点O，逐渐增大线圈中的电流I ，相应地H = nI 按比例增大，开始时(即oa段) B 增加较慢，接着(即ab段) B 很快增加，但过了b点后，B 增加减慢，过了c点，再增加H ,B几乎不再增加，这时铁芯磁化达到饱和。从O到达饱和状态c这一段B～H曲线称为磁芯的起始磁化曲线。当外加磁场由强逐步减弱至H =0时，铁磁质中的B不为零，而是B =Br ，Br称为剩余磁感应强度，简称剩磁。要消除剩磁，使铁磁质中的B恢复为零，需要加上反向磁场强度Hc，Hc称为矫顽力。若使反向电流继续增加，以增加反向磁场强度H，磁化达到反向的饱和状态f点。若将电流改回原来方向，磁化曲线就会形成一闭合曲线。这就是铁磁质的磁滞回线。在铁磁质的磁化过程中，铁磁质磁化状态的变化总是落后于外加磁场的变化。这就是磁滞现象。 三.铁磁质的磁化机制：铁磁性主要来源于电子的自旋磁矩。相邻原子的电子之间存在着很强的“交换作用”，这是一种量子效应。它促
种子磁化处理技术是一项新的物理农业技术，也是一项很有价值的农业增产技术，国外早已广泛应用。在外加磁场的作用下，增强了种子中的酶的功能和活力，促进植物根系生长和吸收养分。根据几年的对比 ...种子磁化处理技 术是一项新的物理农业技术，也是一项很有价值的农业增产技术，国外早已广泛应用。在外加磁场的作 用下，增强了种子中的酶的功能和活力，促进植物根系生长和吸收养分。根据几年的对比试验表明，凡 是经过磁化处理的粮食、蔬菜及经济作物的种子，都比没有磁化的发芽早、长势旺、苗粗根壮。据测算， 玉米平均增产8.1%左右，小麦平均增产7.6%，蔬菜平均增产15～20%。 种子磁化机主要由料仓、流量调节阀、磁化通道、磁块、出料口、底板、行走轮、轨道、调整丝杠、手柄、固定座、螺栓、螺母，箱体组装而成。料仓和出料口联为一体，形成一个磁化通道。流量调节阀安装在磁化通道入口处。可根据不同籽种的不同最佳磁化场强来设定各不相同的磁场，以达到最佳磁化效果目的。可提高发芽率５～８％，出苗期可提前1～２天，并能提高种子抗病能力。在播种前24小时内用磁场对农作物种子进行直接磁化处理，增强种子酶的功能和活力，促进植物根系生长和吸收水分，提高种子的发芽率和作物的新陈代谢，使其稳健生长。 1、磁化处理与丰产原理 磁场种子处理机是依据磁场种子处理正向效应和种子微磁性互作机理开发的新型种子磁化机。采用多级交变磁极处理结构进行落种处理，种子在磁场处理正向效应规定的磁场强度范围内受到微磁化和物质结构扭变处理，处理后的种子播种于土壤中会与土壤形成生化、物理性质的互作，带有微磁性的种子会将其周边的微量元素铁磁性物质、顺磁性物质吸引至种子表皮－土壤固液混合相组成的活性界面中，扭变的膜结构会在土壤环境中慢慢得到修复，之后种子萌发并加以利用丰富的微量元素构建丰产的物质基础。另一方面，微磁性种子还能够解析土壤吸附性磷元素，增加土壤有效磷的含量。 2、应用范围 适用于能够进行种子播种的粮食作物、蔬菜、经济作物、花卉、药材等植物种子的播前即时处理。 3、增产现象的分析 微磁性种子吸附顺磁性、铁磁性物质奠定了富足的微量元素的累积是丰产的关键因素，同时趋磁性微生物的聚集也是刺激种子发芽壮苗的重要因素。趋磁细菌是一类对磁场有趋向性反应的细菌，其菌体能吸收土壤环境中非游离态和游离态的铁元素并在体内合成包裹有膜的纳米磁性颗粒 Fe3O4 或 Fe3S4 晶体即磁小体，它的累积进一步富化了微量元素累积。 4、技术要点 选择设备选择大连产WFD555、辉南产dec—1型等品牌的种子磁化机。生产效率每小时400公斤左右。操作程序将磁化器筒直立，3根支脚分别插入3个插座内，调整支脚使磁化筒垂直于地面。检查分流器，使之位于
实验3 -13 铁磁物质磁化特性曲线的测定 铁磁物质的磁化曲线，是指给予它的不同的磁化场H 与相应而生的随磁化场而改变的磁感应强度B 之间的关系曲线，即B -H 曲线。 影响铁磁物质的磁化曲线的因素很多。材料的杂质含量、晶体结构、加工方式、外界温度、内部的应力以及磁化历史等都会对磁化特性产生影响。由于影响磁化特性的因素很多，因此B -H 的关系就特别复杂。直至今天，人们还未从理论上定量描述、确定磁化曲线的分析表达式。于是人们就用实验的方法来测定其磁化曲线。 【实验目的】 1．了解铁磁物质的基本磁化特性。 2．掌握铁磁物质磁化特性曲线的测量方法。 【仪器用具】 1．冲击电流计。 2．标准互感器：0.05H ，额定电流0。15A 。 3．螺绕环。 4．多量程的直流安培计：0.1／0.3…15／30A 。 5．滑线电阻器。 6．转盘电阻箱：0.1～9999.9Ω. 7．晶体管稳压电源：0～30V,0～5A. 8．单相调压变压据。 9．交流安培计。 【实验原理】 1．H 、B 的测量原理 如图3-13-1所示，T 为一铁环，其横截面的半径为r ．环的半径为R ，且有2πR ＝L ＞＞r 。在铁环上均匀、紧密地绕满N 1匝线圈，这就构成一个为铁心所充满的螺绕环。如果线圈通过电流I ，则铁心中的磁场强度可根据安培环路定律得出： I L N H 1 （3-13-1） 铁心中的磁感应强度B 可用冲击法测量。为获取磁通量的变化量以测量B ，特在磁环 上绕了N 2匝副线圈。 2．起始磁化曲线 铁磁质从没有被磁化的状态（即H ＝0时。铁磁质的B ＝0）开始，从零单调地增大磁场H ，求出相对应的B ，这样测绘出来的曲线称为起始磁化曲线，如图 3-13-2所示。由图可见，铁磁
硬质合金的相对磁饱和 强度 钨钢的相对磁饱和及影响因素 发布时间:2014-07-1009:56文章来源:未知作者:admin点击数:次有： 1、之WC-CO硬质合金的磁化曲线(M-H曲线) WC-Co钨钢中含有铁磁质Co，因此，它具有铁磁质的磁性特性。 铁磁质的磁性，和它的固体结构状态有关。研究表明，在铁磁质存在着许多自发地饱和磁化的小区域，每个这样的小区域，相当于自发磁化的小永磁体，具有相当大的磁矩，这些小区域称为磁畴。磁畴的形成是由于电子间的“交换作用”，使相邻原子的电子自旋磁矩自发地排列整齐，或者说，与电子自旋运动等效的分子电流按一定方向排列整齐。在没有磁场作用时，尽管每个磁畴中的分子电流已排列整齐，但就各个磁畴来说，其分子电流的取向则是完全混乱的，相互抵销，铁磁质的总磁矩仍为零，因此，对外不表现磁性。当外加磁场（H）时，随着磁场强度逐渐增强，磁化强度增大，至所有磁畴都取外磁场方向，这时磁化达到饱和，称为饱和磁化强度（Ms），些时的磁场强度称为饱和磁场强度（Hs）。 WC-Co钨钢的磁导率（u）不是一个常数，随磁场强度的改变而改变，因此，钨钢的磁化强度 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT （M）随磁场强度（H）的变化是一条曲线，称为磁化曲线（M-H曲线），如图4-22所示。当
磁场强度（H）从零逐渐增大时，磁畴在磁场作用下，迅速沿外磁场方向排列，磁化强度（M）也逐渐增大，磁化强度越大，磁畴排列越整齐，磁化强度（M）也越大。当磁场强度（H）增大，磁化强度（M）已经饱和（最大）。此时的磁化强度（M）称为饱和磁化强度（Hs），此时的磁场强度（H）称为饱和磁场强度（Hs）。 由于WC-Co钨钢中含Co量不同，含C量不同（γ相中含W和C不同），添加过元素不同，杂质元素不同等，都构成一种特定的硬质合金，第一种特定的M-H磁化曲线。
软磁材料测量measurement of soft magnetic material 反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量，是磁学量测量的内容之一。软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料，主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性，因此，软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。 表征软磁材料的磁特性有各种曲线，可按工业应用要求来选择。这些曲线主要是：工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线；工作在变化磁场（包括周期性交变磁场，脉冲磁场和交、直流叠加磁场等）之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H，纵坐标是材料中的磁通密度B。这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。此外，软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。 (1)静态磁特性测量 测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线，主要测量方法有冲击法和积分法两种。 ①冲击法：用以测量静态磁特性曲线，测量线路见图1。材料试样制成镯环形，并绕以磁化线圈和测量线圈。前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上；后者接到冲击检流计上（见检流计）。开始测量时，通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值，由电流表的读数、磁化线圈的匝数，以及材料试样的磁路几何参数，可计算出磁场强度H值。然后，利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向，使材料试样中的磁通密度的方向突然改变，于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e，e使脉冲电流流过冲击检流计。检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q，也就是磁通的变化（△φ）成比例。△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。由冲击检流计的读数和冲击常数（韦伯/格），以及材料试样的等效截面，可计算出相应的磁通密度B值。改变磁化电流，可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。此种方法的准确度约为1％。 此主题相关图片如下：
实验十二 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 一、实验目的 1．认识铁磁质的磁化规律，比较两种典型的铁磁质的动态磁特性。 2．测定样品的基本磁化曲线，作μr －H 曲线。 3．测定样品的H D 、B r 、B m 和[H ·B]max 等参数。 4．测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 二、实验原理 1．铁磁物质及其磁滞曲线 根据介质在磁场中的表现，一般将磁介质分为顺磁质、抗磁质和铁磁质。 设想在真空中（没有磁介质时）有一磁场的磁感应强度是B 0，其大小是B 0，将磁介质放入这个磁场中，若磁介质中的磁感应强度比B 0小一点，那末这个介质是抗磁质；若磁介质中的磁感应强度比B 0大一点，那末这个介质是抗磁质；若磁介质中的磁感应强度比B 0大得多，甚至数百数万倍的增长，那末这个介质是铁磁质。实验表现是铁磁质移近磁极时被吸住，顺磁质稍微有被磁极吸引，而抗磁质反而被磁极稍微推开。 下表是一些材料的相对磁导率，根据相对磁导率很容易区分顺磁质、抗磁质和铁磁质。
铁磁质材料包含铁、钴、镍、某些稀有金属及其众多合金以及它们的许多氧化物的混合物（铁氧体）等。铁磁质是一种性能特异、用途广泛的材料，我们一般情况提到磁介质均指铁磁质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，磁导率μ很高；另一特征是磁滞，即磁化场消失后，介质仍保留磁性，即有剩磁。图1为铁磁质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图1 铁磁质的B －H 关系曲线 图2 铁磁质的μ－H 关系曲 S S
线 图1中的原点O表示磁化之前铁磁质处于磁中性状态，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H S时，B到达饱和值B S，OabS称为起始磁化曲线。（注意：这里说的饱和值B S，并不是说B的最大值。其实在达到B S后磁感应强度B仍然在随磁化场强度H变化，这时的B－H关系几乎是线性的。定义M＝B/μ0－H为磁化强度，则在B到达饱和值B S后，磁化强度M是几乎不变的，达到饱和磁化强度M S。饱和磁化强度M S以及如图2所示的起始磁导率μI、最大磁导率μM是研究软磁材料的三个重要参量。）当磁场从H S逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到O点，而是沿另一条新的曲线SQ下降，比较线段OS和SQ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－H C时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H C称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段QC称为退磁曲线。当磁场按H S→O→H C→－H S→O→H C→H S次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SQCS'Q'C'S变化，这闭合曲线称为磁滞回线。 当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化—去磁—反向磁化—反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，理论和实践证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
1 第1节 极化强度P 一、 定义 无外电场 无极分子电介质0=分P 0E 有极分子电介质0≠分P ∑=0分P ，介质不呈电性 在外电场0E 作用下 无极分子电介质发生位移极化 有极分子电介质发生取向极化（+位移极化） 每个分子可以用一个电偶极子去等效，∑≠0分P ，介质呈电性 各向同性均匀电介质，束缚电荷只分布在介质表面上 E E E '+= 0，E ' 与0E 反方向，0E E < V ?：宏观无限小，微观足够大 极化强度V P P ?=∑分 SI ：23//m C m Cm = 介质内部每一点上都有一个极化强度矢量与之相对应 二、 束缚电荷与极化强度P 的关系斜介质柱体，S q ?'='/σ ∑??=?=θcos S l P V P P 分 θcos S l P ?? =l q ?'， n P θcos S l P ??=l q ?'， θσcos P ='=n P P n ?= 讨论：0=θ，P ='σ，2 0π θ<<，0cos >='θσP 2π θ=，0='σ，πθπ<<2 ，0c o s <='θσP πθ=，P -='σ 0o s >θ 0=' P 0cos <θ 均匀介质球体，均匀极化 均匀介质直圆柱体，均匀极化
2 三、D 的高斯定理 σ σ- ∑?=?内 q S d E S 1ε )1 ∑∑'+=内 内（q q f ε =?? S S d E 0ε∑∑'+内 内 q q f （1） ??=?S S dS P S d P θcos - =?左dS P θcos +?右 dS P θcos +?侧 dS P θcos =PS PdS =?右 (介质表面处P ='σ，内部σ'=P ) =S σ'=)(S σ'--=∑'-内 q （2） （1）+（2）：= ?+?S S d P E )(0ε∑内 f q 定义：电位移矢量P E D +=0ε =??S S d D ∑内 f q ：D 的高斯定理 四、D 、E 与P 的关系 P E D +=0ε，一般，三者不一定同方向 各向同性均匀电介质，E P ∝（总电场） E P e 0εχ=，e χ：极化率 P E D +=0ε=E E e 00εχε+=E e 0)1(εχ+ E D r εε0=，r e εχ=+1，1-=r e εχ E 线（电力线）：由正电荷发出，终止于负电荷 D 线：由正自由电荷发出，终止于自由负电荷 P 线：由负束缚电荷发出，终止于正束缚电荷 平板电容器 D 线， E 线， P 线
磁化技术在水处理中的应用 水经过一定强度的磁场，就成为“磁化水”。目前研究表明水磁化后会产生物理化学性质的变化，其中的机理尚不能肯定。一些学者认为磁场会破坏水原来的结构，使原来较大的缔合水分子集团变成较小的缔合水分子集团，甚至是单个分子。而且分子中的氢键也会有部分因为洛仑兹力的作用下正负离子反方向旋转而断裂。所以磁化后的水会表现出一些性质的变化，如：pH值、密度、挥发性、溶解性、表面张力、电导率、沸点、冰点都有不同的改变，这种改变和所加的磁场大小有密切的关系。磁化水因为其特殊的性质已经被广泛的应用到工程。早在十三世纪，人们已经注意到磁化水的医疗作用。1945年比利时韦梅朗应用磁化水减少锅垢获得成功并申请了专利。该技术由于装置简单，不需要任何化学试剂而被美国、日本和前苏联广泛应用并得到发展。我国的磁化水研究开始于六十年代初，以前由于化学法水质稳定剂技术的迅速发展，使得磁水器应用推广较慢。现在这一技术又重新获得重视。应用对象已经涉及到建材、化工、冶金、农业、医学等各个领域。在工业锅炉的除垢防垢、油田的防蜡降粘等方面、医学上的磁疗等领域中的应用取得了一定的成果。近年来，如何将磁化效应与环境污染治理技术结合起来，提高污水的处理效果已逐渐引起人们的兴趣。1磁化水的装置结构和特点能制备磁化水的装置称为磁水器。按磁场形式的方式可将磁水器分为永磁式和电磁式两种；按磁场位置又可将磁水器分为内磁式和外磁式两种。永磁式和电磁式磁水器在间隙磁场强度相同的情况下效果相同，但各有特点。永磁式磁水器的最大优点是不需能源，同时结构简单，操作维护方便，但其磁场强度受到磁性材料和充磁技术的限制，且存在随时间的延长或水温的提高而退磁的现象。电磁式磁水器的优点是磁场强度容易调节，而且可以达到很高的磁场强度，同时磁场强度不受时间和温度影响，稳定性好，但其需要外界提供激磁电源。与内磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大的优越性，其主要优点是检修时不必停水及拆卸管道，也不易引起磁短路现象。目前国内已有四项关于磁水器的专利，这些专利通过选用不同的磁性材料和水流的通路形式来达到使水磁化的目的。所示的磁化水装置外型为管状，采用不锈钢管制作，两端带法兰盘可与管道直接相连。磁化水装置内部采用两组N，
CHINESE JOURNAL OF CT A ND MRI,JULY 2005,Vol.3,No.3 ?３ ZHANG Hao, LIAO Jing-tao,SHEN Tian-zhen, et al.Department of Radiology, the First Affiliated Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200080, China [Abstract] Objective To evaluate the role of DSC MR perfusion imaging in pre-operation subtyping of meningiomas on the basis of differences in their vascularity in b o t h t u m o r p a r e n c h y m a a n d p e r i t u m o r a l r e g i o n. S u b t y p e s o f m e n i n g i o m a s include endothelium, fibroid and angioblastic. Methods 33 patients with meningiomas underwent DSC MR perfusion imaging before resection. Maximum relative cerebral blood volume (rCBV) and corresponding relative mean transit time (rMTT) values of the same part in both parenchyma of meningiomas and peritumoral region were calculated.Data were analyzed group by group. Results Maximum rCBV in parenchyma of angioblastic subtype was significantly higher than that of other subtypes (ANOVE analysis, P <0.05); maximum rCBV of anaplastic subtype in the peritumoral regions was significantly higher than of other subtypes (ANOVE analysis, P <0.05). rMTT values of all subtypes were not significantly different. Conclusion DSC MR perfusion imaging is clinically useful in subtyping of meningiomas. [Key words] meningioma; magnetic resonance imaging (MRI); perfusion; brain blood flow Subtyping of meningiomas with DSC MR perfusion imaging 脑膜瘤占原发颅内肿瘤的１５％～２０％，绝大部分源于蛛网膜颗粒细胞，多数为良性，主要由颈外动脉系统硬脑膜血管供血，脑室内脑膜瘤由脉络膜动脉供血。ＷＨＯ目前（２０００年）根据脑膜瘤病理特点将其分为１６型，但影像学术前分型诊断较为困难，经验也不多［１］。而术前脑膜瘤分型对于制定最佳治疗方案和评估预后是非常有价值的。本研究的目的是对上皮型、纤维型、血管瘤型３种常见类型良性脑膜瘤和间变性脑膜瘤的动态增强磁化率ＭＲ（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ－ｃｏｎｔｒａｓｔ ＭＲ，ＤＳＣ ＭＲ）灌注特点进行分析，探讨此技术对脑膜瘤术前分型的临床价值。资料与方法 １．病例资料 选择２００１年１月至２００２年１１月间术前行ＭＲ检查诊断 为脑膜瘤的病人共３３例（上皮型１５例，纤维型１０例，血管瘤型４例，恶性脑膜瘤４例），其中男１５例，女１８例，平均年龄４６岁（１７～６３岁）。患者知情同意后行ＭＲ常规及ＤＳＣＭＲ灌注检查，所有病例１个月内均经手术后病理证实。 ２．影像学方法 使用１．５ＴＭＲ扫描仪，按常规头部ＭＲ扫描方法定位，病人仰卧。ＭＲ检查序列包括增强前矢状面及横断面Ｔ１ＷＩ，横断面ＦＬＡＩＲ及增强后横断面动态增强磁化率（ＤＳＣ）ＧＥ ＥＰＩ灌注序列、矢状面及横断面Ｔ１ＷＩ（层面选择及扫描参数同增强前）扫描。Ｔ１ＷＩ扫描参数，ＴＲ／ＴＥ＝４４０／１４ｍｓ；ＦＬＡＩＲ扫描参数，ＴＲ／ＴＥ＝８００２／１２６ｍｓ；层厚均为８ｍｍ， 间隔２ｍｍ，ＦＯＶ＝２２ｃｍ，矩阵２５６×２５６。 所有被检查者在检查前静脉内置入１９～２０号针头，行常规增强前扫描和脂肪抑制预扫描后，采用高压注射器以３．５ｍｌ／ｓ的速度经肘正中静脉快速团注对比剂１０ｍｌ，注射开始后５ｓ行灌注序列的扫描［２］。ＤＳＣＭＲ灌 Subtyping of meningiomas with DSC MR perfusion imaging