GB∕T 43750-2024 各向同性稀土粘結(jié)永磁粉磁特性測量方法（正式版）

各向同性稀土粘結(jié)永磁粉磁特性測量方法2024-03-15發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國稀土標準化技術(shù)委員會(SAC/TC229)提出并歸口。本文件起草單位：有研稀土新材料股份有限公司、中國計量科學(xué)研究院、北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司、包頭市科銳微磁新材料有限責(zé)任公司、江西中石新材料有限公司、國合通用測試評價認證股份公司、寧波市計量測試研究院、贛州市綜合檢驗檢測院、杭州千石科技有限公司、鋼鐵研究總院有限公司、包頭稀土研究院、包頭市英思特稀磁新材料股份有限公司、有研稀土(榮成)有限公司、浙江英洛華磁業(yè)有限公司、杭州象限科技有限公司。1各向同性稀土粘結(jié)永磁粉磁特性測量方法1范圍本文件描述了各向同性稀土永磁粉剩磁、磁感應(yīng)矯頑力、內(nèi)稟矯頑力、最大磁能積主要磁特性閉路測量方法。本文件適用于各向同性釹鐵硼永磁粉、釤鐵氮永磁粉主要磁特性的測量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2900.4電工術(shù)語電工合金GB/T2900.60電工術(shù)語電磁學(xué)GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T9637電工術(shù)語磁性材料與元件GB/T27418—2017測量不確定度評定和表示JJF1829永磁材料磁性測量儀校準規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T2900.4、GB/T2900.60、GB/T界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。有效截面積effectivecrosssectionalareaA粉體壓制成圓柱形被測試樣后，通過計算得到等效的無孔隙致密試樣的圓形截面的面積。有效直徑effectivediameterdff粉體壓制成圓柱形被測試樣后，通過計算得到等效的無孔隙致密試樣的圓形截面的直徑。粉體理論密度theoreticaldensityofpowder無孔隙狀態(tài)下粉體材料的密度。4方法提要磁場強度用H線圈配合相應(yīng)的H感應(yīng)電壓積分器測量，磁極化強度用J線圈配合相應(yīng)J感應(yīng)電2GB/T43750—2024壓積分器測量。在變化的磁場中，H線圈感應(yīng)磁場的變化量，J線圈感應(yīng)磁極化強度的變化量，并通過公式(1)計算得到△J,在測量磁粉試樣時，公式(1)中的截面積A等于磁粉試樣的有效截面積Ae。測量過程中，同時獲得磁場強度和磁極化強度的變化值，并通過測量裝置繪制出退磁曲線，即磁極化強度-磁場強度曲線。通過公式(2)計算得到磁感應(yīng)強度的值，同時繪制磁感應(yīng)強度-磁場強度曲線。被測試樣的主要磁特性通過曲線上相應(yīng)點對應(yīng)的值來確定。測量原理見圖1。式中：△J——磁極化強度的變化量，單位為特斯拉(T);J?——t?瞬間的磁極化強度，單位為特斯拉(T);J?——t?瞬間的磁極化強度，單位為特斯拉(T);N——測量用J線圈的匝數(shù)；A——試樣的橫截面積，單位為平方米(m2);B=J+μ?H…(2)式中：B——磁感應(yīng)強度，單位為特斯拉(T);J——磁極化強度，單位為特斯拉(T);μo——磁性常數(shù)4π×10-’,單位為亨利每米(H/m);H——磁場強度，單位為安培每米(A/m)。標引符號說明：A——電磁鐵極頭；B——試樣；C——H線圈；E——H(磁場強度)測量裝置，通常為感應(yīng)電壓積分器；F——J(磁極化強度)測量裝置，通常為感應(yīng)電壓積分器；G——X-Y記錄儀；H——磁化電源；I——轉(zhuǎn)換開關(guān)。圖1測量裝置圖35測量裝置及參數(shù)5.1測量裝置應(yīng)符合GB/T3217中退磁曲線測量的要求，裝置參數(shù)如下：——磁感應(yīng)強度量程范圍：0T～1.5T;——磁場強度量程范圍：0kA/m～2000kA/m;——測量精度：磁感應(yīng)強度小于或等于±0.5%,磁場強度小于或等于±0.5%;——當(dāng)兩極面間隙為10mm時，電磁鐵勵磁磁場強度范圍：0kA/m～2000kA/m。5.2磁性測量裝置按照JJF1829進行校準。5.3試樣尺寸、質(zhì)量等測量用具應(yīng)定期校準。6試樣及制備方法6.1.1用中值粒徑(Ds)表示的用于壓制試樣的永磁粉粒度范圍應(yīng)為40μm～160μm。體，如圖2所示。圖2試樣圖6.1.3粉體應(yīng)壓制致密，使其在測試過程中固定，試樣密度應(yīng)為(5.4±0.4)g/cm3。6.1.4試樣上下面應(yīng)互相平行，同時與試樣軸線垂直，不應(yīng)出現(xiàn)掉邊、缺口等缺陷，試樣端表面呈現(xiàn)的凹陷或凸出應(yīng)小于0.2mm,表層磁粉無分層、脫落。6.1.5圓柱形試樣有效截面積A以平方米(m2)計，按公式(3)計算：式中：A——有效截面積，單位為平方米(m2);4p?——粉體理論密度，單位為千克每立方米(kg/m3);h——圓柱形試樣的高度，單位為米(m)。有效直徑d以米(m)計，按公式(4)計算：式中：p?——粉體理論密度，單位為千克每立方米(kg/m2);h——圓柱形試樣的高度，單位為米(m)。注：釹鐵硼材料的理論密度為7.6×10°kg/m2,釤鐵氮材料的理論密度為7.67×10°kg/m3。制樣裝置由試樣模具(見圖3)和粉體壓制裝置(見圖4)組成。標引符號說明：A——上模沖；B——陰模；C——上模沖外套；D——試樣套；E——永磁粉；F——薄膠帶紙。5標引符號說明：A——液壓油缸；B——活塞；C——上模沖；D——試樣模具。圖4粉體壓制裝置6.2.2.1清理試樣模具，清理后的試樣模具應(yīng)無粉末及其他污物殘留。6.2.2.2試樣套一端用圓形薄膠帶紙封上，應(yīng)確保圓形膠帶紙邊緣位于試樣套內(nèi)外徑之間，稱取其質(zhì)6.2.2.3組裝試樣模具，將試樣套和上模沖外套放入模具，如圖3所示。6.2.2.4按照試樣套體積和密度為(5.4±0.4)g/cm3計算出來的磁粉質(zhì)量用天平進行稱取。將磁粉裝入試樣套和上模沖外套組合的容積內(nèi)，調(diào)整粉體使其平整，將試樣模具放置到粉體壓制裝置上，調(diào)整使其位置居中。6.2.2.5在適當(dāng)?shù)膲簭妏(225MPa～375MPa)下定程壓制，保壓3min～5min,確保永磁粉壓入試樣套，試樣端面和試樣套端面齊平。6.2.2.6壓制完成后，卸載壓力，取出試樣模具和試樣套，檢查粉體在試樣套內(nèi)的結(jié)合狀況。如果發(fā)現(xiàn)試樣不符合6.1.4的要求，則返回步驟6.2.2.1重新制樣。6.2.2.7若所制試樣合格，清理試樣套外壁和兩端外緣多余的粉體，稱取其總質(zhì)量，記為m,則試樣套內(nèi)實際裝入的粉體質(zhì)量為m,=m?-mo。6.2.2.8用薄膠帶紙對稱粘住試樣套的另一端。7主要磁特性測量7.1主要磁特性測量應(yīng)在(23±3)℃的溫度條件下進行，測量前應(yīng)將測量試樣在滿足條件的環(huán)境中放置超過1h。7.2將試樣在磁場強度不低于該材料內(nèi)稟矯頑力(Hg)3倍的脈沖磁場中進行預(yù)磁化至飽和。7.3測試試樣在電磁鐵極頭之間應(yīng)處于被夾緊狀態(tài)，以消除預(yù)充磁時產(chǎn)生的膨脹效應(yīng)，并減小氣隙。7.4試樣放置于電磁鐵極頭兩極面的磁場均勻區(qū)域內(nèi)，預(yù)磁化方向與磁場方向一致。7.5探測線圈應(yīng)處于試樣的中間部位。7.6將試樣的有效截面積(或有效直徑)、質(zhì)量等參數(shù)輸入到測試裝置中，由B-H測量儀繪制出試樣有6效截面積下的J(H)退磁曲線和B(H)退磁曲線。主要磁特性數(shù)值小數(shù)點后保留三位有效數(shù)字，有效數(shù)字的保留按照GB/T8170的規(guī)則進行。8主要磁特性的確定8.1剩磁B,或J,剩磁B,或J,取J(H)退磁曲線或B(H)退磁曲線與B軸或J軸交點的磁感應(yīng)強度值(見圖5)。圖5J(H)和B(H)退磁曲線8.2磁感應(yīng)矯頑力Hm和內(nèi)稟矯頑力H磁感應(yīng)矯頑力Hg為B(H)退磁曲線與B=0直線交點的磁場強度值，內(nèi)稟矯頑力H。為J(H)退磁曲線與J=0直線交點的磁場強度值，見圖5。8.3最大磁能積(BH)mx最大磁能積(BH)mx為退磁曲線上相應(yīng)的B和H乘積的最大值，或者用退磁曲線與等磁能曲線相切的方法確定(見圖6)。圖6最大磁能積(BH)m示意圖79不確定度測量結(jié)果的不確定度主要有以下來源。a)測量重復(fù)性的不確定度，涵蓋了不同測試人員、試樣放置位置、測試時試樣與極面貼合程度等隨機性差異。b)儀器設(shè)備的不確定度，主要由磁場強度測量、磁極化強度測量、溫度測量以及試樣尺寸測量時引入的不確定度分量組成。如果對結(jié)果進行了自退磁修正，也需考慮由此帶來的不確定度的貢獻。根據(jù)GB/T27418—2017的規(guī)定進行不確定度評定，表1為主要磁特性參量剩磁(B,)、磁感應(yīng)矯頑力(H)、內(nèi)稟矯頑力(H)、最大磁能積(BH)max的相對擴展不確定度。表1主要磁特性參量的相對擴展不確定度剩磁相對擴展不確定度Um(B)磁感應(yīng)矯頑力相對擴