磁測(cè)量常用名詞術(shù)語(yǔ)及含義

1、磁測(cè)量常用名詞術(shù)語(yǔ)及含義 3術(shù)語(yǔ)及含義符合JJG1013-93磁學(xué)計(jì)量常用名詞術(shù)語(yǔ)及定義試行技術(shù)規(guī)范。3. 1 一般術(shù)語(yǔ) General terms3. 1. 1 硬磁材料 Magnetically hard material通常指矯頑力不低于10 kA/m的磁性材料。3. 1. 2 軟磁材料 Magnetically soft material通常指矯頑力不高于1000 A/m的磁性材料。3. 1. 3 磁通計(jì) Fluxmeter利用電磁感應(yīng)定律，測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)時(shí)間的積分原理制成的測(cè)量磁通量變 化的直讀儀表。3. 1. 4 磁強(qiáng)計(jì) Magnetometer測(cè)量磁場(chǎng)的儀器。3. 1. 5 磁

2、性材料標(biāo)準(zhǔn)樣品 Standard specimen of magnetic material 是指由計(jì)量部門按規(guī)定的技術(shù)條件制做，給出磁性材料磁特性參數(shù)值，經(jīng)一 定時(shí)間考核，性能穩(wěn)定，再經(jīng)國(guó)家最高計(jì)量部門正式批準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)量具使用的磁 性材料樣品。注：（1） “磁性材料標(biāo)準(zhǔn)樣品”的作用是用來(lái)校準(zhǔn)或評(píng)定測(cè)量磁性材料磁特性的 儀器（儀表）或裝置的誤差。（2） “磁性材料標(biāo)準(zhǔn)樣品”性能的高低不做為判別該樣品所代表的材料性 能優(yōu)劣的依據(jù)。3. 2磁化狀態(tài)3. 2. 1 磁化曲線 Magnetization curve表示當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化時(shí)，材料的磁通密度、磁極化強(qiáng)度或磁化強(qiáng)度變化的的 一條曲線。注：在表示

3、磁通密度曲線、磁極化強(qiáng)度曲線或磁化強(qiáng)度曲線的區(qū)別時(shí)，可使用下 列術(shù)語(yǔ)：B-H曲線；J-H曲線；M-H曲線。3. 2. 2 B-H（J-H）（M-H）磁滯回線 Hystersis B-H（J-H）（M-H）loop 顯示磁滯現(xiàn)象的一種閉合磁化曲線。注：根據(jù)磁滯的定義，磁滯回線是由靜態(tài)磁化曲線構(gòu)成的，然而也可以大概地認(rèn) 為由動(dòng)態(tài)磁化曲線形成回線，雖然這種回線通常還將依賴于除磁滯以外的其他過(guò) 程，術(shù)語(yǔ)B-H（J-H）（M-H）回線可以用來(lái)表示動(dòng)態(tài)情況。3. 2. 3 磁飽和 Saturation材料受一很強(qiáng)的外磁場(chǎng)作用，以致其磁極化強(qiáng)度基本上不隨外磁場(chǎng)的增加而 繼續(xù)增加時(shí)所處的狀態(tài)。3. 3永磁樣品

4、性能參數(shù)3. 3. 1 剩磁（頑磁）Br Remanence Br從材料飽和狀態(tài)出發(fā)，單調(diào)地變化磁場(chǎng)強(qiáng)度而得到的剩余磁通密度值。單位名稱為特斯拉，單位符號(hào)為T。3. 3. 2 矯頑力 HcB（HcJ）Coercivity HcB（HcJ）磁場(chǎng)強(qiáng)度從材料飽和狀態(tài)單調(diào)變化所得到的矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度值。注：（1） HcB通常稱為磁感矯頑力。（2） HcJ稱為內(nèi)稟矯頑力。(3)對(duì)于HcJ大于2000 kA/m的材料，測(cè)量HcJ將變得極其困難，這時(shí)采 用Hk值代替HcJ值。Hk值是磁極化強(qiáng)度在退磁曲線上從剩磁點(diǎn)變到Br的 90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度值。單位名稱為安每米，單位符號(hào)為A/m。3. 3. 3 BH 積

5、(磁能積)BH product (Magnetic energy product)在永磁體的退磁曲線任意點(diǎn)上，磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的乘積。它是單 位體積永磁體產(chǎn)生的外磁場(chǎng)中儲(chǔ)存的能量的量度。注：(1)用(BH) max表示在退磁曲線上得到的最大值。(2)每單位體積的永磁體在它產(chǎn)生的外磁場(chǎng)中的儲(chǔ)存的能量為W = BH / 2 單位名稱為千焦每立方米，單位符號(hào)為kJ/m”3。3. 4軟磁樣品性能參數(shù)3. 4. 1 起始磁導(dǎo)率 p i Initial permeability p i處于磁中性狀態(tài)下的材料，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度趨于無(wú)限小時(shí)，磁導(dǎo)率的極限值。注：(1)當(dāng)材料處于靜態(tài)磁化條件下，定義p ist

6、= lim(B/H/p 0)，其中H 0，稱為靜態(tài)起始磁導(dǎo)率。當(dāng)材料處于動(dòng)態(tài)磁化條件下，定義p i = lim p a，其中H f 0，稱為起 始磁導(dǎo)率。(2)實(shí)際工作中磁場(chǎng)強(qiáng)度取技術(shù)約定值，其值由有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)) 中規(guī)定。此量無(wú)量鋼。3. 4. 2 最大磁導(dǎo)率 p m Maximum permeability p max對(duì)應(yīng)正常磁化曲線上各點(diǎn)磁導(dǎo)率的最大值。此量無(wú)量鋼。3. 4. 3 剩磁 Br Remanence Br與3. 3. 1的定義相同。3. 4. 4 飽和磁通密度(飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度)Bs Saturation flux density (Saturation magnet

7、ic induction) Bs磁性材料磁化到飽和時(shí)的磁通密度。注：實(shí)際應(yīng)用中，通常指基本達(dá)到磁飽和的某一指定磁場(chǎng)強(qiáng)度值所對(duì)應(yīng)的磁通密 度值。單位名稱為特斯拉，單位符號(hào)為T。3. 4. 5 矯頑力 Hc Coercivity Hc磁場(chǎng)強(qiáng)度從材料飽和狀態(tài)單調(diào)變化所得到的矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度值。單位名稱為安每米，單位符號(hào)為A/m。3.4. 6 測(cè)試頻率 f Frequency f指勵(lì)磁電源的輸出頻率。單位名稱為赫芝，單位符號(hào)為Hz。3. 4. 7 振幅磁導(dǎo)率 Pa Amplitude permeability Ma當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間周期變化時(shí)，其平均值為零且材料處于規(guī)定的磁中性狀態(tài) 時(shí)，在磁通密度或磁場(chǎng)強(qiáng)度

8、的某一規(guī)定幅值下，磁通密度的峰值除以外加磁場(chǎng)強(qiáng) 度的峰值，所得到的相對(duì)磁導(dǎo)率。注：（1）通常情況下，使用兩種振幅（幅值）磁導(dǎo)率，艮即都取磁通密度峰值Bm 和磁場(chǎng)強(qiáng)度峰值Hm ；或者均取上述兩者基波分量的峰值（在此情況下，還必須 區(qū)分哪個(gè)波形為正弦波）。（2）在極限情況下，如果材料處于循環(huán)磁狀態(tài)，則Bm和Hm可以是靜態(tài)值。此量無(wú)量鋼。3. 4. 8 損耗角 6 loss angle 6指磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度基波分量之間的相位移。單位名稱為度（弧度），單位符號(hào)為（）（rad）。3. 5. 9 磁性材料的總損耗 Pt Total losses of a magnetic material Pt 指磁性

9、材料從隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)中吸收的并以熱的形式耗散的功率。 單位名稱為瓦，單位符號(hào)為W。注：在實(shí)際應(yīng)用中，用Pc代表Pt。3. 5. 10 比總損耗 Ps（Pv）Total loss density Ps（Pv）指在均勻磁化材料中，總損耗除以物體的質(zhì)量（或體積）。單位名稱為瓦每千克（瓦每立方米），單位符號(hào)為W/kg（W/m3）。3. 5. 13 最大磁通密度 Bm Maximum magnetic flux density Bm指交流磁滯回線上所對(duì)應(yīng)的最大磁通密度值。單位名稱為特斯拉，單位符號(hào)為T。3. 5. 14 最大磁場(chǎng)強(qiáng)度 Hm Maximum magnetic field strengt

10、h Hm 指交流磁滯回線上所對(duì)應(yīng)的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度值。單位名稱為安每米，單位符號(hào)為A/m。Hk:對(duì)于HcJ大于2000 kA/m的材料，測(cè)量HcJ將變得極其困難，這時(shí)采用Hk值 代替HcJ值。Hk值是磁極化強(qiáng)度在退磁曲線上從剩磁點(diǎn)變到Br的90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度值。單位名稱為安每米，單位符號(hào)為A/m。Hm:最大磁場(chǎng)強(qiáng)度 Hm Maximum magnetic field strength Hm 指交流磁滯回線上所對(duì)應(yīng)的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度值。單位名稱為安每米，單位符號(hào)為A/m。1、磁性材料基礎(chǔ)知識(shí)1）概述磁性材料可以有不同的分類方式：按其應(yīng)用可以分為：硬（永）磁材料，軟磁材料、磁信息材料、磁光材料等；按

11、其電性能可分為：金屬磁性材料和非金屬磁性材料（主要是鐵氧體）；按原子排列狀態(tài)可分為：多晶磁性材料、單品磁性材料、非品磁性材料和磁性液 體四大類。永磁材料人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，同時(shí)也是目前種類繁多、進(jìn)展迅速和應(yīng)用廣泛的 磁性材料。從二十世紀(jì)初，標(biāo)志永磁材料性能的最大磁能積BHmax就隨年代呈指 數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)。目前用的永磁材料，按最大磁能積大小可分為高磁能積永磁材料， 一般指BHmax大于160KJ/m3的材料，這包括SmCO5型、Sm2CO5型和NdFeB型稀 土永磁材料。我國(guó)是世界上稀土蘊(yùn)藏量最豐富（占世界總蘊(yùn)藏量的80%以上）的 國(guó)家，稀土永磁材料的研究和生產(chǎn)水平居世界前列。中磁能積永磁材料，B

12、Hmax 在3280KJ/m3之間。目前主要FeCrCo系等兩類材料。低磁能積永磁材料， BHmax32KJ/m3。目主要有鋇（鍶）鐵氧體和含Co量低的AlNiCo系和FeCrCo 系材料。其中鐵氧體永磁材料因價(jià)格低、矯頑力高，在目前各國(guó)的永磁材料生產(chǎn) 上，產(chǎn)值和產(chǎn)量都居首位。我們生產(chǎn)的也正是此類磁性材料鍶永磁鐵氧體材 料。永磁鐵氧體材料的性能分類有多種分類，常見的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和日 本TDK公司標(biāo)準(zhǔn)，但各磁性材料生產(chǎn)企業(yè)常常都有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們也有自 己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（）2）磁學(xué)基本術(shù)語(yǔ)磁場(chǎng)：（國(guó)際電工委員會(huì)IEC的定義）電磁場(chǎng)的組成部分，采用磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁 通密度B表示其特征。

13、（我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義）磁場(chǎng)是一種場(chǎng)，其特征可在場(chǎng)內(nèi)運(yùn) 動(dòng)著的帶電粒子所受的力來(lái)確定，這種力源于粒子的運(yùn)動(dòng)及其所帶電荷。磁場(chǎng)強(qiáng)度：指空間某處磁場(chǎng)的大小，用H表示，它的單位是安/米（A/m）。在任何磁介質(zhì)中，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與同一點(diǎn)的磁導(dǎo)率p的比值稱為 該點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H，即：H=B/p。方向與磁力線在該點(diǎn)處的切線方向一致，單 位：安/米（A/m）注意事項(xiàng)：磁場(chǎng)強(qiáng)度H與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的名稱很相似，切忌混淆。H是為計(jì)算 的方便引入的物理量。磁化強(qiáng)度：指材料內(nèi)部單位體積的磁矩矢量和，用M表示，單位是安/米（A/m）。磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義是：B=m0（H+M），其中M和H分別是磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)

14、強(qiáng)度， 而m0是一個(gè)系數(shù)，叫做真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度，單位是特斯 拉（T）。磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力 F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng) 度，B=F/IL。又因?yàn)?二BS，則B=S/S，所以，磁感應(yīng)強(qiáng)度又等于穿過(guò)單位面積的磁通量，故 磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度。磁通量：垂直于某一面積所通過(guò)的磁力線的多少叫做磁通量或磁通，用*表示,*二BS， 單位韋伯（Wb）。如果磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，某平面的面積為S，該平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向間的夾角 為0，那么該平面的磁通量為* =BSsin0。導(dǎo)磁率：導(dǎo)磁率的定義是m=B

15、/m0H，是磁化曲線（見材料的靜態(tài)磁化）上任意一點(diǎn)上B和 H的比值。導(dǎo)磁率實(shí)際上代表了磁性材料被磁化的容易程度，或者說(shuō)是材料對(duì)外 部磁場(chǎng)的靈敏程度。磁滯回線：鐵磁體從正向全反向，再至正向反復(fù)磁化全技術(shù)飽和一周，所得到的B與H的閉 合關(guān)系曲線稱為磁滯回線。剩磁 Br、UoMr 或 4n Mr :永磁體從磁化全技術(shù)飽和并去掉外磁場(chǎng)后，所保留的Mr、UoMr或4n Mr或Br， 分別稱為剩余磁化強(qiáng)度，剩余內(nèi)稟磁感應(yīng)強(qiáng)度和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，它們統(tǒng)稱為剩 磁。矯頑力Hcb、Hcj :使磁化全技術(shù)飽和的永磁體的B（磁感應(yīng)強(qiáng)度）降低至零所需要的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度 稱為磁感矯頑力，同理，使內(nèi)稟磁感強(qiáng)度UoM或Mr降低

16、至零所需的反向磁場(chǎng)強(qiáng) 度稱為內(nèi)稟矯頑力。最大磁能積:（BH）max退磁曲線上任何一點(diǎn)的B和H的乘積即Bm、Hm和（BH）代表了磁鐵在 氣隙空間所建立的磁能量密度，即氣隙單位體積的靜磁能量，由于這項(xiàng)能量等于 磁鐵Bm與Hm的乘積，因此稱為磁能積，磁能積隨B而變化的關(guān)系曲線稱為磁能 曲線，其中一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Bd和Hd的乘積有最大值，稱為最大磁能積。彎曲點(diǎn)Hk：通常將內(nèi)稟退磁曲線上的點(diǎn)Bi=0.9Br相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)稱為彎曲點(diǎn)磁場(chǎng)Hk，Hk越大 意味著內(nèi)稟退磁曲線的方形度越好。剩磁溫度系數(shù)（a Br）溫度在某范圍內(nèi)變化時(shí)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度可逆變化的百分?jǐn)?shù)與溫度變化度數(shù)的比 值，稱為剩余磁溫度系數(shù)。磁化強(qiáng)度矯頑力

17、溫度系數(shù)（6 Hcj）溫度在某范圍內(nèi)變化時(shí)，磁化強(qiáng)度矯頑力可逆變化的百分?jǐn)?shù)與溫度變化度數(shù)的比 值。3）磁性基本現(xiàn)象自發(fā)磁化：原子的核外電子圍繞核旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生磁矩，磁矩不能抵消，從而產(chǎn)生剩余的磁矩。 但是，如果每個(gè)原子的磁矩仍然混亂排列，那么整個(gè)物體仍不能具有磁性。只有 所有原子的磁矩沿一個(gè)方向整齊地排列，就象很多小磁鐵首尾相接，才能使物體 對(duì)外顯示磁性，成為磁性材料。這種原子磁矩的整齊排列現(xiàn)象，就稱為自發(fā)磁化。既然磁性材料內(nèi)部存在自發(fā)磁化，那么是不是物體中所有的原子都沿一個(gè)方向排 列整齊了呢？當(dāng)然不是，否則，凡是鋼鐵等就會(huì)永遠(yuǎn)帶有磁性，成為一塊大磁鐵， 永遠(yuǎn)能夠相互吸引了（實(shí)際上，兩塊軟鐵不會(huì)自

18、己相互吸引）。事實(shí)上，磁性材 料絕大多數(shù)都具有磁疇結(jié)構(gòu)，使得它們沒有磁化時(shí)不顯示磁性。磁疇：所謂磁疇，是指磁性材料內(nèi)部的一個(gè)個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)部包含大量原子，這 些原子的磁矩都象一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩 排列的方向不同。各個(gè)磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很 多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結(jié)果相互抵消，矢量和為零，整個(gè)物 體的磁矩為零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是說(shuō)磁性材料在正常情況下 并不對(duì)外顯示磁性。只有當(dāng)磁性材料被磁化以后，它才能對(duì)外顯示出磁性。居里溫度: 對(duì)于所有的磁性材料來(lái)說(shuō)，并不是在任何溫度下都具有磁性。一般地，磁性材料

19、 具有一個(gè)臨界溫度Tc,在這個(gè)溫度以上，由于高溫下原子的劇烈熱運(yùn)動(dòng)，原子 磁矩的排列是混亂無(wú)序的。在此溫度以下，原子磁矩排列整齊，產(chǎn)生自發(fā)磁化， 物體變成鐵磁性的。利用這個(gè)特點(diǎn)，人們開發(fā)出了很多控制元件。例如，我們使用的電飯鍋就利用了 磁性材料的居里點(diǎn)的特性。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居里點(diǎn)為 105度的磁性材料。當(dāng)鍋里的水分十了以后，食品的溫度將從100度上升。當(dāng)溫 度到達(dá)大約105度時(shí)，由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對(duì)它失去 了吸力，這時(shí)磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會(huì)把它們分開，同時(shí)帶動(dòng)電源開關(guān)被 斷開，停止加熱。鍶鐵氧體永磁材料的居里溫度在45046OC附近，我們常在

20、小電爐將產(chǎn)品退磁、 以及測(cè)試性能后的產(chǎn)品退磁、余磁產(chǎn)品退磁也正是基于此原理.什么是永磁材料的磁性能，它包括哪些指標(biāo)永磁材料的主要磁性能指標(biāo)是：剩磁(Jr, Br)、矯頑力(bHc)、內(nèi)稟矯頑力(jHc)、 磁能積(BH)m。我們通常所說(shuō)的永磁材料的磁性能，指的就是這四項(xiàng)。永磁材料 的其它磁性能指標(biāo)還有：居里溫度(Tc)、可工作溫度(Tw)、剩磁及內(nèi)稟矯頑力的 溫度系數(shù)，？)、回復(fù)導(dǎo)磁率rec.)、退磁曲線方形度rec., Hk/ jHc)、高溫減 磁性能以及磁性能的均一性等。除磁性能外，永磁材料的物理性能還包括密度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等； 機(jī)械性能則包括維氏硬度、抗壓(拉)強(qiáng)度、沖擊韌

21、性等。此外，永磁材料的性 能指標(biāo)中還有重要的一項(xiàng)，就是表面狀態(tài)及其耐腐蝕性能。什么叫磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)1820年，丹麥科學(xué)家奧斯特(H. C. Oersted)發(fā)現(xiàn)通有電流的導(dǎo)線可以使其附近 的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而揭示了電與磁的基本關(guān)系，誕生了電磁學(xué)。實(shí)踐表明：通 有電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在其周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流的大小成正比，與離開導(dǎo) 線的距離成反比。定義載有1安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線1/(2?)米遠(yuǎn)處 的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1A/m(安/米，國(guó)際單位制SI)；在CGS單位制(厘米-克-秒)中，為 紀(jì)念?yuàn)W斯特對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn)，定義載有1安培電流的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線0.2 厘米遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1Oe （奧

22、斯特），1Oe=1/（4?）?103A/m。磁場(chǎng)強(qiáng)度通常用H 表示。什么叫磁極化強(qiáng)度（J），什么叫磁化強(qiáng)度（M），=者有何區(qū)別現(xiàn)代磁學(xué)研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。磁性材料也不例外，其鐵磁現(xiàn)象 是起源于材料內(nèi)部原子的核外電子運(yùn)動(dòng)形成的微電流，亦稱分子電流。這些微電 流的集合效應(yīng)使得材料對(duì)外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因?yàn)槊恳粋€(gè)微電流都產(chǎn) 生磁效應(yīng)，所以把一個(gè)單位微電流稱為一個(gè)磁偶極子。定義在真空中每單位外磁場(chǎng)對(duì)一個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的最大力矩為磁偶極矩pm，每 單位材料體積內(nèi)磁偶極矩的矢量和為磁極化強(qiáng)度J，其單位為T （特斯拉，在CGS 單位制中，J的單位為Gs，1T=104Gs）。定義一個(gè)磁偶極

23、子的磁矩為pm/?0，?0為真空磁導(dǎo)率，每單位材料體積內(nèi)磁矩的 矢量和為磁化強(qiáng)度M，其SI單位為A/m，CGS單位為Gs（高斯）。M與J的關(guān)系為：J二?0M，在CGS單位制中，?0=1，故磁極化強(qiáng)度與磁化強(qiáng)度的 值相等；在SI單位制中，？0=4?10-7H/m（亨/米）。什么叫磁感應(yīng)強(qiáng)度（B），什么叫磁通密度（B），B與H，J，M之間存在什么樣的關(guān)系理論與實(shí)踐均表明，對(duì)任何介質(zhì)施加一磁場(chǎng)H時(shí)（該磁場(chǎng)可由外部電流或外部永 磁體提供，亦可由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供，由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供的 磁場(chǎng)又稱退磁場(chǎng)-關(guān)于退磁場(chǎng)的概念，見9 Q），介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度并不等于 H，而是表現(xiàn)為H與介質(zhì)的磁極化

24、強(qiáng)度J之和。由于介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度是由磁 場(chǎng)H通過(guò)介質(zhì)的感應(yīng)而表現(xiàn)出來(lái)的，為與H區(qū)別，稱之為介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，記 為B：B=?0H+J （SI 單位制）（1-1）B=H+4?M （CGS 單位制）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位為T，CGS單位為Gs（1T=104Gs）。對(duì)于非鐵磁性介質(zhì)如空氣、水、銅、鋁等，其磁極化強(qiáng)度J、磁化強(qiáng)度M幾乎等 于0，故在這些介質(zhì)中磁場(chǎng)強(qiáng)度H與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相等。由于磁現(xiàn)象可以形象地用磁力線來(lái)表示，故磁感應(yīng)強(qiáng)度B又可定義為磁力線通量 的密度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁通密度B在概念上可以通用。什么叫剩磁(Jr, Br),為什么在永磁材料的退磁曲線上任意測(cè)量點(diǎn)的磁極 化強(qiáng)度J值和磁感應(yīng)強(qiáng)度B

25、值必然小于剩磁Jr和Br值永磁材料在閉路狀態(tài)下經(jīng)外磁場(chǎng)磁化至飽和后，再撤消外磁場(chǎng)時(shí)，永磁材料的磁 極化強(qiáng)度J和內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不會(huì)因外磁場(chǎng)H的消失而消失，而會(huì)保持一定 大小的值，該值即稱為該材料的剩余磁極化強(qiáng)度Jr和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br，統(tǒng)稱 剩磁。剩磁Jr和Br的單位與磁極化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度單位相同。根據(jù)關(guān)系式(1-1)可知，在永磁材料的退磁曲線上，磁場(chǎng)H為0時(shí)，Jr=Br，磁場(chǎng) H為負(fù)值時(shí)，J與B不相等，便分成了 J-H和B-H二條曲線。從關(guān)系式(1-1)還可 以看到，隨著反向磁場(chǎng)H的增大，B從最大值Br=Jr變化到0，最后為負(fù)值，對(duì) 于現(xiàn)代永磁材料，B退磁曲線的變化規(guī)律往往為直線；J退磁

26、曲線的變化規(guī)律則 不同：隨著反向磁場(chǎng)H的增大，B值線性減小，由于B值的減小量總是大于或等 于反向磁場(chǎng)H的增大量，故在J退磁曲線上的一定區(qū)域內(nèi)可以保持相對(duì)平直的直 線，但其J值總是小于Jr。什么叫矯頑力(bHc)，什么叫內(nèi)稟矯頑力(jHc)？在永磁材料的退磁曲線上，當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值bHc時(shí)，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng) 度B為0，稱該反向磁場(chǎng)H值為該材料的矯頑力bHc；在反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí)，磁 體對(duì)外不顯示磁通，因此矯頑力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁 效應(yīng)的能力。矯頑力bHc是磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參量之一。值得注意的是：矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。因?yàn)閺?1-1)式可以看

27、 到，在H= bHc處，B=0，則?0 bHc =J，上面已經(jīng)說(shuō)明，在J退磁曲線上任意點(diǎn) 的磁極化強(qiáng)度值總是小于剩磁Jr，故矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。例 如：Jr=12.3kGs的磁體，其bHc不可能大于12.3kOe。換句話說(shuō)，剩磁Jr在數(shù) 值上是矯頑力bHc的理論極限。當(dāng)反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí)，雖然磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，磁體對(duì)外不顯示磁通， 但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0，也就是說(shuō)此時(shí)磁體的磁極化 強(qiáng)度J在原來(lái)的方向往往仍保持一個(gè)較大的值。因此，bHc還不足以表征磁體的 內(nèi)稟磁特性；當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值jHc時(shí)，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢 量和為0，稱該反向

28、磁場(chǎng)H值為該材料的內(nèi)稟矯頑力jHc。內(nèi)稟矯頑力jHc是永磁材料的一個(gè)非常重要的物理參量，對(duì)于jHc遠(yuǎn)大于bHc 的磁體，當(dāng)反向磁場(chǎng)H大于bHc但小于jHc時(shí)，雖然此時(shí)磁體已被退磁到磁感應(yīng) 強(qiáng)度B反向的程度，但在反向磁場(chǎng)H撤消后，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B仍能因內(nèi)部的 微觀磁偶極矩的矢量和處在原來(lái)方向而回到原來(lái)的方向。也就是說(shuō)，只要反向磁 場(chǎng)H還未達(dá)到j(luò)Hc,永磁材料便尚未被完全退磁。因此，內(nèi)稟矯頑力jHc是表征 永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)，以保持其原始磁化狀態(tài)能力的一個(gè) 主要指標(biāo)。矯頑力bHc和內(nèi)稟矯頑力jHc的單位與磁場(chǎng)強(qiáng)度單位相同.在永磁材料的B退磁曲線上（二象限），不同的點(diǎn)對(duì)應(yīng)著磁體

29、處在不同的工作狀 態(tài)，B退磁曲線上的某一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的Bm和Hm （橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)）分別代表磁體 在該狀態(tài)下，磁體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的大小，Bm和Hm的絕對(duì)值的乘積（BmHm）代表磁體在該狀態(tài)下對(duì)外做功的能力，等同于磁體所貯存的磁能量，稱 為磁能積。在B退磁曲線上的Br點(diǎn)和bHc點(diǎn)，磁體的（BmHm）=0，表示此時(shí)磁 體對(duì)外做功的能力為0，即磁能積為0；磁體在某一狀態(tài)下（BmHm）的值最大， 表示此時(shí)磁體對(duì)外做功的能力最大，稱為該磁體的最大磁能積，或簡(jiǎn)稱磁能積， 記為（BH）max或（BH）m。因此，人們通常都希望磁路中的磁體能在其最大磁能積 狀態(tài)下工作。磁能積的單位在SI制中為J/m3（焦耳

30、/立方米），在CGS制中為MGOe（兆高奧斯 特），4?10 J/m3=1 MGOe。什么叫居里溫度（Tc），什么叫磁體的可工作溫度Tw，二者有何關(guān)系隨著溫度的升高，由于物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的熱振蕩加劇，磁性材料內(nèi)部的微觀磁 偶極矩的排列逐步紊亂，宏觀上表現(xiàn)為材料的磁極化強(qiáng)度J隨著溫度的升高而減 小，當(dāng)溫度升高至某一值時(shí)，材料的磁極化強(qiáng)度J降為0，此時(shí)磁性材料的磁特 性變得同空氣等非磁性物質(zhì)一樣，將此溫度稱為該材料的居里溫度Tc。居里溫 度Tc只與合金的成分有關(guān)，與材料的顯微組織形貌及其分布無(wú)關(guān)。在某一溫度下永磁材料的磁性能指標(biāo)與室溫相比降低一規(guī)定的幅度，將該溫度稱 為該磁體的可工作溫度Tw。由于

31、磁性能的這一降低幅度需要視該磁體的應(yīng)用條 件及要求而定，因此，所謂的磁體的可工作溫度Tw對(duì)于同一磁體來(lái)說(shuō)是一個(gè)待 定值，也就是說(shuō)，同一永磁體在不同的應(yīng)用場(chǎng)合可以有不同的可工作溫度Tw。顯然，磁性材料的居里溫度Tc代表著該材料的理論工作溫度極限。事實(shí)上，永 磁材料的實(shí)際可工作Tw遠(yuǎn)低于Tc。例如，純?nèi)腘d-Fe-B磁體的Tc為312?C， 而其實(shí)際可工作Tw通常不到100?C。通過(guò)在Nd-Fe-B合金中添加重稀土金屬以 及Co、Ga等元素，可顯著提高Nd-Fe-B磁體的Tc和可工作Tw。值得注意的是， 任何永磁體的可工作Tw不僅與磁體的Tc有關(guān)，還與磁體的jHc等磁性能指標(biāo)、 以及磁體在磁路

32、中的工作狀態(tài)有關(guān)。什么叫永磁體的回復(fù)導(dǎo)磁率rec.），什么叫J退磁曲線方形度（Hk/jHc），它們有 何意義當(dāng)磁體處在動(dòng)態(tài)工作條件下時(shí)，外部反向磁場(chǎng)H或磁體內(nèi)部的退磁場(chǎng)Hd呈周期 性變化，此時(shí)如圖2所示的工作點(diǎn)D亦呈周期性往復(fù)變化，定義在磁體的B退磁 曲線上工作點(diǎn)D往復(fù)變化的軌跡為磁體的動(dòng)態(tài)回復(fù)線，該線的斜率為回復(fù)導(dǎo)磁 率?rec.。顯然，回復(fù)導(dǎo)磁率?rec.表征了磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性，它也 是永磁體的B退磁曲線方形度，因此它是永磁體的一個(gè)重要的磁特性指標(biāo)之一。 對(duì)于Nd-Fe-B燒結(jié)磁體，B退磁曲線為直線且bHc約等于Br，其回復(fù)導(dǎo)磁率?rec. 等于B退磁曲線的斜率且?rec.=1

33、.031.10。?rec越小，磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下 的穩(wěn)定性就越好。值得注意的是，若磁體的B退磁曲線不是直線，則磁體的回復(fù)導(dǎo)磁率?rec.在不 同工作點(diǎn)就有不同的值，此時(shí)如何把磁體設(shè)計(jì)在最穩(wěn)定的工作狀態(tài)，就顯得非常 重要。定義磁體的J退磁曲線上，J=0.9Jr時(shí)的反向磁場(chǎng)大小為Hk，Hk/jHc可以直觀 地表示磁體的J退磁曲線方形度。對(duì)于具有高jHc的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體，jHc遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于bHc，當(dāng)反向磁場(chǎng)大于bHc但小于jHc時(shí)，相應(yīng)的B退磁曲線已進(jìn)入第三 象限。由（1-1）式可知，此時(shí)若磁體的J退磁曲線仍為直線，則相應(yīng)第三象限 的B退磁曲線亦保持直線，此時(shí)磁體的?rec仍保持較小值，在反

34、向外磁場(chǎng)撤消 后，磁體的工作點(diǎn)仍能恢復(fù)到原來(lái)的位置。因此，Hk/jHc也是永磁體的一個(gè)重 要的磁特性指標(biāo)之一，它和?rec 一樣，表征了磁體在動(dòng)態(tài)工作條件下的穩(wěn)定性。金屬磁性材料分為幾大類，它們是如何劃分的金屬磁性材料分為永磁材料、軟磁材料二大類。通常將內(nèi)稟矯頑力大于0.8kA/m 的材料稱為永磁材料，將內(nèi)稟矯頑力小于0.8kA/m的材料稱為軟磁材料。什么叫Nd-Fe-B永磁體，它分幾大類Nd-Fe-B永磁體是1982年發(fā)現(xiàn)的迄今為止磁性能最強(qiáng)的永磁材料。其主要化學(xué) 成分為Nd （釹）、Fe （鐵）、B（硼），其主相晶胞在晶體學(xué)上為四方結(jié)構(gòu)，分 子式為Nd2Fe14B（簡(jiǎn)稱2:14:1相）。除

35、主相Nd2Fe14B外，Nd-Fe-B永磁體中還 含有少量的富Nd相、富B相等其它相。其中主相和富Nd相是決定Nd-Fe-B磁體 永磁特性的最重要的二個(gè)相。今天，Nd-Fe-B永磁體已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、醫(yī)療 器械、通訊器件、電子器件、磁力機(jī)械等領(lǐng)域。Nd-Fe-B磁體分為燒結(jié)和粘結(jié)二大類。通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體是用粉末冶金方 法制造的各向異性致密磁體；而通常的Nd-Fe-B粘結(jié)磁體是用激冷的方法獲得微 品粉末，每個(gè)粉末內(nèi)含有多個(gè)Nd-Fe-B微晶晶粒，再用聚合物或其它粘結(jié)劑將粉 末粘結(jié)成大塊磁體，因而通常的Nd-Fe-B粘結(jié)磁體是非致密的各向同性磁體。因 此，通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體

36、的磁性能遠(yuǎn)高于Nd-Fe-B粘結(jié)磁體，但Nd-Fe-B 粘結(jié)磁體有著許多Nd-Fe-B燒結(jié)磁體不可替代的優(yōu)點(diǎn)：可以用壓結(jié)、注射等成型 方法制作尺寸小、形狀復(fù)雜、幾何精度高的永磁體，并容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生 產(chǎn)；另外，Nd-Fe-B粘結(jié)磁體還便于任意方向充磁，能方便制作多極乃至無(wú)數(shù)極 的整體磁體，而這對(duì)于Nd-Fe-B燒結(jié)磁體來(lái)說(shuō)通常很難實(shí)現(xiàn)；由于Nd-Fe-B粘結(jié) 磁體中主相Nd2Fe14B呈微品狀態(tài)，因此它還具有比燒結(jié)磁體耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。什么叫Nd2Fe14B主相主相Nd2Fe14B是Nd-Fe-B永磁體中唯一的具有單軸各向異性的硬磁性相，其體 積分?jǐn)?shù)占磁體中各相的90%以上，因而稱為主相。

37、其晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示：品格 常數(shù)a = 0.882nm，c = 1.224nm，c軸為易磁化軸，每個(gè)單胞含有4個(gè)分子式的 68個(gè)原子。Nd2Fe14B相的內(nèi)稟磁性是：居里溫度Tc=585K，室溫各向異性常數(shù) K1 = 4.2MJ/m3，K2 = 0.7MJ/m3，各向異性場(chǎng)？0Ha = 7.3T，室溫飽和磁極化強(qiáng)度 Js = 1.61T。Nd2Fe14B的基本磁疇結(jié)構(gòu)參數(shù)為：疇壁能密度?=30MJ/m2，疇壁厚 度?=5.2nm，單疇粒子臨界尺寸Dc=0.26?m。若磁體的成分中添加了合金元素，主相的晶體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，但其內(nèi)稟磁性 會(huì)發(fā)生一定的改變，添加合金元素的目的是為了改善磁體的內(nèi)稟矯

38、頑力或其它特 性。值得注意的是：在磁體中添加任何合金元素都會(huì)降低主相Nd2Fe14B的飽和 磁極化強(qiáng)度Js。什么叫富Nd相，它有何意義除主相Nd2Fe14B夕卜，Nd-Fe-B磁體中的另一重要的相就是富Nd相。富Nd相的 成分和結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜:Nd含量可以從55%到95%以上，其晶體結(jié)構(gòu)可以是fcc（面 心立方）、dhcp（雙六方）或非晶態(tài)。其結(jié)構(gòu)和成分隨磁體合金的成分、工藝而變 化。例如，鑄錠中的富Nd相的成分、結(jié)構(gòu)與燒結(jié)態(tài)磁體是不同的；而燒結(jié)態(tài)磁 體中的富Nd相的成分、結(jié)構(gòu)與回火態(tài)磁體又不相同。富Nd相的存在是大塊 Nd-Fe-B磁體具有高矯頑力的重要原因，永磁材料工作者的重要任務(wù)之一就是

39、認(rèn) 識(shí)、了解和控制富Nd相。由13 Q可知，若磁體中只存在主相Nd2Fe14B，則磁體在磁化或反磁化過(guò)程中， 內(nèi)部的疇壁很容易移動(dòng)，在宏觀上表現(xiàn)為磁體很容易被磁化或反磁化，Nd-Fe-B 磁體的矯頑力就很低；若主相Nd2Fe14B品粒周圍被非磁性的富Nd相包圍，則磁 體在磁化或反磁化過(guò)程中，磁體內(nèi)部疇壁的移動(dòng)便只限于一個(gè)晶粒內(nèi)進(jìn)行，在宏 觀上表現(xiàn)為磁體較難被磁化或反磁化，Nd-Fe-B磁體的矯頑力就較高。Nd-Fe-B磁體中的氧主要富集在富Nd相內(nèi)，起著破壞富Nd相對(duì)主相Nd2Fe14B 晶粒的隔離作用，因此氧對(duì)Nd-Fe-B磁體的矯頑力的影響很大。此外，氧對(duì)富 Nd相在燒結(jié)后冷卻時(shí)的共晶行為

40、以及富Nd相與主相之間的邊界特征產(chǎn)生重要影 響。Nd-Fe-B燒結(jié)磁體的制作工藝是什么樣的流程在中國(guó)，通常的Nd-Fe-B燒結(jié)磁體制作工藝流程是：熔煉合金一一制粉一一取向壓型燒結(jié)回火磁性能檢測(cè)毛 坯精整切割精磨半成品檢驗(yàn)電鍍成品檢驗(yàn)包 裝入庫(kù)。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的機(jī)械性能有何特點(diǎn)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的基本機(jī)械性能如下：可見，燒結(jié)Nd-Fe-B磁體是一種典型的脆性材料。在磁體的加工、組裝、使用過(guò) 程中，需注意防止磁體承受劇烈的沖擊、碰撞、和過(guò)大的張應(yīng)力，以免磁體開裂 或崩邊掉角。值得注意的是，由于充磁狀態(tài)的燒結(jié)Nd-Fe-B磁體磁力很強(qiáng)，在操作磁化狀態(tài)的 磁體時(shí)，還需特別注意人身安全。對(duì)于

41、尺寸較大的磁化狀態(tài)磁體的組裝，必須事 先配備好相應(yīng)的組裝工具，防止因磁體的強(qiáng)吸合力扎傷手指。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的電鍍工藝有何特點(diǎn)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體電鍍的基本工藝大致可分為如下三個(gè)階段：鍍前表面處理磁體鍍前要進(jìn)行除油、清洗、浸蝕（活化）、再清洗等表面處理，電鍍前磁體的 表面要做到無(wú)油污、無(wú)氧化皮及銹蝕物等，鍍前磁體的表面狀況直接影響產(chǎn)品的 鍍層質(zhì)量。電鍍經(jīng)表面處理后的磁體進(jìn)行電鍍時(shí)，鍍層質(zhì)量的好壞主要取決于鍍液配方和操作條 件等因素。因此，在電鍍操作過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范，控制好鍍液成分、 添加劑配比、工作溫度、電流密度等參數(shù)，并根據(jù)鍍層厚度要求和沉積速度，控 制好電鍍時(shí)間。鍍后處理

42、鍍后處理也是電鍍中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。例如，磁體在電鍍后一般要進(jìn)行中和處理 和清洗，有時(shí)還要進(jìn)行光澤處理（出光）、鈍化、有機(jī)物涂覆等處理以滿足產(chǎn)品 的特殊要求。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的深加工工藝有何特點(diǎn)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的深加工工藝流程是：磁體毛坯-外輪廓精整-切割-精磨-倒角-電鍍-檢驗(yàn)、測(cè)試 -成品磁體的外輪廓精整一般用無(wú)心磨床（圓柱形磁體）或平面磨床（方形磁體）完成， 使毛坯磁體具有規(guī)整的外輪廓度并達(dá)到規(guī)定的幾何尺寸；切割工序是用金剛石內(nèi)圓切片機(jī)或線切割機(jī)，將精整后的毛坯磁體切割成接近成 品的形狀和尺寸；精磨工序是將切割好的磁體用平面磨床、雙面磨床或其它磨床將磁體的尺寸、形 位公差加工到

43、成品所規(guī)定的要求；倒角是電鍍前的預(yù)處理工序，為減緩在電鍍過(guò)程中磁體棱邊因電流密度相對(duì)集中 而造成的鍍層厚度不均勻。由于通常的燒結(jié)Nd-Fe-B成品磁體尺寸小、形狀不一， 因此采用自由滾磨光整工藝最為適合該產(chǎn)品的大批量倒角加工。自由滾磨光整技 術(shù)有：振動(dòng)式滾磨光整、渦流式滾磨光整、離心式滾磨光整、主軸式滾磨光整等 多種方法。其中，振動(dòng)式滾磨光整生產(chǎn)效率高、倒角速度快，已廣泛為燒結(jié) Nd-Fe-B磁體深加工廠家所采用；電鍍是為了在磁體表面形成對(duì)磁體的保護(hù)層，通常采用自由滾鍍工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì) 于尺寸較大的磁體，則采用掛鍍工藝。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的鍍層視磁體的使用環(huán) 境和外觀要求分鍍Ni、鍍Zn、磷化、電泳、合金鍍、復(fù)合鍍等。燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的表面保護(hù)層除電鍍外，還有物理氣相沉積（PVD）法，物理氣 相沉積又分蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍?nèi)?，可形成Al、Zn、Cr等鍍層；化學(xué)氣 相沉積（CVD）則可形成Ti、Cr等的氮化物、碳化物鍍層。此外，燒結(jié)Nd-Fe-B 磁體還可以用表面化學(xué)鈍化、化學(xué)鍍、熱浸漬、熱噴