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國(guó)內(nèi)外同行進(jìn)行過(guò)兩種設(shè)備的測(cè)試比較,發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題存在,當(dāng)兩種測(cè)試方法出現(xiàn)差異時(shí),并未對(duì)不同的測(cè)試方法上的差異造成做出更多的解釋和說(shuō)明,最多進(jìn)行過(guò)一些可測(cè)試范圍內(nèi)樣品的重復(fù)性比較,不能解決根本問(wèn)題。
針對(duì)永磁材料的磁性能測(cè)量,上海圣通電氣有限公司于2019年4月起開展進(jìn)行相關(guān)研究,借助于對(duì)軟磁開路樣品測(cè)量過(guò)程中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和處理問(wèn)題的快速相應(yīng)能力步是將電磁鐵法的研究工作做好,第二步做脈沖測(cè)量裝置,最后達(dá)到兩種測(cè)量方法的統(tǒng)一,因?yàn)橹挥胁捎脙煞N以上的測(cè)量方法對(duì)同一性能的產(chǎn)品,獲得同樣的測(cè)試結(jié)果,才真正具有說(shuō)服力。
針對(duì)目前當(dāng)IEC60404-5和IEC TR 62331 對(duì)同一樣品測(cè)試出現(xiàn)偏離時(shí),大家很少去關(guān)心相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性,或驗(yàn)證該標(biāo)準(zhǔn)是否還存在缺陷。為銷售設(shè)備用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去否定另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn),同時(shí)給不出整個(gè)體系的說(shuō)明,或者僅僅依靠一部分零碎的、片面的試驗(yàn)證明該方法或標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性,這種現(xiàn)象還非常嚴(yán)重。
日本人2017年也進(jìn)行過(guò)脈沖法、電磁鐵法和超導(dǎo)VSM法的測(cè)試比較,差別相當(dāng)大,并在不斷的研究。尤其是高內(nèi)稟矯頑力測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一,目前是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。盡管IEC TR 62331方法中,引用退磁修正方法為陳篤行教授的兩篇論文;渦流通過(guò)f&2f條件下外推法修正,但不能很好的解釋與電磁鐵法差異的原因,且脈沖法測(cè)量設(shè)備目前比較昂貴,是一般企業(yè)用不起的設(shè)備,不能很好的為中國(guó)稀土永磁制造服務(wù)。發(fā)展電磁鐵測(cè)量法對(duì)中國(guó)稀土永磁制造是一個(gè)很有意義的工作,因此開發(fā)階段就從電磁鐵法測(cè)量稀土永磁開始。
針對(duì)目前電磁鐵法永磁磁測(cè)量的難點(diǎn),我們首先完成了薄型J線圈的制作,目前可以與德國(guó)瑪格力一樣完成厚度1mm固定J線圈的加工,標(biāo)定精度優(yōu)于0.3%,可以開展對(duì)高內(nèi)稟矯頑力薄樣品的測(cè)量,可將電磁鐵法和未來(lái)開發(fā)脈沖法研究聯(lián)系在一起。
針對(duì)電磁鐵測(cè)量法IEC60404-5進(jìn)行消化,并發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于電磁鐵間隙對(duì)測(cè)試偏差的計(jì)算公式存在錯(cuò)誤,并將添加間隙對(duì)NdFeB樣品的測(cè)試影響進(jìn)行相關(guān)研究,因?yàn)槲覀冇X(jué)得通過(guò)添加間隙測(cè)量并進(jìn)行修正將會(huì)成為一種工業(yè)磁測(cè)量中非常有意義的工作,后期將可能解決薄樣品免除應(yīng)力影響、重復(fù)測(cè)量、考核低溫條件下測(cè)量等一些重大的科研問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)成果也已經(jīng)向IEEE提交論文一篇。
1、AlNiCo添加不用間隙并進(jìn)行修正:
2、NdFeB添加不用間隙并進(jìn)行修正:
接下來(lái)就是做NdFeB電磁鐵法測(cè)量的深度研究課題,我們發(fā)現(xiàn)電磁鐵法采用鐵鈷合金極頭和純鐵極頭對(duì)NdFeB樣品測(cè)量Hk的較大差異性,這實(shí)際是一個(gè)非常嚴(yán)重,同時(shí)也非常有用的現(xiàn)象,基于當(dāng)時(shí)能力,我們?cè)谡撐闹兄皇呛粲鯓?biāo)準(zhǔn)中應(yīng)添加統(tǒng)一極頭材料,方便大家比對(duì)。
下面將我們對(duì)NdFeB電磁鐵法所測(cè)試的一些現(xiàn)象介紹給大家:
1、取N38SH同一材料不同厚度(4mm和8mm)的測(cè)量:
重點(diǎn):不同厚度條件下,測(cè)試結(jié)果一致,這也是以前我們說(shuō)IEC60404-5不應(yīng)該添加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求,因測(cè)試不同厚度樣品的數(shù)據(jù)沒(méi)差別。
2、取N42UH同一材料不同厚度(3.5mm、5mm和疊加8.5mm)的測(cè)量:
重點(diǎn):不同厚度的樣品,所獲得的Hcj存在差異,且越薄Hcj測(cè)試到的數(shù)據(jù)越大,經(jīng)過(guò)初步外推修正獲得材料的曲線:
3、取N35EH同一材料不同厚度(3mm、3mm、5mm和疊加6mm)的測(cè)量:
重點(diǎn):不同厚度的樣品,所獲得的Hcj存在差異,且越薄Hcj測(cè)試到的數(shù)據(jù)越大,經(jīng)過(guò)初步外推修正獲得材料的曲線:
經(jīng)過(guò)階段性對(duì)電磁鐵法永磁材料測(cè)試設(shè)備的研究,目前獲得一下幾點(diǎn)結(jié)論:
1、采用電磁鐵法測(cè)量永磁材料,原標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于間隙對(duì)磁測(cè)量數(shù)據(jù)影響的公式有錯(cuò)誤;
2、采用電磁鐵法測(cè)量永磁材料,在被測(cè)試樣品的內(nèi)稟矯頑力尚沒(méi)超過(guò)電磁鐵極頭所使用材料的飽和Ms 條件下,測(cè)試數(shù)據(jù)偏差極小,且與樣品的厚度沒(méi)有關(guān)聯(lián);
3、采用電磁鐵法測(cè)量永磁材料,在被測(cè)試樣品的內(nèi)稟矯頑力超過(guò)電磁鐵極頭所使用材料的飽和Ms 條件下,所測(cè)試的數(shù)據(jù)與實(shí)際永磁材料的特性存在差異,差異主要出現(xiàn)在Hcj值和J-H曲線上,二象限的B-H曲線沒(méi)有差異。
4、高內(nèi)稟矯頑力的稀土永磁材料可以通過(guò)測(cè)試不同厚度的樣品(至少2個(gè)),并做修正獲得該材料的真實(shí)曲線,從而將無(wú)解變成有解。
小結(jié):如此方法研究成功,將對(duì)現(xiàn)有IEC60404-5標(biāo)準(zhǔn)提出重大修改,可將原標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試一般永磁(Hcj≦600kA/m)采用掃描法測(cè)量,稀土永磁(Hcj>600kA/m測(cè)量)拋移法測(cè)量的后一段(如果采用FeCo 合金材料制作極頭)再細(xì)分為兩段,即Hcj:(600kA/m~1800kA/m)按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法,大于1800kA/m采用原來(lái)的方法測(cè)試不同厚度的兩個(gè)樣品,并加以修正獲得。