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磁粉探伤中的磁化后的初始磁化曲线
2016/3/31

磁粉探伤中的磁化后的初始磁化曲线

磁粉探伤中为了便于了解磁化的程度及性能,通常使用初始磁化曲线来直观的了解其磁化的能力,即磁粉探伤机磁粉探伤仪能够磁化工件的能力,也决定了磁粉探伤机、磁粉探伤仪在保证磁化效果的需求下能磁化何种尺寸的工件。

那么什么是初始磁化曲线呢?

是指磁特性材料在无磁性的状态下,初次被磁化的状态,通常用B-H,或M-H来表示磁特性材料的内磁场与外加磁场之间的关系,形成的走势曲线图被称为初始磁化曲线,常用以表征铁磁性材料的磁化特性。

举例研究:

选择一个铁磁性圆形环,在其表面绕上一定匝数的线圈,后串联一个滑动变阻器、一个电流表,接在电流源两端,通过调节滑变的阻值大小来改变线圈中通过电流的大小,利用磁强计放置于圆形环的中轴点来检测线圈在中轴点处感应到的磁感应强度,通过电流值计算出某一状态的磁场强度,后绘制磁场强度H与磁感应强度B对应关系曲线,如下图:

磁粉探伤机初始磁化曲线 

 

利用公式B=µ0H+µ0M来计算出磁化强度M与磁场强度H之间的曲线关系,如下图:

磁粉探伤仪初始磁化曲线 

M-H曲线反应了铁磁质的典型磁化特性,其具有典型性。实验结果表明铁磁质材料的磁化特性具有以下特点:

磁化前,铁磁性材料表现为磁中性,即对外不显示磁性,H=0,M=0;

当外加磁场逐增加时,M随H的增加而增加,表现为,刚开始状态下,增加较为缓慢,即上图的oa段曲线,此状态下的磁化是可逆的,若是减小外加磁场,则出现磁化强度随之减小的情况,在这个阶段中起主要作用的是可逆的磁畴畴壁位移,而磁畴磁矩的可逆转动作用由于外加磁场较小,还未出现明显的方向改变;

当外加磁场继续增加时,M随H的增加而出现急剧的增加,即上图的a-b段,此时若减小外加磁场,磁化强度将不再随之出现较大的减小,此段中起主要作用的是不可逆的畴壁位移,同时,也出现磁畴磁矩方向改变较明显的情况,导致M出现急剧增大的情况,用专业术语称之为巴克豪森效应,通过实验发现,最大磁导率就是出现在这个阶段;

而后随着外加磁场达到一定值,M不再随着H的增加而出现急剧的增加,即是增速缓慢,即上图的b-Q段和Q-m段,b-Q段中起主要作用的是磁畴磁矩的转动,被称为旋转磁化区;Q-m段状态下磁畴磁矩方向已基本与外加磁场方向一致,所以被称为近饱和区

当外加磁场达到m点后,若继续增加外加磁场H,则磁化强度不再随之变化,维持在饱和磁化强度Mm,出现磁化饱和效应,即上图的m-s段,此状态下磁畴磁矩方向已完全与外加磁场方向一致,所以被称为饱和区。

由上图的0-m段曲线段组成了初始磁化曲线,需注意的是初始磁化曲线与磁滞回线是不同的。

初始磁化曲线是研究铁磁性材料磁化特性所必备的方式,针对不同的铁磁性材料,其各自产生的初始磁化曲线也是不一样的,但是大致的走势都是如上图一般,我们在磁粉探伤机、磁粉探伤仪中就是利用上述初始磁化曲线来选取周向磁化磁场的大小,需注意的是在使用连续法磁化时,保持磁化处于b-Q段,最好能够保持在Q-m段,这样才能保证磁化效果,保证磁粉探伤机、磁粉探伤仪探伤的灵敏度。

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