南京理工大学材料科学与工程系讲课资料.ppt

南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》实验《磁性材料》实验一、实验目的和任务;二、实验项目;三、参考资料:教材及参考书:1.《现代磁性材料原理和应用》主编:’Handley 化学工业出版社20022.《磁学基础与磁性材料》主编:严密等出版社:浙江大学出版社2006实验指导书:自编《磁性材料》实验指导书。南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》)认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型铁磁物质的动态磁化特性。2)测定样品的基本磁化曲线,并作出μ-H曲线。3)测定样品的HD、Br、Bs等参数。4)学会用示波器测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》)磁滞回线图1铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2同一铁磁材料的一簇磁滞回线图3铁磁材料µ与H关系曲线南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》实验当磁场按Hs→O→-HD→-Hs→O→HD→Hs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。2)磁化曲线当初始态为H=B=0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,其中最大面积的磁滞回线称为极限磁滞回线,如图2所示,这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲线,由此可近似确定其磁导率μ=B/H,因B与H非线性,故铁磁材料的μ不是常数而是随H而变化(如图3所示)南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》实验3)示波器显示B-H曲线的原理和线路图5实验线路南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》实验根据安培环路定律,样品的磁化场强为:式中N为励磁绕组,R1为励磁电流取样电阻,U1是交流励磁电压,L为样品的平均磁路长度。根据法拉第电磁感应定律,在交变磁场下样品的磁感应强度B是测量绕组n和R2C2电路给定的:式中U2为积分电容C2两端电压,S为样品的截面积。南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》磁滞回线实验仪、数字万用表、示波器等。 将图5中的U1(UH)和U2(UB)分别加到示波器的“X输入”和“Y输入”便可观察样品的动态磁滞回线;接上数字电压表则可以直接测出U1(UH)和U2(UB)的值,即可绘制出B-H曲线;通过计算可测定样品的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力HD以磁导率µ。南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》)电路连接:选择样品,按实验仪上所给的电路接线图连接好线路。令R1=,置励磁电压U于0位。UH和UB分别接示波器的“X输入”和“Y输入”,插孔“⊥”为接地公共端。2)样品退磁:开启仪器电源开关,对样品进行退磁,顺时针方向转动电压U的调节旋钮,观察数字电压表可看到U从0逐渐增加增至最大,然后逆时针方向转动电压U的调节旋钮,将U逐渐从最大值调为0,这样做的目的是消除剩磁,确保样品处于磁中性状态,即B=H=0,如图7所示。南京理工大学材料科学与工程系《磁性材料》实验图7退磁示意图图8U2和B的相位差等因素引起的畸变3)观察样品在50HZ交流信号下的磁滞回线:开启示波器电源,调节示波器上“X”、“Y”位移旋钮,使光点位于坐标网格中心,调节励磁电压U和示波器的X和Y轴灵敏度,使显示屏上出现大小合适、美观的磁滞回线图形(若图形顶部出现编织状的小环,如图8所示,这时可降低U予以消除)。