铁磁材料居里温度测试实验.ppt

《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：. O’ Handley 　化学工业出版社 2002
2.《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。
实验一 基本磁化曲线和动态磁滞回线的测量
1．实验目的
1) 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
2．实验原理
1) 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
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
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据，图4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体。
图4 不同铁磁材料
的磁滞回线
南京理工大学材料科学与工程系
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
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
3．实验仪器磁滞回线实验仪、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
4．实验内容及步骤
1) 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
图7 退磁示意图 图8 U2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）。
南京理工大学材料科学与工程系