GB∕T 43750-2024 各向同性稀土粘结永磁粉磁特性测量方法（正式版）

各向同性稀土粘结永磁粉磁特性测量方法2024-03-15发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC229)提出并归口。本文件起草单位：有研稀土新材料股份有限公司、中国计量科学研究院、北京中科三环高技术股份有限公司、包头市科锐微磁新材料有限责任公司、江西中石新材料有限公司、国合通用测试评价认证股份公司、宁波市计量测试研究院、赣州市综合检验检测院、杭州千石科技有限公司、钢铁研究总院有限公司、包头稀土研究院、包头市英思特稀磁新材料股份有限公司、有研稀土(荣成)有限公司、浙江英洛华磁业有限公司、杭州象限科技有限公司。1各向同性稀土粘结永磁粉磁特性测量方法1范围本文件描述了各向同性稀土永磁粉剩磁、磁感应矫顽力、内禀矫顽力、最大磁能积主要磁特性闭路测量方法。本文件适用于各向同性钕铁硼永磁粉、钐铁氮永磁粉主要磁特性的测量。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2900.4电工术语电工合金GB/T2900.60电工术语电磁学GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T9637电工术语磁性材料与元件GB/T27418—2017测量不确定度评定和表示JJF1829永磁材料磁性测量仪校准规范3术语和定义GB/T2900.4、GB/T2900.60、GB/T界定的以及下列术语和定义适用于本文件。有效截面积effectivecrosssectionalareaA粉体压制成圆柱形被测试样后，通过计算得到等效的无孔隙致密试样的圆形截面的面积。有效直径effectivediameterdff粉体压制成圆柱形被测试样后，通过计算得到等效的无孔隙致密试样的圆形截面的直径。粉体理论密度theoreticaldensityofpowder无孔隙状态下粉体材料的密度。4方法提要磁场强度用H线圈配合相应的H感应电压积分器测量，磁极化强度用J线圈配合相应J感应电2GB/T43750—2024压积分器测量。在变化的磁场中，H线圈感应磁场的变化量，J线圈感应磁极化强度的变化量，并通过公式(1)计算得到△J,在测量磁粉试样时，公式(1)中的截面积A等于磁粉试样的有效截面积Ae。测量过程中，同时获得磁场强度和磁极化强度的变化值，并通过测量装置绘制出退磁曲线，即磁极化强度-磁场强度曲线。通过公式(2)计算得到磁感应强度的值，同时绘制磁感应强度-磁场强度曲线。被测试样的主要磁特性通过曲线上相应点对应的值来确定。测量原理见图1。式中：△J——磁极化强度的变化量，单位为特斯拉(T);J₂——t₂瞬间的磁极化强度，单位为特斯拉(T);J₁——t₁瞬间的磁极化强度，单位为特斯拉(T);N——测量用J线圈的匝数；A——试样的横截面积，单位为平方米(m²);B=J+μ₀H…(2)式中：B——磁感应强度，单位为特斯拉(T);J——磁极化强度，单位为特斯拉(T);μo——磁性常数4π×10-’,单位为亨利每米(H/m);H——磁场强度，单位为安培每米(A/m)。标引符号说明：A——电磁铁极头；B——试样；C——H线圈；E——H(磁场强度)测量装置，通常为感应电压积分器；F——J(磁极化强度)测量装置，通常为感应电压积分器；G——X-Y记录仪；H——磁化电源；I——转换开关。图1测量装置图35测量装置及参数5.1测量装置应符合GB/T3217中退磁曲线测量的要求，装置参数如下：——磁感应强度量程范围：0T～1.5T;——磁场强度量程范围：0kA/m～2000kA/m;——测量精度：磁感应强度小于或等于±0.5%,磁场强度小于或等于±0.5%;——当两极面间隙为10mm时，电磁铁励磁磁场强度范围：0kA/m～2000kA/m。5.2磁性测量装置按照JJF1829进行校准。5.3试样尺寸、质量等测量用具应定期校准。6试样及制备方法6.1.1用中值粒径(Ds)表示的用于压制试样的永磁粉粒度范围应为40μm～160μm。体，如图2所示。图2试样图6.1.3粉体应压制致密，使其在测试过程中固定，试样密度应为(5.4±0.4)g/cm³。6.1.4试样上下面应互相平行，同时与试样轴线垂直，不应出现掉边、缺口等缺陷，试样端表面呈现的凹陷或凸出应小于0.2mm,表层磁粉无分层、脱落。6.1.5圆柱形试样有效截面积A以平方米(m²)计，按公式(3)计算：式中：A——有效截面积，单位为平方米(m²);4p₁——粉体理论密度，单位为千克每立方米(kg/m³);h——圆柱形试样的高度，单位为米(m)。有效直径d以米(m)计，按公式(4)计算：式中：p₁——粉体理论密度，单位为千克每立方米(kg/m²);h——圆柱形试样的高度，单位为米(m)。注：钕铁硼材料的理论密度为7.6×10°kg/m²,钐铁氮材料的理论密度为7.67×10°kg/m³。制样装置由试样模具(见图3)和粉体压制装置(见图4)组成。标引符号说明：A——上模冲；B——阴模；C——上模冲外套；D——试样套；E——永磁粉；F——薄胶带纸。5标引符号说明：A——液压油缸；B——活塞；C——上模冲；D——试样模具。图4粉体压制装置6.2.2.1清理试样模具，清理后的试样模具应无粉末及其他污物残留。6.2.2.2试样套一端用圆形薄胶带纸封上，应确保圆形胶带纸边缘位于试样套内外径之间，称取其质6.2.2.3组装试样模具，将试样套和上模冲外套放入模具，如图3所示。6.2.2.4按照试样套体积和密度为(5.4±0.4)g/cm³计算出来的磁粉质量用天平进行称取。将磁粉装入试样套和上模冲外套组合的容积内，调整粉体使其平整，将试样模具放置到粉体压制装置上，调整使其位置居中。6.2.2.5在适当的压强p(225MPa～375MPa)下定程压制，保压3min～5min,确保永磁粉压入试样套，试样端面和试样套端面齐平。6.2.2.6压制完成后，卸载压力，取出试样模具和试样套，检查粉体在试样套内的结合状况。如果发现试样不符合6.1.4的要求，则返回步骤6.2.2.1重新制样。6.2.2.7若所制试样合格，清理试样套外壁和两端外缘多余的粉体，称取其总质量，记为m,则试样套内实际装入的粉体质量为m,=m₁-mo。6.2.2.8用薄胶带纸对称粘住试样套的另一端。7主要磁特性测量7.1主要磁特性测量应在(23±3)℃的温度条件下进行，测量前应将测量试样在满足条件的环境中放置超过1h。7.2将试样在磁场强度不低于该材料内禀矫顽力(Hg)3倍的脉冲磁场中进行预磁化至饱和。7.3测试试样在电磁铁极头之间应处于被夹紧状态，以消除预充磁时产生的膨胀效应，并减小气隙。7.4试样放置于电磁铁极头两极面的磁场均匀区域内，预磁化方向与磁场方向一致。7.5探测线圈应处于试样的中间部位。7.6将试样的有效截面积(或有效直径)、质量等参数输入到测试装置中，由B-H测量仪绘制出试样有6效截面积下的J(H)退磁曲线和B(H)退磁曲线。主要磁特性数值小数点后保留三位有效数字，有效数字的保留按照GB/T8170的规则进行。8主要磁特性的确定8.1剩磁B,或J,剩磁B,或J,取J(H)退磁曲线或B(H)退磁曲线与B轴或J轴交点的磁感应强度值(见图5)。图5J(H)和B(H)退磁曲线8.2磁感应矫顽力Hm和内禀矫顽力H磁感应矫顽力Hg为B(H)退磁曲线与B=0直线交点的磁场强度值，内禀矫顽力H。为J(H)退磁曲线与J=0直线交点的磁场强度值，见图5。8.3最大磁能积(BH)mx最大磁能积(BH)mx为退磁曲线上相应的B和H乘积的最大值，或者用退磁曲线与等磁能曲线相切的方法确定(见图6)。图6最大磁能积(BH)m示意图79不确定度测量结果的不确定度主要有以下来源。a)测量重复性的不确定度，涵盖了不同测试人员、试样放置位置、测试时试样与极面贴合程度等随机性差异。b)仪器设备的不确定度，主要由磁场强度测量、磁极化强度测量、温度测量以及试样尺寸测量时引入的不确定度分量组成。如果对结果进行了自退磁修正，也需考虑由此带来的不确定度的贡献。根据GB/T27418—2017的规定进行不确定度评定，表1为主要磁特性参量剩磁(B,)、磁感应矫顽力(H)、内禀矫顽力(H)、最大磁能积(BH)max的相对扩展不确定度。表1主要磁特性参量的相对扩展不确定度剩磁相对扩展不确定度Um(B)磁感应矫顽力相对扩