GBT 47896-2026《高矫顽力永磁材料高温磁性能测量方法》

1GB/T47896-2026《高矫顽力永磁材料高温磁性能测量方法》本文件描述了高矫顽力(内禀矫顽力H≥2000kA/m)的永磁材料在不超过220℃温度范围内剩磁、内禀矫顽力、最大磁能积等高温磁性能的测量方法。本文件适用于高矫顽力钕铁硼和钐钴等永磁材料高温磁性能的测量。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/T2900.60电工术语电磁学GB/T2900.83电工术语电的和磁的器件GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法GB/T9637电工术语磁性材料与元件GB/T24270—2009永磁材料磁性能温度系数测量方法GB/T29628—2013永磁(硬磁)脉冲测量方法指南3术语和定义—4测量原理4.1试样加热方式高温磁性能测量对试样有两种加热方式：原位加热方式和外加热方式。4.2原位加热方式如图1所示，试样加热和磁性能测试均在同一个位置上完成。利用电磁感应原理，在感应加热模块的初级线圈中输入交变电流，在试样杆内置的次级线圈中感应出次级交变电流；该次级交变电流经整流后输送到与试样相接的电阻加热体中，电阻加热体产生热量对试样进行加热。温度测量模块实时检测试样温度并将其处理成射频信号，发射给射频温度信号接收模块；射频温度信号接收模块将采集的温度信号实时传输给计算机测量与控制系统；该测量与控制系统基于实测温度与设定温度的差值，通过对感应加热模块进行负反馈闭环控制，实现对试样加热温度的精确调控。在试样达到设定温度且稳定后，利用磁场发生器模块和磁性能测量模块完成试样的高温磁性能测量。2标引序号说明：1--—试样杆；2、8——电阻加热体；3——测量线圈；4--—磁化线圈；5——磁场发生器模块；6--—冷却模块；11、23——感应加热模块；12、20——温度调控执行单元；15——计算机测量与控制系统；16—--磁性能测量模块；19——图形输出单元。9、21——次级线圈；图1原位加热方式测量原理框图4.3外加热方式如图2所示，试样加热仓和磁性能测试仓不在同一个位置。其测试原理为：首先将试样装入试样杆中，并用压紧杆锁紧；然后将试样杆插入到试样加热仓中心位置，加热仓将试样加热到设定温度；最后采用人工方式或者机械方式将试样杆快速移动至磁性能测试仓中心位置，磁场发生器模块和磁性能测量模块完成试样的高温磁性能测量[外加热方式(一)]。图2所示的试样加热仓也可设置在磁性能测试仓旁侧的另一个孔洞中[外加热方式(二)],如图3所示。88标引序号说明：1——磁场发生器模块；2——冷却模块；3——磁性能测试仓；4——试样加热仓；7——试样杆；8—-压紧杆；9——温度测量模块；10--加热模块；11——温度调控执行单元；12——磁性能测量模块；14——图形输出单元。图2外加热方式(一)下高矫顽力永磁材料高温磁性能测量原理框图4标引序号说明：1——试样加热仓；2——测温元件；4——试样杆；5——压紧杆；6——温度测量模块；7——磁性能测试仓；8—-—冷却模块；9——磁场发生器模块；10-—磁性能测量模块；11——加热模块；12——温度调控执行单元；13--—计算机测量与控制系统；14——图形输出单元。图3外加热方式(二)下高矫顽力永磁材料高温磁性能测量原理框图试样的相关要求按GB/T29628—2013中第5章的规定。6仪器设备仪器设备应包含试样的加热模块、温度测量模块、温度调控执行单元和高温磁性能测量模块等。试样的加热模块和温度测量模块及温度调控执行单元应能将试样加热到待测点，且试样的温度偏差应控制在±0.5℃范围内。6.2原位加热方式试样原位加热方式下的仪器设备应配置感应加热模块、温度测量模块、温度调控执行单元、磁场发5生器模块、磁性能测量模块及冷却模块等。6.2.2感应加热模块6.2.2.1感应加热模块应具有将试样从室温加热至最高温度220℃的能力。6.2.2.2为避免感应加热初级线圈、次级线圈对试样测磁信号产生影响，感应加热模块的初级线圈和次级线圈宜在试样上、下12cm范围以外。6.2.2.3为保证试样温度的均匀性，在试样的上、下位置应各设置一套独立的感应加热模块，从试样的上、下端面分别对试样进行加热。6.2.2.4可通过温度调控执行单元动态调节感应加热模块输出功率的大小，以实现试样在不同速率下升温或者维持在恒温状态。6.2.3温度测量模块宜采用与试样上、下端面直接接触的测温元件采集试样上、下端面温度信号，并将其传送至试样杆内置的温度测量模块上(如图1所示),温度信号被转换成射频无线信号发射输出；试样杆外部的射频温度信号接收模块在接收到温度信号后，传输给计算机测量与控制系统，将试样上、下端面的温度值直观地显示在操作界面上。6.2.4温度调控执行单元计算机测量与控制系统基于温度负反馈控制算法，实时比较实测温度与设定温度之间的差值，通过温度调控执行单元调节感应加热模块输出功率的大小，使试样的实测温度与设定温度在±0.5℃偏差范围内保持稳定。6.2.5磁场发生器模块磁场发生器模块要求按GB/T29628—2013中6.1～6.3。在试样充磁和退磁过程中，感应加热模块和温度测量与调控模块应处于瞬间关闭状态，以避免强脉冲电流对感应加热模块和温度测量模块造成损坏。6.2.6磁性能测量模块磁性能测量模块要求按GB/T29628—2013中6.1～6.3。6.2.7冷却模块冷却模块宜采用循环的冷媒介质对磁化螺线管和测量线圈等部件进行强制冷却，以避免试样加热过程温度升高对测量系统造成损坏。6.3外加热方式外加热方式下的仪器设备应包含带测温元件的试样杆、试样加热仓、加热模块、温度测量模块、温度调控执行单元、磁性能测试仓、磁场发生器模块、磁性能测量模块及冷却模块等。试样杆应由非磁性材料制成，具有装载和夹持试样的功能。在试样底面处应内置测温元件，能将试样的实测温度实时传送至温度测量模块。为保障试样转移至磁性能测试仓过程的温度稳定性，必要6时，可在试样外围采取添加保温套等措施。6.3.3试样加热仓试样加热仓应具有对试样进行加热和保温功能。如图2所示，当装载试样的试样杆插入加热仓且使试样处在加热仓中心位置时，加热模块通电，使加热仓温度升高至设定温度。6.3.4加热模块加热模块是试样加热仓的功率单元，应能通过温度调控执行单元动态调节输出功率的大小，以实现试样升温或者维持在恒温状态。6.3.5温度测量模块温度测量模块应具有将试样杆底部测温元件获取的温度信号传输至计算机测量与控制系统的功能。6.3.6温度调控执行单元计算机测量与控制系统基于温度负反馈控制算法，应能实时比较实测温度与设定温度值之间的差值，通过温度调控执行单元调节加热模块输出功率的大小，使试样的实测温度与设定温度在±0.5℃偏差范围内保持稳定。6.3.7磁性能测试仓磁性能测试仓是试样进行磁性能测量的功能单元。磁性能测试仓应由非磁性材料制成，且应具有一定的耐热性(不低于220℃)。测试过程中，磁性能测试仓宜处于封闭状态，以避免气流扰动对被测试样的温度稳定性产生不利影响。6.3.8磁场发生器模块磁场发生器模块要求按GB/T29628—2013中6.1～6.3。6.3.9磁性能测量模块磁性能测量模块要求按GB/T29628—2013中6.1～6.3。6.3.10冷却模块同6.2.7。7测试步骤7.1原位加热方式7.1.1测试准备仪器设备开机、预热。7.1.2测试参数设置依次输入以下信息或参数：——试样的材质、编号、形状和三维尺寸等；7——磁场强度等；7.1.3试样测试7.1.3.1将装有试样的试样杆置于测量线圈的内孔至中心位置并固定。7.1.3.2启动测试程序，测试设备自动执行对试样进行加热和保温程序，待试样温度稳定后，磁场发生器对试样进行饱和磁化、慢放电模式下退磁以及快放电模式下退磁，退磁过程同步采集试样的磁极化强度和磁场强度。7.1.3.3取出试样，空载进行背底信号“零点”修正。7.1.3.4测试系统自动输出在设定测试温度下的退磁曲线和磁性能数据。7.2外加热方式7.2.1测试准备仪器设备开机、预热。7.2.2测试参数设置依次输入以下信息或参数：——磁场强度等；——测量温度、升温速率、保温时长等。7.2.3试样加热7.2.3.1将试样安放在试样杆中，并用压紧杆固定。7.2.3.2采用机械传动方式或者手动方式将装有试样的试样杆插入试样加热仓中心位置并固定。7.2.3.3启动加热模块，将试样加热至设定温度，并保持一定时长(宜不低于5min),使试样均热，且温度维持在测试温度±0.5℃偏差范围内。7.2.4试样磁性能测量7.2.4.1采用机械传动方式或者手动方式将试样杆和试样移动至磁性能测试仓中心位置。在此过程中，试样温度一直处于监测状态，试样温度应仍保持在设定温度±0.5℃偏差范围内。7.2.4.2启动磁性能测试程序，磁场发生器对试样进行饱和磁化和退磁处理，退磁过程同步采集试样的磁极化强度和磁场强度。7.2.4.3取出试样杆和试样，必要时可对磁测量仪器设备空载进行“零点”修正。7.2.4.4输出设定测试温度下的退磁曲线和磁性能数据。8数据处理8.1自退磁效应的修正按GB/T29628—2013中6.5.4进行修正。8.2涡流效应的处理按GB/T29628—2013中6.5.6进行处理。88.3磁性能温度系数计算必要时，可依据公式(1)和公式(2)分别计算试样在不同测试温度区间的剩磁温度系数α(B,)和内禀矫顽力温度系数α(He)。a(B,)———剩磁温度系数，单位为%/K;T₁——基础温度，单位为开(K);T₂——温度变化的上限温度，单位为开(K);B,(T₁)——温度T₁时的剩磁，单位为特斯拉(T);B,(T₂)——温度T₂时的剩磁，单位为特斯拉(T)。式中：a(He)——内禀矫顽力温度系数，单位为%/K;T₁——基础温度，单位为开(K);T₂