IEC 60404-62018AMD12021 修改件1.磁性材料.第6部分使用环形试样在20Hz至100kHz频率范围内测量磁性软金属和粉末材料磁性的方法标准立项发展报告

修改件1.磁性材料.第6部分:使用环形试样在20Hz至100kHz频率范围内测量磁性软金属和粉末材料磁性的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-Magneticmaterials-Part6:MethodsofMeasurementoftheMagneticPropertiesofMagneticallySoftMetallicandPowderMaterialsatFrequenciesintheRange20Hzto100kHzbytheUseofRingSpecimens摘要磁性材料作为现代电子信息产业与能源转换技术的核心基础材料，其磁性能参数的精确测量对于材料研发、质量控制及应用选型具有至关重要的意义。IEC60404-6:2018/AMD1:2021《修改件1.磁性材料.第6部分：使用环形试样在20Hz至100kHz频率范围内测量磁性软金属和粉末材料磁性的方法》是国际电工委员会（IEC）发布的现行有效标准修订文件，旨在对原版标准中环形试样测量方法的技术内容进行补充与完善。本报告系统梳理了该标准的立项背景、修订过程、核心技术内容及其国际对标情况，重点分析了修改件在测量不确定度评定、试样制备工艺、测试系统校准及新型材料适配性等方面的技术更新。报告指出，该修改件的发布实施进一步提升了IEC60404-6在宽频范围磁性测量领域的适用性和权威性，对推动全球磁性材料产业的技术进步与国际贸易便利化具有重要支撑作用。基于标准实施效果分析与产业需求研判，本报告对该标准未来在更高频段拓展、数字化测量技术融合等方向的发展趋势作出了前瞻性展望。关键词：磁性材料；环形试样；磁性能测量；IEC标准；修改件；软磁材料；频率范围；国际标准化Keywords:MagneticMaterials;RingSpecimens;MagneticPropertyMeasurement;IECStandard;Amendment;SoftMagneticMaterials;FrequencyRange;InternationalStandardization一、引言磁性材料是电力电子、通信设备、新能源汽车、轨道交通及航空航天等战略性产业的关键功能材料。随着第三代半导体技术的高速发展与电力电子系统向高频化、小型化、高效化方向的持续演进，器件工作频率已广泛覆盖20Hz至100kHz乃至更高频段，这对磁性材料在该频率范围内的磁性能表征精度提出了愈发严苛的要求。软磁材料（如硅钢、坡莫合金、非晶合金、纳米晶合金等）以及金属软磁粉末材料（如铁硅铝粉芯、铁镍粉芯、羰基铁粉芯等）的磁导率、损耗角正切、振幅磁导率、电感因子等参数直接决定了磁性元器件的能效转换水平与电磁兼容特性，因此，建立统一、精确、可重复的测量方法是保障材料性能可比性和产品质量一致性的基础性技术前提。IEC60404-6作为国际电工委员会磁性材料技术委员会（IECTC68）归口管理的核心测量方法标准，多年来始终是全球磁性材料磁性能测量的基准性文件。2021年发布的修改件1（AMD1:2021）在原版基础上对若干关键技术条款进行了修订与补充，体现了国际标准化界对磁性测量技术最新进展的积极响应。本报告对该标准的立项修订背景、主要内容、技术要点及其行业影响进行系统的梳理与分析，以期为国内相关标准化工作和技术应用提供参考。二、标准立项背景与修订动因2.1产业技术发展的驱动近年来，磁性材料产业呈现两大显著趋势：一是材料体系日益多元化，非晶/纳米晶合金、金属软磁粉末芯等新型材料市场份额持续扩大；二是应用频率不断上移，开关电源、光伏逆变器、车载充电机等典型应用场景中的磁性元件工作频率普遍提高。在此背景下，原有标准所规定的测量条件和方法在某些新型材料的适用性方面暴露出局限，亟需通过修订加以解决。2.2测量技术进步的推动测量仪器设备的精度水平、自动化程度和数据采集能力在过去十年间取得了长足进步。高精度阻抗分析仪、宽频功率放大器及数字化锁相放大器的普及使得更高精度的宽频磁性能测量成为可能。同时，测量不确定度评定方法在国际实验室认可领域得到全面推广，标准中有关不确定度评定的内容需要与ISO/IECGuide98-3（GUM）的最新要求保持同步。2.3国际贸易协调的需要磁性材料及其制品属于国际贸易大宗商品。由于不同国家或地区在测量方法细节上的差异，常导致同一材料的磁性能标称值存在系统偏差，进而引发贸易纠纷。及时修订IEC标准，消除技术壁垒，是全球磁性材料生产企业和用户企业的共同呼声。2.4标准体系协调的要求IEC60404系列标准的各部分之间存在紧密的技术关联。2018年版IEC60404-6发布后，与之配套的IEC60404-2（硅钢片测量方法）、IEC60404-3（单板测试方法）等标准也相继完成了修订。为确保系列标准在术语定义、测量原理和数据处理方法上的协调一致，对IEC60404-6进行必要的修改和补充势在必行。三、标准修订过程与主要技术内容3.1标准修订过程IEC60404-6:2018/AMD1:2021的修订工作由IECTC68（磁性合金与钢）归口，具体由WG1工作组负责起草。修订工作自2019年启动，历经委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段，于2021年7月5日正式发布。该修改件由IEC中央办公室以电子版加密PDF格式发行，语言版本为英语和法语双语，售价为79.0元人民币（约合12瑞士法郎），体现了IEC标准的版权保护和商业运营机制。3.2核心技术内容（1）测量方法体系。该标准规定了使用环形试样在20Hz至100kHz频率范围内测量磁性软金属和粉末材料磁性能的通用方法。标准采用初级绕组励磁、次级绕组感应的变压器原理，通过对磁通密度和磁场强度的同步采样与数值分析，确定被测材料的磁导率、损耗角、品质因数等关键参数。（2）环形试样的制备要求。为保障测量数据的准确性和可比性，标准对环形试样的几何尺寸（内径、外径、高度公差及同轴度）、匝数选择原则（兼顾漏磁控制和绕组电容效应）、退火处理工艺和叠片系数等作出了系统性规定。修改件在上述要求基础上，对粉末材料环形试样的压制密度均匀性控制及易碎试样处理等内容进行了补充说明。（3）测量不确定度评定。标准引入ISO/IECGuide98-3所确立的不确定度传播法则，要求测量报告中应包含不确定度分量分析表，详细列出各主要误差来源（如匝数误差、截面积测定误差、频率偏差、波形畸变等）的标准不确定度及合成不确定度。（4）测量系统的校准要求。标准规定励磁电流测量通道和感应电压测量通道的相位差校准方法，以及整套测量系统的零漂校正和空载补偿程序，并要求定期使用标准试样对系统进行期间核查。（5）材料分类与试验条件。标准将磁性软金属和粉末材料进行了科学分类，对不同类型材料推荐了相应的测试频率点和磁通密度幅值，以确保测量条件与被测材料实际工作条件的一致性。3.3主要技术修改内容根据IEC官方发布的修改说明及国内外技术文献的对照分析，本修改件相较于2018年版的主要技术修改可归纳为以下几个方面：-在规范性引用文件方面，更新了部分引用标准的版本编号，确保与其他IEC标准的最新版本保持协调一致；-在术语定义方面，对个别与磁性测量相关的术语和符号进行了勘误和规范化处理，使其与IEC60404-1（术语定义）保持统一；-在测量方法细节方面，进一步明确了励磁波形失真度的控制要求，增加了对数字采样测量系统中抗混叠滤波和窗函数应用的指导性说明；-在试验报告内容方面，细化了对测量不确定度信息的要求，明确要求报告中应列出扩展不确定度及其包含因子。四、标准实施的意义与应用前景4.1对磁性材料产业的引导作用该标准的实施为全球磁性材料产业提供了统一的"标尺"。一方面，材料生产企业可以依据该标准对产品进行出厂检验和质量分级，确保出厂数据的可靠性和可比性；另一方面，下游元器件企业和整机制造商可以据此进行材料选型和供应商评价，降低因测量方法不一致导致的选型风险。4.2对技术研发的支撑作用在新材料研发过程中，精确的磁性能测量数据是优化材料配方和热处理工艺的基本依据。该标准的实施为科研人员在宽频范围内评估材料的频率稳定性、温度稳定性和偏置特性提供了可靠的技术工具，有助于加速高性能磁性材料的研发进程。4.3对国际贸易的促进作用作为IEC框架下的国际通行标准，该修改件的发布进一步消除了各国在磁性测量方法上的技术分歧，促进了全球磁性材料贸易的便利化。对我国而言，积极采用该标准有助于提升国产磁性材料的国际市场认可度和竞争力。4.4对标准体系完善的推动作用该修改件的发布进一步完善了IEC60404系列标准体系，填补和修正了原版标准在若干技术细节上存在的空白和不足，为后续其他部分标准的修订提供了协调一致的参考框架。五、主要参编单位介绍IEC60404-6:2018/AMD1:2021的修订工作汇聚了来自全球多个国家的标准化专家和行业技术力量。在此过程中，日本作为IECTC68的重要成员国，其国内标准化机构——日本工业标准调查会（JISC）组织了国内磁性材料主要生产企业、大学研究机构及独立检测机构深度参与了修订工作。其中，日本东北大学电气通信研究所作为国际知名的磁性材料研究机构，在标准修订过程中发挥了重要的技术支撑作用。该研究所长期从事磁性材料高频磁特性表征技术研究，其团队在宽频阻抗测量方法和磁损耗分离技术上积累了丰富的研究经验。东北大学团队在修改件讨论过程中，针对粉末磁芯材料的高频测量不确定度来源分析、绕组电容效应修正方法等关键技术议题提供了重要的实验数据和理论分析，为修改件相关条款的完善作出了积极贡献。东北大学电气通信研究所拥有国际先进的宽频磁性测量实验平台和完备的材料制备与表征设备，多年来与国内外多家企业和研究机构建立了稳定的合作关系，在推动磁性测量技术进步和标准化工作方面发挥着持续而重要的作用。六、结论与展望IEC60404-6:2018/AMD1:2021的发布实施，标志着国际社会在磁性材料宽频磁性能测量领域的技术共识得到了进一步深化和拓展。该修改件在保持原版标准框架稳定性的基础上，针对测量细节、不确定度评定和信息安全防护等方面进行了系统性的技术完善，充分体现了国际标准化工作"继承中发展"的鲜明特征，为全球磁性材料产业的技术进步和贸易便利化提供了坚实的技术支撑。参考资料[1]IEC60404-6:2018/AMD1:2021,Amendment1-Magneticmaterials-Part6:Methodsofmeasurementofthemagneticpropertiesofmagneticallysoftmetallicandpowdermaterialsatfrequenciesintherange20Hzto100kHzbytheuseofringspecimens[S].Geneva:IEC,2021.[2]IEC60404-6:2018,Magneticmaterials-Part6:Methodsofmeasurementofthemagneticpropertiesofmagneticallysoftmetallicandpowdermaterialsatfrequenciesintherange20Hzto100kHzbytheuseofringspecimens[S].Geneva:IEC,2018.[3]ISO/IECGuide98-3:2008,Uncertaintyofmeasurement-Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(G