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1、实验序号:1 实验项目名称:磁滞回线测量一、实验目的及要求1、 掌握霍尔法测量磁滞回线的原理及操作方法2、 测量Cr模具钢的磁滞回线3、 计算铁磁材料的性能参数二、实验设备（环境)及要求实验仪器如图4所示，它由直流稳流源、交流电压源、数字式特斯拉计（以霍尔传感器为探测器,并有螺旋装置移动)、待测环形磁性材料,上面绕有000匝线圈，样品的截面为2。002。00c间隙为0m，和双刀双掷开关等。要求:按图示将电路图连接好,并对铁芯消磁、毫特仪调零操作,之后可在老师指导下进行操作,记录数据.三、实验内容与步骤实验原理1、 铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的特性，一般
2、都是通过磁化场的磁场强度H和磁感应强度B只见的关系来研究其磁化规律的。当铁磁物质中不存在磁场时，H和B均应为零,在BH图中则相当于坐标原点O（图2).随着磁化场的增加，也随之增加，但两者之间不是线性关系.当H增加到一定值时,不再增加(或增加十分缓慢),这说明该物质的磁化已达到饱和状。Hm和Bm分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度（对应于图中的Q点)。如果再使H逐步推到零，则与此同时也同时减小。然而，其轨迹并不沿原曲线O，而是沿着另一曲线R下降B,这说明当下降为零时铁磁物质中仍保留一定的磁性.将磁化场反向，再逐渐增加其强度,直到H=-Hm这时曲线达到Q(即反向饱和点）.然后，先使磁化场退回到=0；
3、再使正向磁化场逐渐增大,直到饱和值m为止。如此就得到一条与Q-R-Q对称的曲线QRQ,而且自Q点出发又回到Q点轨迹为一闭合曲线，称为铁磁物质的磁滞回线,在此属于饱和磁滞回线。其中,回线和轴的交点c和Hc称为矫顽力，回线与B轴的交点和Br,称为剩余磁感应强度。2。磁滞回线的测量在待测的铁磁材料样品上绕上一组磁化线圈,环形样品的磁路中开极窄均匀气隙,在磁化线圈中，在对最大值磁化电流m磁锻炼基础上，Il值的磁化而对应每个磁化电流k值，用特斯拉计测量气隙均匀磁场区中间部位的磁感应强度B，既能得到该磁性材料的磁滞回线，如图11D的QRQRQ，组成的曲线为磁滞回线。OA曲线为材料初始化曲线。对于一定大小的
4、回线，磁场化电流最大值设为Im，对于每个不同的Ik值，使样品反复的磁化，可以得到一族磁滞回线,如图E3所示，把个磁滞回线的顶点及坐标原点O连接起来，得到的曲线称为基本磁化曲线。为了得到一个对称而稳定的磁滞回线,必须对样品进行反复的磁化，即“磁锻炼这可以采取保持磁化电流k大小不变的情况下，利用电路中的换向开关使电流方向不断改变的方法来达到目的。在测量基本磁化曲线时，对每一个磁化电流Ik，必须进行磁场锻炼，由此测到的磁感应强度B和磁场化曲线H之间的关系曲线和起始磁化曲线是不同的。测量基本磁场化曲线或起始磁化曲线都必须由原始状态H0和B=0开始，因此测量前必须对待测样品进行退磁，以消除剩磁。在环形样
5、品的磁化线圈中通过的电流为I，则磁化场磁场强度为=Il为磁化线圈的匝数，为样品平均磁路长度,(平均磁路长度因样品而略有不同，经实际测量),的单位为A/。为了从间隙中间部位测得样品的磁感应强度值,根据一般经验，截面方形样品的常和宽的线度应大于或等于间隙宽度810倍这样才能保证间隙中有一个较大区域的磁场是均匀的,测到的磁感应强度B的值才代表样品中磁场在中间部位实际值.实验步骤1. 用数字式特斯拉计测量样品间隙中剩磁的磁感应强度B与位置X的关系，求得间隙中磁感应强度B的均匀区范围X值。2. 测量样品的起始磁化曲线,测量前先对样品进行退磁处理.若磁化电流的不断反向,且幅度逐渐减小至零，最终使样品的剩磁
6、为零。如电流由增至600A再逐渐减小至0，然后双向开关换为反向电流由0增至0A，再由00m调至零，这样磁化电流不断反向,最大电流值每次减小0m,最终将剩磁消除,退磁过程如E14所示，然后测量B关系曲线。3. 测量模具钢的磁滞回线前的磁锻炼.由初始磁化曲线可以得到增加得十分缓慢时，磁化线圈通过的电流值Im，然后保持此电流Im不变，把双向换向开关来回拨动1次进行磁锻炼。(开关拉动时，应使触点从接触到断开时间长些，这是为什么?磁锻炼的作用是什么？)4. 测量模具钢的磁滞回线。通过磁化线圈的电流从饱和电流I开始逐步减小到0，然后双向换向开关将电流换向，电流又从0增加到-Im，重复上述过程，即（H，Bm
7、）（Hm，B)，再从（m,-Bm)（m，Bm）。其中每隔50mA测一组（，Bj）值。由公式1求出H值.用作图纸作模具钢材料的初始磁化曲线和磁滞回线。记录模具钢的饱和磁感应强度m和矫顽力Hc。四、实验结果与数据处理1.Cr12磨具钢的实验数据/A/(A/)B/mTI/AH/（A）B/mT000-498.3-256。25070016。3512913.3-30109904。60320-5510。71250818451-373.39721.16779.7501453-41。50275208-55045655600230980-4763502901244535.2894003054.64-5452895
8、43768239259745-485401835504-771.14574.13442.3-505-469600.54915461。345-3693.545964。717147439933117-44960。7578474.6-35-9133-433。993。3.9468-30-290-146550.459。1562。650-20753804433454。6-201-66。33498449.4730。02444810-507400330431080-24。9350。909.154151518。530.349。4397。212624306.89368503006001。4167.3307。150
9、。81251.6286151125.632100130.83230200123。4906.717125120331.701093029042.20103512933295。54274547.40033235-102.489.9217.133759。3-1.1128375。50414.941199165176.85241。645-25-2075。260049864-30198.-26。2640。553。15472.Cr12模具钢的磁滞回线五、分析与讨论经过数据处理后，将数据导入origin，得到上面的Cr2模具钢关于B随H的变化曲线，即磁滞回线。但磁滞回线的形状与原理那边的标准图还有明显的差异,
10、就是在H=03000A/m的地方出现B斜率偏大的现象,这可能是一开始没有完全消磁，造成在测量其B的值时，出现B的值比较大。另外的磁化曲线从磁化曲线可以看出差异，在相同的下，磁化曲线的值比磁滞回线的值还要大，可以推断，磁化时通过消除了一部分剩磁导致所需的H要更大!六、思考1. 简述铁磁材料的技术磁化过程。技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理,即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。铁磁材料未放入磁场之前,其内部磁畴排列是杂乱的，对外不显示出磁性。放入外磁场中以后,在外磁场的作用下,磁畴的轴线将与外磁场方向趋于一致，对外显示出磁性 技术磁化的过程可分为三
11、个阶段:起始磁化阶段，急剧磁化阶段以及缓慢磁化并趋于磁饱和阶段。2. 讨论影响铁磁性参数的因素。影响铁磁材料的因素主要有温度、形变和晶粒度、形成固溶体及多相合金，其中 温度使金属热运动加剧，将影响到自发磁化和技术磁化的过程,因而温度对两类铁磁性参量都有影响.温度升高会使B和Hc减少。 冷塑性变形会使金属中点缺陷和位错密度增高，造成点畸变加大和应力升高，因而使组织敏感的铁磁性发生变化。 铁磁性金属溶入抗磁性元素或弱磁性元素师,固溶体的饱和磁化强度随溶质的含量增加而降低,铁磁性金属溶入强顺磁性元素时,如溶质组元含量较低时使s增加，而含量高时则相反。3. 简要归纳铁磁性在金属研究中的应用.可测出残余奥氏体量研究合金的失效分析显微应力验证双组元合金成分，钢的回火转变检测钢的组织与机械性能。文中如有不足，请您见谅！ /
