軟磁材料的退磁方法

*近在審閱一份“軟磁材料直流磁性能測(cè)量裝置”招标技術要求中看到要求爲：“環(huán)形樣品的退磁機必須採用自耦合50Hz交變等B退磁，且退磁時間可調(diào)。”對(duì)此提出相關質疑。

1、  採用耦合50Hz交變退磁是必要條件嗎？

2、  針對不同的軟磁材料，等B退磁能控制並實現嗎？

軟磁材料的退磁方法獲(huò)得的答複(fù)爲：

退磁效果的好壞直接影響軟磁材料測(cè)量結果，因此根據國家檢定規(guī)程JJG354-1984的規定，對於(yú)疊片或卷繞軟磁環形樣品，要求採(cǎi)用自耦合50Hz交流退磁，*好爲等B退磁。較(jiào)技術要求标準内容有一定的修改，但招标内容沒有改變(biàn)。

軟(ruǎn)磁材料的退磁方法首先我們(men)再學習一下JJG354-1984樣品退磁的要求：

1、疊(dié)片或卷繞樣品，採(cǎi)用交流50Hz退磁，退磁時間一般爲1-2min，退磁磁場至少應大於10倍的矯頑力。

2、實心樣品採(cǎi)用直流換向退磁，開關換向一次時間不小於(yú)2s。

3、高導(dǎo)磁樣(yàng)品*好在屏蔽中退磁。

4、樣品退磁後(hòu)的存放時間(jiān)一般爲15-30min，在此期間(jiān)樣品不得有任何微震，否則應重新進(jìn)行退磁。

比較(jiào)下，看看差異(yì)，想想看按JJG354-1984操作規(guī)範(fàn)是如何做到一緻性？上世紀80年代我們的科學工作者是多麽的嚴謹。隻是受當(dāng)時技術條件限制，實現起來非常難，同時人爲操作偏差會(huì)影響退磁的效果。

軟磁材料的退磁方法下面講講根據我們在磁測(cè)量開發過程中學習並(bìng)掌握的方法：

首先，由於(yú)鐵磁體的磁化狀态不僅與當時所加的磁場有關，還與其磁化曆史有關，即與磁滞現象和剩餘磁化有關。所以線圈繞制完畢(bì)後還必須對樣品進行退磁，以使其回到真正的H=0和B=0的狀态。以消磁化曆史對測(cè)量結果的影響。尤其在測(cè)量弱場(chǎng)下軟磁材料的磁化曲線及初始磁導率時，必須特别注意退磁後起始狀态的獲得。否則不完善的退磁将會導緻很大的誤差，直接影響初始磁導率的重複性。

退磁方法目前有熱退磁和周期減(jiǎn)幅退磁兩(liǎng)種。

熱退磁的方法就是将樣品加熱到居裏溫度以上，然後在無外場(chǎng)的條件下，緩慢冷卻到室溫。此方法爲完全退磁，可以消除應力作用。但費時多，且有可能導緻樣品中的晶粒結構發生變(biàn)化。

周期減幅退磁原理爲使樣品周期地反複(fù)磁化，同時逐漸減小磁化場(chǎng)的幅度，一直到零爲止，其B值随著H變化，並非控制等B退磁（在材料磁化曲線(xiàn)不知道的情況(kuàng)下，等B控制是不好實施的，B是通過(guò)次級感應來鎖定達(dá)到的，即使在獲得磁化曲線的情況下等B控制退磁也是不現實的，除非有一台類似矽鋼磁性能測(cè)量值裝置從高場(chǎng)往低磁鎖定B進行測量來完成退磁過程）。周期減幅退磁又可分爲換向退磁和低頻交流退磁兩種，低頻交流退磁頻率越低越好（注意並(bìng)非是指标中的“必須採(cǎi)用50Hz自耦合”）。

直接換向退磁是採(cǎi)用磁化電路中的換相開關，在不斷換向過程中是退磁電流從某一個*大值（一般要求大於(yú)材料的10倍Hc）逐步減小到0，這種方法由於(yú)機械零點和磁場控制難滿足材料的退磁波形要求，造成測(cè)試初始磁導率重複性差，不容易退磁到零。

工頻交流退磁即在樣品上添加一個低頻交變的磁場，並(bìng)使振動幅度從某一個*大值均勻的減小到零，目前有些企業採(cǎi)用對50Hz的交流市電變壓器帶調壓器的方式來實現，這是一種很經濟的方法。但是這種方法是不可取的，難以保證控制細讀要求，不同的操作人員很難控制到同一的退磁方式，在現性較差。如一定要採(cǎi)用該方法，建議採(cǎi)用在交流螺線管插入可**控制移動的感應鐵芯，並(bìng)通過繞制在動鐵芯上的感應繞組對退磁樣品進行退磁，鐵芯移除螺線管的距離要求達到1米左右，再将感應線圈轉90°，然後斷(duàn)掉交流電(diàn)。該方法爲我們80年代老一代科研工作者所使用的方法，方法和操作非常嚴(yán)謹(jǐn)。

退磁結果的好壞一般根據材料的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、厚度和磁滞特性等所決定，軟磁材料的退磁方法由以下幾點(diǎn)因素決定：

1、  退磁磁場(chǎng)的幅值：磁場(chǎng)要求大於(yú)10倍Hc；

2、  退磁磁場(chǎng)的頻(pín)率：頻(pín)率越低越好；

3、  退磁磁場(chǎng)的時間：過程持續越長(zhǎng)越好；

4、  退磁波形的控制：波形越接近材料的勵(lì)磁波形越好。

針對以上幾個重要因素，在科技已經迅猛發展的今天，參考相關标準制作採(cǎi)用微機控制低頻交流電源進行程控退磁，能更好的滿足退磁的要求，並(bìng)能很好的保證測試的重複性和在現性。

1、  採用可程控輸出電流：uA~10A級别多量程電源（我們採用13檔的電源實現）；

2、  採(cǎi)用退磁頻率更低的功率放大器實現：經過對不同材料的實驗結果比較，我們将退磁電源的輸出頻率確(què)定爲10Hz（保證重複(fù)性、再現(xiàn)性的前提下提高效率）；

3、  退磁場(chǎng)通過**控制輸出電(diàn)流來實現，退磁時間控制爲3分鍾；

4、  退磁波形根據材料的勵磁波形，即飽(bǎo)和後(hòu)材料B值變化緩慢，初始時B值變化快，並(bìng)參考軟磁材料的瑞利區進行*小電流的輸出控制，退磁磁場控制到瑞利區以下不少於(yú)10個點，*後輸出電流到0。

 這些通過程序控制很容易實現，隻是稍微增加瞭(le)勵磁程控電源的成本和軟件的設計，退磁效果遠遠超出招标要求的水平，經過多年爲用戶提供測試設備(bèi)反饋，達到滿意退磁效果。

     附：常用材料的瑞利區參(cān)考範(fàn)圍：

1、  純鐵：0.8A/m

2、  矽鋼：5A/m

3、  鐵氧體：3A/m

4、  坡莫合金：0.08A/m