材料物理性能实验指导书(3)

（二） 实验步骤：

1、 正确理解国标BG3721-92<<永磁（硬磁）材料磁性实验方法>>和硬磁

高温退磁曲线和高温磁滞回线的意义磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数不计及磁化的时间效应，就是所谓的静态磁参数，或称直流磁参数。

图5 磁滞回线

磁滞回线—若磁化场强度在+Hs和-Hs往返变化时，将形成通称的磁滞回线。不同的磁化场强度对应有不同大小的磁滞回线。并且，磁化场强度从+Hs开始减少到零再反向增大所对应的部分磁滞回线称回线的下降支；而从-Hs开始绝对值减少到零再正向增大所对应的部分磁滞回线称回线的上升支。磁滞回线上对应于H=0的磁感应强度为剩磁Br，对应于B=0的反向磁化场强度为矫顽力Hc，两者构成的关系曲线就是磁滞回线。

退磁曲线—饱和时的正常磁滞回线又称极限磁滞回线。极限磁滞回线上的饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc极限磁滞回线上第二象限或第四象限中的那段曲线称退磁曲线。退磁曲线有B-H和J-H曲线为磁极化强度。B-H退磁曲线上每点所对应的磁感应强度B和磁化场强度H的乘积称磁能积（BH）其中的最大者叫最大磁能积（BH）maxo于是，退磁曲线上的剩余磁感应强度Br、矫顽力HcB和最大磁能积（BH）max三者构成考核硬磁材料性能的主要磁参数。

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2、校准测试系统：标样线圈—采用模拟冲击法和磁场扫描法测量标准线圈，从而较准测试系统

3、、采用模拟冲击法测量标样的退磁化曲线和高温磁滞回线，准确测量退磁化曲线上的磁特性参数：剩余磁感应强度Br、矫顽力HcB和最大磁能积（BH）max。

4、采用模拟冲击法和磁场扫描法测量试样AlNiCo磁柱Φ10×12的室温退磁曲线和室温磁滞回线，准确测量出磁柱Φ10×12的室温磁特性参数：Br、Hc、（BH）max。

5、采用模拟冲击法和磁场扫描法测量试样AlNiCo磁柱Φ10×12的不同高温退磁曲线和不同高温磁滞回线，准确测量出磁柱Φ10×12的不同高温磁特性参数：Br、Hc、（BH）max。

二、 注意事项

（一）开机顺序: (1) (2) (3) (4) (5)

依次打开显示器、电脑主机电源,等待操作系统正常启动。 运行硬磁测量模块,进入主界面。

打开MAT-4磁化特性自动测量仪测量装置电源。 按下MAT-4磁化特性自动测量仪和电脑连接按钮

按电磁铁加热装置操作说明，安装好电磁铁加热装置，根据电磁铁的规格选择合适的加热极头，将其固定在电磁铁指定位置，连接好加热装置电源和传感器

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预热30—60分钟 （二）关机顺序: (1) (2) (3) (4) (5)

将样品从电磁铁中取除。

断开MAT-4磁化特性自动测量仪和电脑连接按钮 关闭MAT-4磁化特性自动测量仪装置电源。 退出硬磁测量模块。

按电磁铁加热装置操作说明，断开加热装置电源和传感器，取出电磁铁加热装置，将

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其放在电磁铁指定位置，

(6)

关闭操作系统后,电脑主机自动断电,然后关闭显示器。 （三）测量操作过程 (1) 在样品参数区输入样品参数

(2) 在测试功能区选择直流测试,根据被测样品的种类和测试要求设定测试条件。

(3) 在记录参数区输入有关参数,其中的温度栏务必按实际情况输入,因为硬磁材料的磁性能是与温度相关的,正确的温度记录可方便用户对硬磁材料的磁性能做出正确的判断。 (4)

将样品放入线圈,接入测试接口。

(5) 在硬磁测量模块主界面中点击调漂按钮。 (6) 在硬磁测量模块主界面中点击复位按钮。 (7) 在硬磁测量模块主界面中点击开始测试按钮。

(8) 测试完成后,在图形显示区显示测试波形,在数据表格区显示一行数据结果.注意一点:冲击法测试过程中,每测试完一个参数,就立即将结果显示存在数据盘中。 (9) 打印测试报告,保存测试数据。

五、电磁铁加热装置操作说明

（一）安装

根据电磁铁的规格选择合适的加热极头，将其固定在电磁铁指定位置，连接好加热装置电源和传感器。

（二）测量

（1）按照AMT-4永磁特性自动测量仪的测试方法在常温下进行校准。校准后把霍尔探头和测试线圈移到无磁空间。

（2）把加热极头和样品表面的杂质清理干净，接着把两个加

热极头合在一起，并打开加热装置电源，把加热装置设定到所需的温度 (注意:设定到‘指定温度+指定温度×8%’，例：要求测100℃样品的特性，则永磁特性测试软件中设定【样品温度】参数输入为100℃，而温控仪上设定为108℃），装置则开始加热。进入永磁特性测试软件，在【输入】菜单输入样品的相关参数（样品尺寸、材料名称、材料种类、日期及样品编号等），点击【确认】进入【测试】菜单等待测

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试，（同样的样品、线圈需再测不同的温度参数，只需在【测试】菜单“复核修改数据”下修改“样品温度”即可）。

（3）加热装置温度达到设定的温度后恒温3分钟左右，同时判定样品的极性：（将样品套入测试线圈，此时观察电脑上显示的Br数据，当Br值为正值时表示极性方向是正确的，如为负数，则把样品上下翻面即可）， 等保温时间到后 ，拉开加热极头放入测量样品将其压好，样品保温５～１０分钟完成后（时间根据材料而定），点击【自动调漂】，等待漂移稳定后（注：漂移稳定是指在3~5秒内Br数值不发生变化），点击【复位】，再迅速拉开加热极头套上测试线圈，压好加热极头后保温约5秒钟，将霍尔探头放到校准时的位置，点击【启动】开始测试退磁曲线。

（4）测试曲线完成后保存结果，迅速移开霍尔探头，拿出测试线圈和样品 (为避免温度过高将霍尔探头及测试线圈烧坏) 。

注意事项： 1、霍尔探头和测试线圈用耐高温隔热棉包好

2、根据样品材料性质掌握加热极头的松紧程度比如测钐钴材料时加热极头不能太

紧，否则样品容易破碎。

3、测试前确保测试样品达到磁饱和状态。

4、根据材料HiJ的大小来决定‘+’‘-’电流系数的大小。

六、实验报告

（一） 画出冲击法测量冲击法测定硬磁材料的高温退磁化曲线和磁滞回线原理图（参照国标

GB3217-92）

（二） 根据测试打印的硬磁材料的高温退磁曲线和磁滞回线，标出测量结果剩磁Br、矫顽力

Hc和磁能积磁特性参数。

（三） 分析样品的温度磁铁性和计算剩磁、矫顽力及磁能积的温度变化系数。

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实验四 综合热分析实验

一、实验目的

测量物质在熔融、相变、分解、化合、凝固、脱水、蒸发、升华等在某一特定程序温度控

制下所发生的质量（或重量）和热量变化。

二、仪器工作原理及结构

1、温度测量系统：

测温热电偶输出的热电势，先经过热电偶冷端补偿器，补偿器的热敏电阻装在天平主机内。经过冷端补偿的测温热电偶热电势由温度放大器进行放大，送入计算机，计算机自动将此热电势的毫伏值转换为温度。 2、差热测量系统：

差热分析（DTA）是在程序温度控制下测量物质与参比物之间温度差随温度变化的一种技术。本仪器采用哑铃型平板式差热电偶，它检测到的微伏级差热信号送入差热放大器进行放大。如试样没有热反应，则它与参比物的温差△T＝0；如试样在某一温度范围有吸热（或放热）反应，则试样温度将停止（或加快）上升，试样与参比物之间产生温差△T，把△T的热电势放大后经微 机实时采集，可得图8-1的峰形曲线。 3、质量测量系统：

当物质被加热时，随着温度的增高，物质内部在某一特定温度下产生的物理变化和化学性质的变化（如分解、氧化等）时，常常伴随着物质重量的变化。热重分析的原理就是将被加热试样的质量（或重量）变换成电信号。试样质量m在升温过程中不断变化，就得到热重曲线TG，如图8-2。

试样一般用100～300目之粉末，聚合物可切成碎块或碎片，纤维状试样可截成小段或绕成小球，金属试样可加工成碎块或小粒，试样量一般不超过坩埚容积的五分之四，对于加热时发泡试样不超过坩埚容积的二分之一或更少，或用氧化铝粉沫稀释，以防止发泡时溢出坩埚，污染热电偶。坩埚装样后，可在桌面上轻墩几下。参比物是在测温区内对热高度稳定的物质，一般用α－Al2O3粉沫，粒度为100～300目，最好经过1300℃以上高温焙烧和干燥保存。参比物的导热性能及热容最好与试样接近，以减少差热基线漂移。做金属试样的差热分析时也可用

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