一种铁基非晶合金带材压磁效应的测试方法与流程

本发明涉及一种压磁效应的测量方法，具体涉及一种铁基非晶合金带材压磁效应的测试方法。

背景技术：

非晶合金带材是由快速凝固技术制成的一种新型材料，由于其具有高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、低铁损和良好热稳定性等优点而被广泛应用于变压器、滤波电感、互感器及传感器等电子领域。

铁基非晶合金具有显著的压磁特性，即在压应力的作用下，铁基非晶带材内部通过磁弹性耦合效应引起磁导率发生变化的现象。铁基非晶合金的压磁效应主要受其内部的应力影响，而内应力的分布情况又与其合金成分、成型工艺、样品尺寸及热处理工艺等均存在密切关系。

目前，在铁磁材料压磁效应的研究过程中，存在着因测量装置不完善带来的诸多问题，其中最主要的问题是铁磁材料与连接阻抗分析仪的引线必须通过焊料焊接方可导通进行测量，而焊料形成的焊点很难控制，其带来的阻抗变化足以影响测试结果。另外，焊料与铁磁材料之间的不浸润问题，使得焊接存在很大困难。以上存在的问题，使得每次测量误差很大，测量结果都很难得到重复，且测量的灵敏性亦不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种铁基非晶合金带材压磁效应的测试方法，使得测试操作简单，无需焊接引线，信号响应快，测量准确，重复稳定性好。

本发明的技术方案是，一种铁基非晶合金带材压磁效应的测试方法，其特征在于，其测试方法步骤如下：

（1）测试装置准备：测试使用的测量装置包括测量管、绕于测量管表面的电感线圈和加载压头，加载压头置于测量管中段上方开口中，两组电感线圈分别位于加载压头的左右两侧，两组电感线圈串联方式连接，串联的两组电感线圈再和数字电桥形成闭合连接。

（2）将合金带材放入测量装置的测量管中，再利用传感压头通过玻璃板对合金带材施加应力，随着受力面积的增加使得带材内部的受力更为均匀，另外，合金带材会使磁力线汇集并沿着其内部通过，从而提升了测试结果的可靠性及稳定性。

（3）在测量装置的加载压头上逐步添加砝码，对合金带材进行施压，同时利用数字电桥完成对测试装置闭合回路电感数据的实时采集。

（4）绘制压磁效应值与线圈电感值的曲线图SI(%)---σ，以表征压磁效应。其压磁效应值SI(%)的定义为：SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)% ，式中Ls为线圈电感值，Ls(σ)为应力为σ时线圈电感值，Ls(σ₀)为未加应力时线圈电感值。

本发明的有益效果是：1、该装置制备工艺简便，制作成本低；2、所测材料省去了焊接引线的麻烦，且信号响应快、测量准确性，稳定性大大提高；3、测量方法简单，易操作，灵敏度较高；4、测试结果可以更为直观准确的反应带材的压磁性能。

附图说明

图1为本发明使用的测量装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

在图中，1、测量管 2、电感线圈 3、加载压头 4、玻璃板 5、合金带材 6、数字电桥。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

如图1、图2所示，一种铁基非晶合金带材压磁效应的测试方法，其特征在于，其测试方法步骤如下：

（1）测试装置准备：测试使用的测量装置包括测量管1、绕于测量管表面的电感线圈2和加载压头3，加载压头3置于测量管1中段上方开口中，两组电感线圈2分别位于加载压头3的左右两侧，两组电感线圈2串联方式连接，且空载时两组线圈总电感值要求≥10μH，串联的两组电感线圈2再和数字电桥6形成闭合连接。

（2）将合金带材5放入测量装置的测量管1中，再利用传感压头3通过玻璃板4对合金带材5施加应力，随着受力面积的增加使得带材内部的受力更为均匀，另外，合金带材5会使磁力线汇集并沿着其内部通过，从而提升了测试结果的可靠性及稳定性。

（3）在测量装置的加载压头3上逐步添加砝码，对合金带材5进行施压，同时利用数字电桥6完成对测试装置闭合回路电感数据的实时采集。

（4）绘制压磁效应值与线圈电感值的曲线图SI(%)---σ，以表征压磁效应。其压磁效应值SI(%)的定义为：SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)% ，式中Ls为线圈电感值，Ls(σ)为应力为σ时线圈电感值，Ls(σ₀)为未加应力时线圈电感值。

被测试的合金带材选择典型的铁基非晶/纳米晶带材Fe_71.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉非晶带材，通过砝码对合金带材进行施压，同时采用数字电桥（TH-2816）完成对实验装置闭合回路电感数据的实时采集。测试过程中，数字电桥的测试频率f =1 kHz，测量电压lev=0.3 v；压力试验机的应力加载范围为0-0.1 MPa。

采用“SI(%)---σ”曲线来表征压磁效应。其压磁效应值SI(%)的定义为：

SI(%) = [Ls(σ)- Ls(σ₀)]/ Ls(σ₀)%

式中Ls为线圈电感值，Ls(σ)为应力为σ时线圈电感值，Ls(σ₀)为未加应力时线圈电感值。