矫顽力与铁磁质的性质紧密相连,同时也受到铁磁质原先磁化强度的影响。
变压器铁芯或电磁铁时,选择矫顽力小的材料(如软铁、硅钢等)至关重要,这样可以确保电流切断后磁性能够迅速消失
制造永磁体时,则需选用矫顽力大的材料(如铝镍钴等),以尽可能长时间地保存磁性,防止其轻易消退
在磁学性能中,矫顽力的大小与晶粒尺寸的变化关系密切。
常规磁性材料而言,晶粒直径越小,矫顽力通常越大,二者大致遵循 Hc∝1/D 的关系(D 为晶粒直径)。 因为晶粒尺寸减小,相同体积内的材料晶界数目增多,晶界作为畴壁位移的阻力来源之一,其数量的增加会使畴壁位移过程受到更多阻碍,从而导致矫顽力增大。 材料晶界???
畴壁位移???
对于纳米晶材料,情况则有所不同。根据随机各向异性理论,纳米晶材料的等效磁晶各向异性常数与晶粒尺寸相关,晶粒越小,矫顽力反而越小。
晶格不完整性、位错、非磁性掺杂、磁矩与基体不同的弥散脱溶物等
它们的存在会改变材料的磁弹性能、弥散场能以及交换能和磁晶各向异性能,进而影响畴壁的运动和磁化过程
缺陷和杂质数量增多,反磁化核更容易形成,但同时也会作为钉扎畴壁的中心,阻碍畴壁运动,从而增加矫顽力。不过,这种影响较为复杂,具体取决于缺陷和杂质的种类、尺寸和分布等因素。
内应力是影响矫顽力的另一个重要因素
内应力的存在会改变材料的磁畴结构和磁化过程,进而影响矫顽力的大小。
对于内应力难以消除的材料,降低磁致伸缩系数等方法是减小其对矫顽力影响的有效途径。
温度对矫顽力也有一定影响
通常情况下,随着温度的升高,材料的磁畴运动会变得更加容易,导致矫顽力降低。
这种影响在不同材料和温度范围内可能会有所差异。
矫顽力的测量基于磁性材料在磁场作用下的磁化特性。
当磁性材料置于外加磁场中时,其磁化状态会随磁场强度的变化而变化。
通过测量材料在不同磁场强度下的磁感应强度,可以绘制出磁滞回线,进而确定矫顽力的大小。
矫顽力即为磁滞回线上使磁感应强度降为零的反向磁场强度。
这是测量矫顽力最常用的方法之一。将磁性材料置于变化的磁场中,测量其磁感应强度随磁场强度的变化,绘制出磁滞回线。例如,在不锈钢矫顽力检测中,主要采用磁滞回线法,通过测量不锈钢在不同磁场下的磁滞回线来确定其矫顽力。
适用于测量软磁材料的矫顽力。测试时,样品放置在开磁路中,通过逐渐增加反向磁场直至样品的磁感应强度降为零,记录此时的磁场强度作为矫顽力的值。
使用闭合磁路装置进行测试,适用于测量硬磁材料的矫顽力。由于硬磁材料的矫顽力较高,需要更强的磁场进行测试。
适用于测量高矫顽力材料。通过施加短暂的强磁场脉冲磁化样品,然后测量其退磁过程来确定矫顽力。
使用振动样品磁强计进行测试,该设备可以精确控制样品的磁化和退磁过程,适用于从软磁到硬磁材料的矫顽力测量。
通过测量样品在磁场作用下的霍尔电压变化来确定矫顽力。
磁滞回线测量仪、振动样品磁强计、霍尔效应测试仪等。
这些设备通常包括磁场发生器、样品台、磁感应强度测量仪等组成部分,能够精确控制磁场强度和方向,并测量样品的磁感应强度变化。