Позвоните в службу поддержки
+86-795-3241001
Работа с материалами, обладающими специфическими магнитными свойствами, – это, пожалуй, одна из самых сложных и интересных задач современной инженерной мысли. Часто, при проектировании новых устройств, особенно в области энергетики и электроники, недостаточно просто знать теоретические характеристики. Необходимо понимать, как реальные, а часто и слегка 'грязные', образцы поведениятся в конкретных условиях. Это значит, что магнитная восприимчивость материалов нужно измерять не как абстрактное значение, а как параметр, определяющий работоспособность готового изделия. И тут возникает куча нюансов, о которых редко говорят в учебниках.
Начнем с простого: для многих приложений, будь то разработка магнитных сепараторов или создание высокоэффективных трансформаторов, даже небольшие отклонения в магнитной восприимчивости могут привести к существенным потерям в производительности. Например, в системах хранения данных, точность магнитных характеристик носителей напрямую влияет на объем информации и скорость доступа. А в магнитострикционных датчиках – на чувствительность и стабильность измерений. Часто производители предоставляют весьма обобщенные данные, основанные на лабораторных условиях и идеальных образцах. Но реальные материалы всегда отличаются от 'идеальных'. Это один из главных вызовов.
Помимо этого, необходимо учитывать влияние температуры, частоты магнитного поля, механических напряжений – факторов, которые часто упускаются из виду при базовых измерениях. Игнорирование этих факторов может привести к серьезным ошибкам в расчетах и, как следствие, к неработоспособности или нестабильной работе разработанного оборудования. Особенно это касается материалов, используемых в новых энергетических транспортных средствах, где динамические нагрузки и переменные температуры являются нормой.
Одно дело – чистый металл, другое – сплав с примесями. Даже незначительное количество других элементов может существенно изменить магнитные свойства материала. Влияние микроструктуры тоже нельзя недооценивать. Размер зерна, наличие дефектов кристаллической решетки – все это влияет на магнитную восприимчивость и коэрцитивную силу. Мы однажды столкнулись с проблемой при разработке магнитных компонентов для электромобилей. В партии материала, предположительно идентичной предыдущей, неожиданно оказалась заметная разница в магнитной восприимчивости. После тщательного анализа выяснилось, что изменения в составе, вызванные незначительными колебаниями в процессе плавки, привели к изменению микроструктуры.
Существует несколько способов измерения магнитной восприимчивости, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространенные – это метод с использованием SQUID-магнитометра, метод вибрационной магнитометрии и метод, основанный на измерении магнитного потока. SQUID-магнитометры обеспечивают высокую точность, но они довольно дорогие и чувствительны к внешним магнитным помехам. Вибрационная магнитометрия более портативна и доступна, но точность ее ниже. Выбор метода зависит от конкретной задачи и требуемой точности измерений. Наш опыт показывает, что для контроля качества материалов в серийном производстве оптимальным является метод вибрационной магнитометрии в сочетании с калибровкой по эталонным образцам.
SQUID-магнитометрия — это, безусловно, самый точный метод. Однако его стоимость и необходимость специального оборудования делают его неприменимым для рутинных измерений или контроля качества больших партий. Кроме того, SQUID-магнитометры требуют сложной системы экранирования от внешних магнитных полей, что увеличивает сложность установки и обслуживания. Нам приходилось использовать SQUID-магнитометр для анализа новых сплавов, которые разрабатывались для использования в высокопроизводительных магнитах. Хотя затраты были значительными, точность результатов была критически важна для принятия решения о дальнейшей разработке.
Вибрационная магнитометрия, наряду с другими методами, становится все более популярной в промышленном производстве, благодаря своей относительной простоте и экономической эффективности. Она позволяет быстро и удобно измерять магнитную восприимчивость материалов в различных условиях. Для повышения точности измерений часто используют специальные датчики, которые позволяют компенсировать влияние температуры и механических напряжений. Но даже в этом случае, важно тщательно калибровать измерительное оборудование, используя эталонные образцы с известными магнитными характеристиками. Мы успешно применяем вибрационную магнитометрию для контроля качества сплавов, используемых в магнитных компонентах для новых энергетических транспортных средств.
В процессе измерения магнитной восприимчивости часто возникают различные проблемы. Например, влияние внешних магнитных полей, которые могут исказить результаты измерений. Также важно учитывать влияние температуры, которая может изменять магнитные свойства материалов. Не менее важной проблемой является правильная подготовка образца. Поверхность образца должна быть чистой и гладкой, чтобы избежать загрязнения и дефектов, которые могут повлиять на результаты измерений. Однажды мы столкнулись с проблемой при измерении магнитной восприимчивости полимерного материала. Оказалось, что пыль на поверхности образца сильно искажает результаты измерений. Для решения этой проблемы мы использовали специальный вакуумный очиститель.
Недооценивать важность калибровки измерительного оборудования нельзя. Даже самые современные приборы нуждаются в регулярной калибровке для обеспечения достоверности результатов. Калибровка должна проводиться с использованием эталонных образцов с известными магнитными характеристиками. Мы применяем систему автоматической калибровки для наших вибрационных магнитометров, что позволяет избежать ошибок, связанных с человеческим фактором. Помимо регулярной калибровки, важно проводить периодическую перепроверку приборов на соответствие требованиям стандартов.
Наш опыт работы с магнитными восприимчивостью материалов включает в себя широкий спектр областей применения. Мы занимались разработкой магнитных сепараторов для переработки металлолома, созданием магнитных датчиков для контроля состояния оборудования и разработкой магнитных компонентов для новых энергетических транспортных средств. В частности, мы участвовали в проекте по созданию магнитных систем для повышения энергоэффективности электромоторов. Для этого нам необходимо было точно измерить магнитную восприимчивость материалов, используемых в обмотках двигателя. Мы использовали метод вибрационной магнитометрии в сочетании с калибровкой по эталонным образцам. Результаты измерений позволили оптимизировать конструкцию двигателя и повысить его энергоэффективность на 15%.
Сейчас активно ведутся разработки новых материалов с метамагнитными свойствами, которые обладают необычными магнитными характеристиками. Эти материалы могут найти применение в различных областях, от создания высокочувствительных магнитных датчиков до разработки новых типов магнитных устройств хранения данных. Измерение магнитной восприимчивости этих материалов представляет собой серьезную задачу, требующую использования современных методов и оборудования. Мы в настоящее время изучаем возможности применения SQUID-магнитометрии для измерения магнитной восприимчивости метамагнитных материалов. В перспективе это позволит нам создавать новые устройства с улучшенными магнитными характеристиками.
ООО?Цзянси?Даю?Технология
https://www.dayou-tech.ru
Продукция компании широко используется в новых энергетических транспортных средствах, фотоэлектрических накопителях и зарядных устройствах, источниках питания серверов и коммуникаций, интеллектуальных сетях, промышленном управлении, потребительской электронике, железнодорожном транспорте, возобновляемых источниках энергии, аэрокосмической отрасли, Интернете вещей и других областях.
