摘 要：最近幾年，我們國家的經(jīng)濟(jì)以及科技都獲取了顯著的發(fā)展。比如弱磁探測相關(guān)的技術(shù)就得以明顯發(fā)展。在這種背景之下，無磁以及弱磁材料對設(shè)備的性能影響變得更加明顯。所以，我們必須認(rèn)真開展無磁以及弱磁物質(zhì)的磁性測試以及篩選工作。作者具體分析了幾類常見的測量措施，并且簡單的比對了它們的運用區(qū)間以及測量關(guān)鍵點等相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：無磁材料；弱磁材料；磁天平；磁導(dǎo)率；磁化率

引言

所謂的無磁材料，具體的說指的是那種不具有磁性的材料，像是最常見的銅鋁等。而弱磁材料，指的是那種磁性非常低的材料。在過去的時候，當(dāng)我們設(shè)計零件的時候，非常關(guān)注永磁型物質(zhì)的性能，對于那些沒有磁性的物質(zhì)的性能卻在很大程度上忽略了。不過由于當(dāng)前時期，電子工藝不斷發(fā)展，此時電子設(shè)備開始朝著小型化以及高精確性方向發(fā)展，這時那種沒有磁性的物質(zhì)的性能對設(shè)備的特性影響就變得非常受關(guān)注了。目前很多行業(yè)都使用無磁材料，比如我們國家的國防工作。潛艇中所用的系列無磁不銹鋼，導(dǎo)航系統(tǒng)所用的銅材，銅漆包線、鋁材、鈦合金、陶瓷等全部屬于無磁物質(zhì)，這些物質(zhì)的磁導(dǎo)率等特性會對設(shè)備的精確性等產(chǎn)生非常明顯的影響。通過長久的開展無磁材料性能測試工作，我們發(fā)現(xiàn)了非常多的問題，很多的使用人都不熟悉此類物質(zhì)的特性，也不知道怎樣檢測它們的性能，在選擇以及運用的時候不知道怎樣測試它們的品質(zhì)，最終的后果是使得設(shè)備不符合規(guī)定，有的根本不能正常使用，最終只能再次檢查，這就在無形之中加大了材料的浪費率，而且浪費時間和金錢。作者在這個前提之下，具體分析了無磁以及弱磁物質(zhì)的性能測量工作。

1 測量方法研究

文章講到的磁性指的是無磁以及無磁物質(zhì)的磁化率以及剩磁等數(shù)值，我們常使用磁天平、振動樣品磁強(qiáng)計和磁通門磁強(qiáng)計等來測試，它們的原理并非是完全一樣的。

1.1 磁天平的測量原理

磁天平的基本原理概括來說就是通過非均勻磁場作用在磁性物質(zhì)上的力的測量，以此來獲取磁性數(shù)值的一種措施。按照測量措施來區(qū)分的話，它又可以分成古依法和法拉第法等[2]。古依法測量原理，將橫截面積均勻的長棒狀樣品懸掛在天平掛鉤上，并放置在由電磁鐵產(chǎn)生的磁場中，要求樣品下端處于電磁鐵兩極頭的中心點，上端處于在磁場零點處或是接近零點處。

1.2 振動樣品磁強(qiáng)計的測量原理

振動樣品磁強(qiáng)計是基于電磁感應(yīng)原理制成的儀器，其有兩個種類。一種是被磁化的樣品在包圍它的測量線圈中或在兩個串聯(lián)反接的線圈之間以某一頻率作往復(fù)運動，將得到的感應(yīng)電動勢積分，輸出與磁通量變化成正比的電壓。第二種類型的振動樣品磁強(qiáng)計是采用小樣品在探測線圈之間做小振幅振動，這時樣品可視為一個磁矩為m的磁偶極子，探測線圈感應(yīng)由于樣品振動而帶來的磁偶極子場的變化，可以推出線圈的感應(yīng)電勢與樣品的磁化強(qiáng)度成正比[2]。

1.3 磁通門磁強(qiáng)計的測量原理

磁通門磁強(qiáng)計是一種弱磁測量儀器，它是一種以鐵磁材料在恒磁場和交變磁場同時作用下的非線性物質(zhì)為基礎(chǔ)的，利用電磁感應(yīng)定律而制成的儀器[2]。其靈敏性非常高，不過在使用的時候要借助屏蔽技術(shù)排出磁場干擾。使用這個措施無法得知磁絕對數(shù)，只能用來相對對比。

2 幾類測量措施的比對

2.1 測量范圍簡述

在無磁、弱磁材料的磁性能測量中，主要測量的磁性參數(shù)是磁化率、磁導(dǎo)率和剩磁，采用的儀器有振動樣品磁強(qiáng)計、磁天平和磁通門磁強(qiáng)計。其中磁通門磁強(qiáng)計在采用靜磁屏蔽技術(shù)排除干擾磁場后，能夠直接的測試剩磁。振動樣品磁強(qiáng)計和古依天平則都可以用來測量磁化率、磁導(dǎo)率，不過它們的應(yīng)用范圍并不是完全一樣的，在具體的工作中要結(jié)合樣本的類型選擇正確的設(shè)備。振動樣品磁強(qiáng)計適用于測量各種無磁不銹鋼的磁導(dǎo)率、剩磁等磁性參數(shù)，測量磁化率時精度可達(dá)到10-7。古依天平則適合于測量銅材、銅漆包線、鋁材、鈦合金、陶瓷等大部分無磁、弱磁材料的磁化率及磁導(dǎo)率，它規(guī)定樣本磁化率控制在10-4-10-7之間，無法用來測試那些磁化率較明顯的物質(zhì)。雖然振動樣品磁強(qiáng)計和古依磁天平在測量磁導(dǎo)率時的精確性差不多，不過因為前者可以測試較小的樣品，所以它更加受到人們的青睞。

2.2 測量過程控制與數(shù)據(jù)處理

我們都知道，由于無磁類物質(zhì)的磁性非常弱，所以，我們在測試的時候必須使用靈敏性較高的設(shè)備，而且測量的時候也要認(rèn)真處理數(shù)據(jù)。使用相同的設(shè)備測量相同的樣品，如果數(shù)據(jù)處理的不一樣的話，最終得出的結(jié)果必然是完全不一樣的。具體來講，我們在工作中必須要確保樣品磁潔凈，禁止攜帶各種雜質(zhì)以及灰塵。而且要確保設(shè)備的零件潔凈。

除此之外，還要認(rèn)真處理數(shù)據(jù)。假如使用的是振動樣品磁強(qiáng)計的話，在處理數(shù)據(jù)的時候就要意識到退磁因子會對最終的結(jié)果有很大的干擾。如果使用的是古依天平的話，在使用二乘法計算導(dǎo)磁率的時候，要把每個點的數(shù)值放大到規(guī)定的區(qū)間，此舉的目的是為了降低失誤。

2.3 樣品制備

樣本制備工作在測量工作中占據(jù)的意義非常重大。它影響到最終數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。不一樣的測量措施，對于樣本的制備規(guī)定也是完全不一樣的。

2.3.1 古依磁天平樣品制備

結(jié)合古依天平測試?yán)砟钗覀冎?，它對于樣品有著?yán)格規(guī)定，具體來說規(guī)定其應(yīng)該是截面一致的桿狀，而且它的長度要足夠長。不過在具體的測試的時候，樣品也可是圓棒或是板材等，如果使用的是試樣管的話，還可以是粉末。一般來說其尺寸要保持在×150左右（單位：mm），較之于別的措施來看，該措施規(guī)定的樣本尺寸要明顯的大很多。

2.3.2 振動樣品磁強(qiáng)計樣品制備

振動樣品磁強(qiáng)計對于樣品的形狀有著嚴(yán)苛的規(guī)定，通常規(guī)定其為圓形或是片狀。而且它的重量也不能夠超過0.29。

2.3.3 磁通門磁強(qiáng)計樣品制備

此類措施對于物品的大小以及形狀等沒有嚴(yán)苛的規(guī)定，不過因為磁強(qiáng)計無法得知材料剩磁的具體精確數(shù)值，所以我們只可以相對來看，為了保證精確性較高，我們一般規(guī)定被測試的物品最好是和樣品的大小以及形態(tài)等相同。

3 結(jié)束語

當(dāng)前時期，無磁以及弱磁物質(zhì)已經(jīng)被大量的應(yīng)用到我們國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作之中，比如國防方面以及精確性設(shè)備的制作方面。對于很多意義重大的設(shè)備來講，為了降低它們被發(fā)現(xiàn)的概率，我們在制造的時候多是使用無磁性的物質(zhì)，比如潛艇就是使用鈦合金。在越來越向小型化、高精度化、高穩(wěn)定性發(fā)展的電子設(shè)備中所使用的無磁、弱磁材料的磁性能對保證產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性方面起著不可替代的作用。因此，我們必須認(rèn)真研究無磁物質(zhì)的測量以及篩選工作。作者具體分析了常見的幾類測量措施，其中振動樣品磁強(qiáng)計和磁天平都可以用來測量無磁、弱磁的磁性能，前者適合測量磁導(dǎo)率相對較大的材料，后者適合測量磁導(dǎo)率較小的物質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院，中國標(biāo)準(zhǔn)出版杜第五編輯室.高溫合金.精密合金，耐蝕合金標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]金屬材料物理性能手冊—金屬物理性能及測試方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987.

[3]崔利亞，楊鋒，孫永紅.弱磁器件鐵磁性污染的古依磁天平測量與分析[A].第十二屆全國磁學(xué)和磁性材科會議論文集[C]，2005.