壓應力對取向硅鋼片(矽鋼片)的磁滯損耗和磁致伸縮的影響
其晶粒尺寸比取向硅鋼片(矽鋼片)晶粒尺寸小。Terfonol-DEtrema和PMS-1分別是用free-stand區域測試方式(簡稱FSZM和粉末冶金方式生產的大磁致伸縮材料。50A 290和PMS-1α值分別比取向硅鋼片(矽鋼片)和Etrema大。與取向硅鋼片(矽鋼片)相比,表1所列的數片成份相似但結晶結構不同材料的α值。表中50A 290無取向硅鋼片(矽鋼片)片。50A 290和PMS-1中存在著大量的90°或180°疇壁,以及存在著磁化過程中大的晶核形成或消失的幾率。因為晶核形成與消失都將導致磁彈性和磁滯損耗,由此可見,α值與磁化過程中90°疇壁晶核的形成與消失的增加數量密切相關。
1引言
其磁性能也通常因為受到壓應力而變差。磁心的性能因壓應力導致的改變,電動機、變壓器等磁心的磁特性嚴重影響到電器、電子設備、儀表等的性能。磁心經常被應用于不同的壓力狀況下。對電器、電子設備以及儀表等的性能影響是極.為嚴重的因此,壓應力對材料性能的影響成了研究課題。壓應力對取向硅鋼片(矽鋼片)磁滯損耗和磁致伸縮特性的定量關系還需要進行深入的研究,本文為此進行了較深入的探討,得到一些結論。
2試驗方法與過程
本文中,用作試驗的取向硅鋼片(矽鋼片)牌號是35ZH115和35Z135其分別代表高磁感應強度硅鋼片(矽鋼片)和一般取向硅鋼片(矽鋼片)試樣材料尺寸為300mm30mm而且每一種鋼帶分別按軋制方向與其橫向取樣。沿軋制方向所取的試樣稱“L試樣,橫向的樣品則稱“T試樣。
壓應力則沿試樣縱向施加,試驗時將試樣放置于一個可以調整的槽體內以防止試樣彎曲變形。并且,磁化曲線的勵磁和退磁過程中始終保持著壓應力。
磁滯損耗是通過對磁化曲線的面積計算的磁致伸縮是通過資料的應變丈量值來計算的最.大的應變用λ表示。
3試驗結果分析
壓應力(σ)使磁滯損耗(W增加。當壓應力(σ)小于5MPa時,圖1所示為材料牌號是35ZH115L試樣的磁滯損耗(W和磁致伸縮(λ)與壓應力(σ)關系。由圖可見。σ對磁滯損耗(W增加量的影響較小;另外,當壓應力(σ)大于5MPa時,σ對磁滯損耗(W增加量影響較大。硅鋼片(矽鋼片)資料在工業化生產時,其外表涂有一層玻璃質薄膜。當去掉材料表面的玻璃薄膜后,壓應力(σ)1MPa時,磁滯損耗(W將顯著增加,這里可見涂層對磁滯損耗(W影響。
對于“L試樣,壓應力σ能使沿壓力軸方向的磁致彈性能量增大。以往的研究標明。壓應力(σ)導致發生許多閉合的90°疇壁。勵磁過程中,由于90°疇壁的移動導致發生大的磁致伸縮λ。因此,對于有涂層的L試樣,當壓應力大于5MPa時,λ的增加較大。
磁滯損耗(W和磁致伸縮(λ)比“L試樣的大。因為“T試樣的縱向有很多沿磁化方向的晶粒,圖2表示的資料牌號為35ZH115T試樣的磁滯損耗(W和磁致伸縮(λ)與壓應力(σ)關系。當壓應力σ=0時。90°疇壁結構的呈現在磁化中。呈現使σ=0時的磁滯損耗(W和磁致伸縮(λ)增加。對于“T試樣,壓應力(σ)存在時,磁致伸縮(λ)基本上沒有變化,磁滯損耗(W則稍有增加。這里說明了磁化方向與軋制方向垂直時,由于壓應力σ的存在磁化過程中材料的織構不發生變化。
壓應力σ的作用下產生的機械能λσ導致磁致伸縮(資料伸長)
這種關系可以用下列公式表示:圖3所示為材料牌號為35ZH115磁滯損耗(ΔW和λσ的關系。圖3中的實線表明了ΔW與(λσ)成線性關系。
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α和β是定值。對于“L試樣,式中。當λσ>10J/m3時,α=0.16此外,圖4中可以看出去掉涂層的L試樣在不同的最.大磁感應強度Bm下的α值。當λσ大于臨界值時,α值是不相同的但α值小于2.0
甚至在沒有壓應力的情況下,當試樣材料上的涂層去掉后。也會出現閉合的90°疇壁。磁化過程中,特別是高的磁感應強度Bm下,疇壁的運動形式主要是移動。當存在壓應力時,磁化比將由于疇壁的移動而增加。所以,可以認為在高的Bm時將會使磁滯損耗的增幅減小,即α小。晶核形成與消失的幾率影響磁滯損耗。由圖4可以看出,高的磁感應強度Bm影響下,α值變小。
ΔW與λσ之間的相互關系也可以用公式(1來描述,圖5所示的牌號為35ZH115T試樣的磁滯損耗變化值(ΔW和λσ的關系。對于“T試樣而言。其中α值的大小取決于Bm相同的條件下,T試樣的α值小于“L試樣的α值。因為“T試樣在磁化過程中,以90°疇壁移動為主;α取決于Bm如同沒有涂層的L試樣。