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電工鋼標準的磁性能指標解釋(四)——磁致伸縮
磁致伸縮
磁致伸縮效應(英語:magnetostrictive effect)指的是對軟磁體進行磁化后,其形狀、大小會發生彈性形變的物理現象。通過半導體應變儀測量通電后Mn-Zn-Fe材料的磁致伸縮環
電工鋼(硅鋼)是在純鐵和低碳鋼的基礎上發展起來的一種功能型材料,主要是為了解決鐵損及磁時效的問題,研究發現,隨著硅元素在鐵基體中添加量的增加,電工鋼(硅鋼)材料的電阻率和磁導率提高,矯頑力和渦流損耗減小。
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其中長度方向的變化是1842年英國人焦耳(Joule)首先發現的,又稱焦耳效應,或線性磁致伸縮。由于體積的變化(體積磁致伸縮)比起長度的變化要微弱得多,用途又少,故通常將線性磁致伸縮簡稱為磁致伸縮。磁致伸縮的大小用其長度的相對變化來表示:
△l/l=λ,稱磁致伸縮系數λ隨磁場的增加而增加,一直到飽和。一般將飽和磁化狀態下的磁致伸縮系數用λs來表示,用做衡量磁性材料的磁致伸縮性能。長度變化如果是伸長的,λs為正值;長度變化是縮短的,λs為負值。如果對材料施加一個壓力或張力(拉力),使材料的長度發生變化,則材內部的磁化狀態亦隨之變化,這是磁致伸縮的逆效應,稱為壓磁效應。由于磁致伸縮率一般在10-5以下,所以對磁致伸縮效應的應用遠不如對壓電效應的應用廣泛。到20世紀60、70年代后,發現了伸率在10-3的超磁致伸縮材料。
磁極化強度(J)和磁感應強度(B)
在介紹這兩個指標之前,我們先簡單介紹一下磁現象。磁是什么?
一般提起磁,有些人都覺得磁是較為少見的,好象主要就是磁石或磁鐵吸引鐵,如圖1中磁鐵吸引鐵粉,和指南針指示南北方向,如圖2中顯示的古代指南器(司南)模型,可以指示南北方向,而把一般物質稱為無磁性或非磁性。情況真是這樣嗎?現代科學的發展已經表明這樣的看法是不對的?,F代科學研究和實際應用已經充分證實:任何物質都具有磁性,只是有的物質磁性強,有的物質磁性弱;任何空間都存在磁場,只是有的空間磁場高,有的空間磁場低。所以說包含物質磁性和空間磁場的磁現象是普遍存在的。我們的生活每時每刻都和磁性有關。沒有它,我們就無法看電視、聽收音機、打;沒有它,連夜晚甚至都是一片漆黑。
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