金属磁粉心矫顽力测试方法

旗下实验室资质

CMA计量认证证书

CNAS实验室认可证书

ISO资质

高新技术企业资质

技术概述

金属磁粉心是一种典型的软磁复合材料，以铁粉、铁硅、铁硅铝、铁镍、铁镍钼等金属软磁粉末为基体，经表面绝缘包覆、添加粘结剂、压制成型和热处理等工艺制成，常见产品形态包括环形、E形、U形、块状等。与传统的金属叠片材料和铁氧体相比，金属磁粉心具有磁导率稳定、饱和磁感应强度较高、电阻率大、损耗可在较宽频率范围内调控等特点，被广泛用于各类电感器件的磁芯制造。

矫顽力（Hc）是评价软磁材料磁性能的核心参数之一，其物理意义为：将磁化至饱和状态的样品反向磁化，使其磁感应强度（或磁化强度）降为零时所需要施加的反向磁场强度，常用单位为A/m或Oe。矫顽力的大小直接决定磁滞回线的宽窄，并与材料的磁滞损耗密切相关。对于金属磁粉心而言，矫顽力越低，磁滞回线越窄，磁滞损耗越小，器件在高频工作条件下的发热越少，转换效率越高。

金属磁粉心矫顽力测试方法以直流磁滞回线法为主流，即通过环绕在环形试样上的初级绕组施加直流磁化场，利用次级绕组配合电子积分装置测量磁感应强度，绘制完整的B-H磁滞回线，并由回线与磁场强度坐标轴的交点确定矫顽力数值。该方法可参照GB/T 3657、IEC 60404系列等相关标准执行，测试结果可用于评价材料纯度、粉末粒度控制水平、绝缘包覆工艺、压制应力消除程度及热处理工艺的合理性，是磁粉心生产企业进行质量控制和下游用户进行来料检验的重要手段。

影响金属磁粉心矫顽力的因素主要包括：原材料粉末的成分与粒度分布、杂质含量、绝缘包覆层的均匀性、压制密度与残余应力、去应力退火工艺、测试前的磁化历史以及环境温度等。因此，规范的样品制备、充分的退磁处理和标准化的测试流程，是获得准确、可比对矫顽力数据的前提。

检测样品

金属磁粉心矫顽力测试的适用样品范围广泛，涵盖目前市场上主流的各类金属磁粉心产品，具体包括以下几类：

铁粉心（纯铁磁粉心）：成本低、饱和磁感应强度高，常用于储能电感；
铁硅铝磁粉心（Sendust类）：损耗较低、磁导率稳定性好，适用于滤波与扼流场合；
铁硅磁粉心：饱和磁通密度高，适用于大电流工况；
高磁通磁粉心（铁镍类）：兼顾高饱和磁感应强度与较低损耗；
铁镍钼磁粉心（MPP类）：损耗低、温度稳定性优异；
非晶、纳米晶磁粉心等新型软磁复合材料。

样品形态以标准环形试样为主，也可根据实际情况接受E形、U形、块状等异型样品。为保证测试的准确性，送检样品应满足以下要求：外观完好，无裂纹、崩边、掉块等缺陷；表面绝缘包覆均匀，无明显氧化；样品尺寸规整，便于准确计算平均磁路长度和有效横截面积；建议每种材料或牌号提供3件以上平行样品，以降低数据分散性带来的影响。样品在运输和装夹过程中应避免磕碰与机械应力集中，因为机械损伤会引入附加应力，导致矫顽力测试结果偏高。

检测项目

以金属磁粉心矫顽力测试方法为核心，可开展的检测项目包括直流磁参数及配套的交流磁性能项目，客户可根据评价目的进行选择或组合：

直流矫顽力Hc：核心检测项目，反映材料磁滞损耗水平；
剩磁Br：磁滞回线在磁感应强度轴上的截距；
饱和磁感应强度Bm/Bs：表征材料的抗饱和能力；
起始磁导率μi：弱磁场条件下的磁导率；
最大磁导率μm与幅值磁导率μa：反映磁化过程中磁导率的变化规律；
直流磁滞回线与基本磁化曲线：完整表征材料直流磁特性；
交流损耗Pcv：指定频率、指定磁通密度幅值下的总损耗；
磁导率频率特性、磁导率温度特性等扩展项目。

上述项目中，矫顽力与磁滞回线测试通常组合进行，一次测量即可同时获得Hc、Br、Bm等多项参数，测试效率高，数据一致性好，便于对材料进行综合评价。

检测方法

金属磁粉心矫顽力测试的主流方法是直流磁滞回线法（电子积分法），其基本原理为：在环形试样上均匀绕制初级磁化绕组和次级测量绕组，初级绕组中通以可控的直流电流，依据安培环路定理产生磁场强度H；当磁通发生变化时，次级绕组中感应出的电动势经电子积分器（磁通计）积分，换算得到磁感应强度B。通过程控改变磁化电流的大小和方向，即可逐点绘制出完整的B-H磁滞回线，回线与H轴交点对应的磁场强度即为矫顽力Hc。

典型的测试流程如下：

样品检查与尺寸测量：检查外观质量，用千分尺或游标卡尺测量外径、内径和高度，计算平均磁路长度与有效横截面积；
绕线：初级绕组沿圆周均匀绕制，以减小漏磁和磁场分布不均匀性，次级绕组匝数根据设备灵敏度确定；
退磁：测试前采用交流退磁等方式对样品进行充分退磁，彻底消除历史磁化状态与剩磁的影响；
饱和磁化：施加足够大的磁场强度将样品磁化至饱和，确保测得完整闭合的极限磁滞回线；
回线测绘：按标准规定的程序使磁场从正向饱和单调变化至反向饱和，同步采集B、H数据，绘制磁滞回线；
数据处理：由回线读取矫顽力Hc、剩磁Br等参数，进行多次平行测量并取平均值，对结果进行不确定度评估。

除直流磁滞回线法外，冲击法作为经典的直流磁性能测量手段仍有一定应用，其利用冲击检流计测量磁通变化量，适用于验证性测量；对于尺寸较小或形状不规则的样品，也可采用振动样品磁强计（VSM）测量磁滞回线并获取矫顽力。测试过程中需特别注意：退磁不充分、饱和场不足、绕线不均匀、环境温度偏离标准条件（一般要求23±5℃）以及样品存在机械应力等因素，均可能导致矫顽力结果出现明显偏差，应在报告中如实记录测试条件，保证数据的可比性。