东方测控

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

中国计量院研制标准装置解决永磁材料高温磁性检测难题

行业上下游中国仪表网2012年12月12日 11:00人气:24466

  500℃,一个普通人想象不到的高温温度。而中国计量院工程所副所长林安利研究员带领的研究团队却将我国永磁材料高温磁性参数测量的触角,成功地延伸到了这一国际同类测量的极限。他们研制的国家标准装置正在为我国永磁材料高温磁性参数测量提供必不可少的技术支撑。
  
  应对挑战
  
  提到“永磁材料”这一名词,您也许觉得有些陌生,但永磁材料的应用其实已渗透到我们生活的方方面面:汽车、空调、相机、手机、电脑磁盘、打印机驱动头、仪器仪表、医疗设备……永磁材料的应用可谓无处不在。
  
  永磁材料,又称硬磁材料,是一种经过磁化以后能够长期保持磁性的材料。其中,稀土永磁材料是已知的综合磁性能最优异的一种永磁材料。稀土永磁材料的磁性能比同样大小的普通磁钢要高出10多倍,一块火柴盒大小的稀土永磁体可以吸起与一个成年人体重相当的铁物。用稀土永磁材料制造的电子器件效能高,体积小、重量轻。现在,稀土永磁材料已经在航空航天、新能源、自动化、信息技术等高新技术和国防领域有着广泛深入的应用。
  
  但是,永磁材料的磁性能会随着温度的变化而发生较大改变,并且不同永磁材料的温度系数差别也很大,在达到某一特定温度时,磁性甚至还会消失。这些特性都需要标准进行准确的测量和评价。
  
  在实际应用中,永磁材料往往工作于高温环境中,如永磁直驱风力发电机所用的永磁体,其内部温度就达到150℃,其在高温下的磁性能还能满足设计要求吗?核反应堆、航天器高速电机等所用的钐钴磁体的温度超过了300℃,甚至达到500℃,需用的磁体在不同温度下各项磁性能的准确数值又是多少呢?
  
  2005年之前,我国建立的硬磁材料磁特性检定装置,只能基于国际标准方法测量常温下的磁特性,却无法检测高温下的磁特性。高温下的磁特性测量只能依赖进口的商业永磁测量仪,但其闭磁路高温测量能力也只在220℃以内。而国防和航空航天等领域迫切需求的温度测量范围为300℃~500℃,这已超出了主要发达国家计量院的永磁高温测量能力,商业永磁测量仪更是无法达到要求。
  
  自主研制建立一套高温测量能力达到500℃的闭磁路硬磁材料高温磁特性标准测量装置尤为迫切。为此,林安利研究员组建研究团队,从2005年开始开展这方面的研究工作。
  
  自主创新
  
  经过艰难的技术攻关,研究团队解决了闭磁路高温条件下磁场稳定性、线圈常数恒定性、磁场和温度场均匀性等一系列技术难题,并于2009年形成了一套硬磁材料温度特性标准检测装置。
  
  林安利介绍,这个装置由磁化机构、磁场和磁感测量系统、温度控制单元、控制和数据处理单元等4个部分组成,装置的所有模块和功能均自主研制。这套装置能够准确测量室温500℃范围内稀土永磁材料不同温度下的各项磁性参数,并能溯源到国际基本单位。
  
  林安利说,根据已知的文献和报道,这一温度测量范围优于主要国家计量院和商业永磁测量仪的永磁高温测量能力。“我们的研究成果解决了目前国家标准装置——硬磁材料磁特性检定装置不能计量高温下永磁体磁特性的问题。”
  
  深度应用
  
  目前,这一装置及其相关技术已进行了深度推广和应用,为我国永磁器件的性能和可靠性的检验提供技术支持。中国计量院先后研制成室温220℃和室温500℃两种温度范围的产品化的检测装置,并广泛开展高温磁性检测工作。2010年至今已完成日常测试任务约600件次,服务领域涉及到电子信息、能源、医疗、交通航空航天、国防科研等。
  
  据了解,其中的室温220℃永磁高温测量仪器与进口商用仪器性能相当,而价格却只有进口设备的1/10左右。林安利告诉记者:“目前,我国稀土永磁行业主要企业均已采用这一技术,实现了对产品高温性能的质量控制。”
  
  我国有超过200家稀土永磁生产企业,稀土永磁产量占世界80%以上。这一装置的使用,不仅为我国企业节省了大量进口仪器购置费用,还促进了我国稀土永磁制造行业产品质量和产业竞争力的提高。
  
  在国防和航空航天领域,中国计量院研制的高温永磁测量装置及其相关技术已被广泛用于稀土永磁材料的检测、设计和研发。如室温500℃硬磁测量仪,已被中南大学、北京航空航天大学、中科院材料所等单位引进,为我国航空项目所用硬磁材料的研究提供了帮助。该院还与北京钢铁研究总院紧密合作,解决了其在更高温度领域的永磁材料精确测量的难题,也为我国核工业、国防、航天等领域更高要求的永磁体研制提供准确的温度特性测量服务。
  
  此外,依据研究成果形成的永磁材料温度测量国家标准和国家计量技术规范,也正在为我国稀土永磁材料及其应用工业磁性测量标准化和技术水平的提高做出贡献。
(本文来源:网络转载请注明出处
仪表网官方微信
@仪表网
已推荐
0

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ.com
  • 凡本网注明"来源:中国仪表网"的所有作品,版权均属于中国仪表网,转载请必须注明中国仪表网,http://www.ybzhan.cn/。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌


返回首页