表面质量对1J85合金磁性能的影响

1J85合金属精密软磁合金中的高初磁导率合金。这类合金在弱磁场下具有很高的初始磁导率和最大磁导率， 很低的矫顽力， 较高的电阻率， 较低的饱和磁感应强度， 易于加工成极薄带， 适用于在交流弱磁场下工作的铁芯、 磁导体、 磁屏蔽、 传感器等。

影响1J85合金磁性能的因素很多。 合金元素和杂质对磁性很敏感， 而合格的性能是与准确的化学成分分不开的。 杂质， 尤其是形成间隙固溶体的杂质损害磁性， 使磁导率降低， 矫顽力和磁滞损耗增高。 晶体织构、磁织构、 有序化、 塑性变形和内应力等对其磁性能也有显著影响。

本文主要对1J85合金的表面质量影响其磁性能的方面作了一些分析与探讨， 目的是在于进一步指导环形铁芯的试制与生产， 提高产品的质量与合格率。

验过程
取1J85铁芯环样， 厚度分别为0.1ｍｍ、0.35ｒａｍ、0.38ｍｍ、0.5ｍｍ、 0.85ｍｍ，样品表面质量光滑的为Ａ组，样品表面不平整，边缘有毛刺粘结的为Ｂ组。 用ＳＹ一８２３２Ｂ—Ｈ分析仪测量其交流磁性能。测量结果如下：

从表ｌ的比较中可以清楚地看到， 随着频率的增加， 最大磁导率的变化情况： 频率增加， 变化率明显增大。 Ａ组的变化率比Ｂ组的变化率小得多。

从表２的比较中可以清楚地看到， 随着频率的增加， 矫顽力、 损耗都呈上升的趋势， 但Ａ、 Ｂ两组上升的幅度有明显的不同， 在相同频率下， Ａ组的磁性能比Ｂ组好的多， 说明Ａ组样品在交流下的磁性能较稳定。

化与能量损耗
1J85合金在交变磁场中的能跫损耗一般分为三部分： 涡流损耗、 磁滞损耗和剩余损耗。在较高磁感应强度Ｂ或较高频率ｆ的情况下， 涡流损耗很难与磁滞损耗分开， 因为它们相互交叉又互相影响。 只有在低频弱磁场的情况下， 才可以把材料的磁能总损耗看成是各种损耗的代数和， 并可应用列格公式进行分离。

由于涡流的存在， 一部分能量被消耗掉而变为热，称为涡流损耗。 显然， 涡流损耗随材料电阻率的增大和材料厚度的减簿（增大涡流回路中的电阻）而降低。 另一方面要产生趋肤效应， 使交变场不能深人到材料内部， 材料的趋肤深度随材料电阻率的增大而增大， 随材料磁导率和频率的增大而减小。 在低频区， 趋肤效应不显著， 样品内磁化基本均匀。 在高频区， 趋肤效应把磁化限制在表层， 趋肤效应把涡流限制在表面环行， 加大了抗涡流电阻， 因而涡流损耗随频率增大而减小。

磁滞损耗的能量就足铁芯在磁化和反磁化过程中由于克服畴壁位移和畴壁转动的不可逆过程转化为热而被消耗的能量。

剩余损耗是除了涡流损耗和磁滞损耗以外的其它能量损耗。 剩余损耗是由各种驰豫过程所引起的， 主要是由杂质原子的扩散而引起。 在低频弱磁场下， 剩余损
耗主要是磁后效（即磁化强度的变化落后于磁场的现象及磁导率减落的现象）引起的， 它与频率和磁场无关， 是常数。 在高频， 剩余损耗不足常数， 它主要与尺寸共振、 畴壁共振、 自然共振等驰豫过程有关， 是磁场和频率的函数， 因而很难同涡流损耗分离。

结果分析
从表ｌ、 表２的显示值中可见， Ａ、 Ｂ两组显示出来的磁性能差异很大： Ａ组优， Ｂ组劣。 Ａ组是表面光洁的样品， Ｂ组是边缘有毛刺粘结的样品， 究其原因： 是由于在交流磁化条件下Ａ、 Ｂ两组产生的涡流损耗及趋肤效应的大小不同而造成。 Ｂ组样品在交变场作用下， 边缘的毛刺粘结引起了短路现象， 一方面使涡流回路中的电阻减小， 引起了较大的涡流损耗， 另一方面受趋肤效应的影响， 两者的综合作用， 以致降低了Ｂ组样品的磁性能。

涡流的形成是由于样品在交变磁场中， 通过样品的磁通量中不断随时间而变化， 根据电磁感应定律，磁通量①的变化产生感生电动势， 样品本身作为一个闭合回路必然产生感生电流（在样品内环绕①变化而与磁化线圈电流相反的方向流动）， 呈闭合的旋涡状。由于涡流的存在， 一方面部分能量被消耗掉变为热， 即为涡流损耗； 另一方面要产生趋肤效应， 使交变场不能深入到材料内部。 材料的趋肤深度随材料电阻率的增大而增大， 随材料磁导率和频率的增大而减小； 涡流损耗随材料电阻率的增大和材料厚度的减簿而降低。

结论
从上述试验的测量结果与分析表明，1J85合金的表面质量影响磁性能到一定的程度。 它将直接影响到1J85合金的质量与合格率。 所以， 提高1J85合金表面质量， 改进生产工艺， 是极其重要、 极其关键的问题。