磁导率测量

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涡流磁导率测量

目前尚无法通过涡流检测或巴克豪森噪声检测进行定量的磁导率测量,但 SURAGUS 正在应用这两种技术从含有磁性成分的层中获取相关参数。含有钴、镍或铁等磁性材料的薄膜因各种原因被广泛应用于多个行业。

高频涡流系统对磁性能非常敏感。在许多情况下,磁导率会增强测量效果,这可用于从这些薄膜中推导出其他参数(如材料厚度)。

欢迎随时咨询 SURAGUS,了解表征您的磁性薄膜的能力。

定义

在电磁学中,磁导率是材料响应磁场时的磁化程度。它被定义为材料允许磁力线通过物体的性质。磁力线与材料的电导率成正比。

磁导率通常用 µ 表示。磁导率的单位是 H/m(亨利每米)或 N*A-2(牛顿每安培平方)。当磁场在真空中形成时,真空磁导率被称为磁常数 µ0。直到 2019 年,µ0 被定义为磁常数,其值为 μ0 = 4π × 10−7 H/m 或 12.57×10−7 H/m。

自那时起,国际单位制的修订版开始生效。µ0 变为一个需要通过实验评估的值,即 4π × 1.00000000082(20)×10−7 H⋅m−1。

磁导率取决于多种参数,例如在介质中的位置、磁场的应用频率、湿度、温度等。

材料的磁导率等于材料的磁感应强度 B 与磁场强度 H 的比值。

公式:磁导率是材料磁感应强度 B 与磁场强度 H 的比值
任何材料的相对磁导率是其磁导率与空气或真空磁导率的比较:

公式:任何材料的相对磁导率是其磁导率与空气或真空磁导率的比较

分类

磁性材料可以根据其磁导率 µr 进行分类:

  • 抗磁性材料 0 ≤ µr < 1,例如铜 (Cu)、氮 (N) 或水
  • 顺磁性材料 µr > 1,例如氧气 (O2) 或大气
  • 铁磁性材料 µm >> 1,例如铁 (Fe)、钴 (Co)、镍 (Ni)

抗磁性材料的磁导率略小于真空磁导率。这些材料或元素倾向于将磁场排出体外。它们会产生与外部磁场方向相反的磁化。顺磁性元素通过使其原子磁矩与外部磁场方向一致来增强磁场。铁磁性材料和元素通常具有极高的磁导率。这些材料在历史上一直应用于电子设备,如线圈、电机和变压器。

磁滞

铁磁材料中的磁导率与外部磁场不呈线性相关。铁磁材料的行为通常由磁滞曲线描述。根据应用的不同,会使用不同的磁导率定义。除了上述典型的计算方法外,还有微分磁导率,作为磁滞曲线的级数。磁导率 µ 等于以下各项级数的比值:

由于磁饱和和磁剩磁,磁导率并不是恒定的。

应用领域