Коэрцитивная сила. Петля гистерезиса

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Физико-Технологический институт

Кафедра «Физических методов и приборов контроля качества»

Оценка работы__________________

Руководитель __________________

ОТЧЕТ ОБ ПРЕДДИПЛОМНОЙ ПРАКТИКЕ

на тему:

«ИСПЫТАНИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ ГСО 2192-89 С НАМАГНИЧИВАНИЕМ В ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ»

Руководитель от предприятия М.А. Малыгин

Руководитель от кафедры Д.М. Спиридонов

Студент А.А. Данилова

группы фт-500602

Екатеринбург 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................................................. 3

1 Теория магнетизма.................................................................................................................................... 4

2 Коэрцитивная сила. Петля гистерезиса................................................................................................. 6

3 Общие сведения о ГСО............................................................................................................................ 8

3.1 Метрологические характеристики................................................................................................... 8

3.2 Технические данные.......................................................................................................................... 9

4 Измерительная аппаратура.................................................................................................................... 10

5 Определение тока насыщения............................................................................................................... 11

6 Испытания стандартных образцов ГСО.............................................................................................. 13

6.1 Условия испытаний......................................................................................................................... 13

6.2 Испытания ГСО............................................................................................................................... 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................................... 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................................................... 16

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................................ 17

Приложение Б............................................................................................................................................ 19

Приложение В........................................................................................................................................... 21

Приложение Г............................................................................................................................................ 22

Приложение Д........................................................................................................................................... 25

Приложение Ж........................................................................................................................................... 26

ВВЕДЕНИЕ

Прохождение преддипломной практики является важнейшей частью и неотъемлемой ступенью для формирования квалифицированного специалиста.

Преддипломная практика даёт реальную возможность обобщить и систематизировать свои знания в области фундаментальных и прикладных наук и направить их на самостоятельное решение комплекса управленческих задач выполнении выпускной квалификационной работы - дипломной работы. С 16 февраля по 29 марта 2015 года я проходила преддипломную практику в лаборатории метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля (261) ФГУП «УНИИМ».

Целью преддипломной практики является:

- изучить специальную литературу и нормативную документацию;

- провести испытания стандартных образцов ГСО 2192-89;

- составить протокол испытаний.

На период прохождения преддипломной практики передо мной стояли следующие задачи:

- изучение технической литературы и нормативной документации;

- ознакомление с методами измерения стандартных образцов ГСО 2192-89;

- проведение испытаний стандартных образцов ГСО 2192-89;

- составление протокола испытаний стандартных образцов ГСО 2192-89.

Лаборатория метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля занимается:

- разработкой и практической реализацией основных принципов и средств обеспечения единства магнитных и акустических измерений;

- разработкой и изготовлением образцовых мер и средств измерений (СИ) в области магнитного контроля.

- разработкой стандартных образцов состава и свойств магнитных материалов (магнитомягких и магнитотвердых) различных категорий – государственных (ГСО), отраслевых (ОСО) и стандартных образцов предприятия (СОП);

- разработкой стандартных образцов различных категорий для метрологического обеспечения средств неразрушающего контроля, применяемых на предприятиях черной и цветной металлургии;

- проведением испытаний (сертификации) средств магнитных и акустических измерений, средств неразрушающего контроля для целей утверждения типа и занесения в Государственный реестр средств измерений;

- проведением поверки средств магнитных и акустических измерений и т.д.

Теория магнетизма

Намагничивание - совокупность процессов, происходящих в магнитных материалах под действием магнитного поля H и приводящих к росту намагниченности M (или магнитной индукции В)материала. В ферро-или ферримагнитных материалах различают три механизма намагничивания: смещение границ между магнитными доменами, вращение вектора спонтаннойнамагпиченностиMs и парапроцесс.

В размагниченном состоянии ферромагнетик разбивается на отдельные области - домены ,в пределах которых материал намагничен до насыщения вдоль одной из осей лёгкого намагничивания. Ввиду различной ориентации намагниченности в доменах суммарный магнитный момент образца равен нулю. Под влиянием внешнего магнитного поля происходит рост областей, в которых Ms составляет наименьшие углы с направлением поля, за счёт соседних областей. Этот рост осуществляется в результате смещения доменных границ (доменных стенок). После завершения процессов смещения в каждом кристалле остаётся всего лишь один домен, намагниченность которого ориентирована вдоль ближайшей к направлению поля оси лёгкого намагничивания. Дальнейшее намагничивание идёт за счёт вращения векторов Мs к направлению магнитного поля. По завершении процесса вращения в образце достигается техническое магнитное насыщение, и прирост намагниченности может иметь место лишь за счёт парапроцесса - увеличения самой намагниченности насыщения вследствие подавления магнитным полем тепловых колебаний элементарных магнитных моментов вещества.

Зависимость M(H)или B(H), представленная в виде формул, графиков или таблиц, называется кривой намагничивания. Если известна кривая M(H), то простым пересчётом может быть получена и кривая B(H), и наоборот. Вид зависимости M(H)определяется магнитными свойствами материала, условиями измерений (давление, температуpa, характер изменения магнитного поля), формой образца, его магнитной предысторией. Важнейшими видами кривых намагничивания являются следующие.

а – кривая начального намагничивания;

б – безгистерезисная кривая намагничивания

Рисунок 2 – Кривая намагничивания

1) Кривая первого (первоначального) намагничивания (КПН) получается при намагничивании ферро- или ферримагнетика из полностью размагниченного состояния монотонно возрастающим от нуля магнитным полем, причём направление последнего относительно намагничиваемого тела остаётся неизменным. На КПН можно выделить пять участков, на каждом из которых преобладает определенный механизм намагничивания. Участок 1 (рис.2) соответствует обратимым (упругим) смещениям доменных границ: здесь M = H, где - начальная магнитная восприимчивость. В области Рэлея (2) имеют место наряду с обратимыми также необратимые процессы смещения, и зависимость M(H)здесь квадратична. Наиболее крутой участок КПН (3) соответствует максимальной восприимчивости и связан с необратимыми смещениями доменных границ. В области приближения к насыщению (4) основную роль играют процессы вращения Ms к направлению намагничивающего поля. Наконец, участок 5 характеризуется слабым ростом намагниченности и соответствует парапроцессу.

2) При циклическом изменении магнитные поля между крайними значениями H1 и H2 кривые M(H)сначала несколько изменяются от цикла к циклу, но постепенно становятся стабильными. Их называют кривыми цикличного перемагничивания или петлями гистерезиса магнитного. При H1 = -H2 петля гистерезиса симметрична, в других случаях - асимметрична. Наиболее симметричная петля гистерезиса наз. предельной и является важной характеристикой магнитных материалов.

3) Безгистерезисная (идеальная) кривая намагниченность изображает зависимость M(H)для таких состояний, которые при каждом значении намагниченности являются наибиболее устойчивыми, то есть обладают наименьшей свободной энергией. Эти состояния могут быть получены в результате наложения на постоянное поле H переменные магнитные.поля с убывающей до нуля амплитудой.

4) Основная (коммутационная) кривая намагниченности - геометрическое место вершин симметричных петель гистерезиса. Основная и безгистерезисная кривые намагниченности, в отличие от КПН, фиксируют только избранные магнитные состояния, не показывая действительных процессов H.

Если значения M и H относятся к одному и тому же элементу объёма, то кривые M(H)не зависят от размера и формы образца и являются кривыми намагниченности данного материала. На практике чаще всего имеют дело не с истинным значением H внутри образца, а с напряжённостью внешнего магнитного поля Hе. Кривые М(Не)называются кривыми намагничивания тела и зависят от формы последнего. В простых случаях, зная размагничивающий фактор тела, можно из кривых М(Нe)получить кривые M(H) [1].

Коэрцитивная сила. Петля гистерезиса

Коэрцитивная сила - характеристика ферромагнитных материалов, показывающая, в какой степени затруднены в них процессынамагничивания(перемагничивания). При графическом изображении зависимостинамагниченностиBот циклически изменяющейся в пределах Н_sнапряжённости магнитного поля получается петля гистерезиса.

Характерной особенностью процесса намагничивания ферромагнетиков является так называемыйгистерезис, то есть зависимость намагничивания от предыстории образца. Кривая намагничиванияB (H) ферромагнитного образца представляет собой петлю сложной формы, которая называетсяпетлей гистерезиса.

Рисунок 1 – Петля гистерезиса ферромагнетика

Из рис. 1. видно, что при наступает магнитное насыщение – намагниченность образца достигает максимального значения. Если теперь уменьшать магнитную индукциюBвнешнего поля и довести ее вновь до нулевого значения, то ферромагнетик сохранитостаточную намагниченность– поле внутри образца будет равноB_r. Остаточная намагниченность образцов позволяет создавать постоянные магниты. Для того, чтобы полностью размагнитить образец, необходимо, изменив знак внешнего поля, довести магнитную индукциюBдо значения -H_c, которое принято называтькоэрцитивной силой.

После снижения магнитного поля от Н_sдо нуля в ферромагнитных материалах сохраняется остаточная намагниченность В_r. Намагниченность становится равной нулю только после приложения магнитного поляН_с, противоположного по знаку предшествующему намагничивающему полю. ВеличинаН_cи является коэрцитивной силой данного гистерезисного цикла. ЕслиН_sнедостаточно велико, получаются частные циклы гистерезиса. Значение коэрцитивной силы в этом случае зависит от величиныН_s.

Коэрцитивная сила различных ферромагнитных материалов изменяется в очень широких пределах: от 10^-3 до 10⁵ Э (1 Э 80 А/м). Её значение существенно для классификациимагнитных материалов на магнитно-мягкие (H_с<1 - 15 Э) и магнитно-твёрдые (H_c>15-100 Э). Коэрцитивная сила определяется механизмом процесса пермагничивания, значением таких фундаментальных характеристик, как энергия магнитной анизотропии, магнитострикция, намагниченностьнасыщения.

Как структурно-чувствительная характеристика коэрцитивная сила используется для неразрушающего контроля качества термической обработки множества изделий из ферромагнитных сталей и сплавов [2].

Общие сведения о ГСО

Наименование ГСОстандартные образцы коэрцитивной силы (сталь), комплект СОКС-1

Назначение ГСОкомплект СОКС-1 предназначен для градуировки и поверки коэрцитиметров и структуроскопов с диапазоном измерений коэрцитивной силы от 100 до 6500 А/м, имеющих относительную погрешность измерений не менее ±5%, а также для контроля метрологических характеристик при проведении их испытаний; для метрологической аттестации методик выполнения измерений с применением коэрцитиметров и структуроскопов.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 2498; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!