坡莫合金的磁導率是多少?如何測試?
發布時間:2025-10-15 11:43:27先說結論:坡莫合金(典型如1J79、1J85)在良好退火后能達到極高的相對磁導率 μr。
初始磁導率 μi(近似零磁場處的斜率)
常見范圍:3×10? ~ 1.2×10?(與成分、退火和應力密切相關)。
經驗值:
1J79:多見 5×10? ~ 1×10?;
1J85:可更高,常見 8×10? ~ 1.5×10?,優良工藝可再上一個臺階。
最大磁導率 μmax(B–H 曲線斜率的峰值)
常見范圍:2×10? ~ 3×10?,甚至更高(在極弱場、應力極低且定向退火的條件下)。
經驗上 1J85 往往比 1J79 的 μmax 再高出一截,但飽和磁感會更低一些。
有效磁導率 μe(器件裝配后的等效值)
受氣隙、形狀退磁因子、繞制應力、固定方式影響,通常顯著低于材料本體 μr;很多應用里只拿到幾千到幾萬級,這并不奇怪。
頻率特性(復磁導率 μ = μ′ ? jμ″)
低頻/工頻(50/60 Hz)μ′ 很高、損耗(μ″)很小;頻率升高后,渦流與磁滯損耗上升,μ′會下滑、μ″會增加。不同帶厚、疊片方式、合金配方與退火都會改變這條曲線。

以上都是“典型區間”,真正落點取決于:成分型號(1J79/1J85…)、純度、帶材厚度、冷加工量、退火氣氛與制度、是否去應力、測試頻率與磁場強度、樣品幾何與夾持應力等。
二、如何測試磁導率?(工程上可落地的三種方法)
方法A:環形樣品(Toroid)+ 交直流磁性能測試(最常用、最標準)
思路:用環形試樣消除形狀退磁,繞原副邊線圈,測 B–H 曲線,再求 μ。
核心公式(環心磁路近似均勻):
H=lmN1I(A/m)
交流正弦時B=AeN2ω1∫v(t)dt,用積分器/磁特性儀可直接給出 B;
相對磁導率μr=μ0HB(在小信號區得 μi;沿曲線求最大斜率得 μmax)。
步驟要點
1、取標準尺寸的坡莫合金環(盡量薄帶繞制,焊接閉合,無氣隙)。
2、嚴格去應力退火(如氫氣/真空、約1000–1150 °C,隨爐緩冷),操作越規范 μ 越高。
3、繞原邊 N?、副邊 N?;校準 A?(有效截面積)與 l?(磁路平均長度)。
4、用磁特性測試臺或勵磁電源+積分器/示波器,掃不同 H,記錄 B–H。
5、在近零場得到 μi;在斜率峰值處取 μmax;按應用頻率與H幅值可得到 小信號 μ′、損耗 μ″。優點:結果接近材料本征值;是標準方法的基礎形態。
注意:任何微小氣隙、裝夾壓力、漆包層厚度誤差都會拉低 μ;樣品處理和夾具很關鍵。
方法B:環形樣品 + LCR 表法(快速估算 μr)
在小信號正弦激勵(常選 1 kHz/10 kHz)下測電感 L:
L=μ0μrlmN2Ae?μr=μ0N2AeLlm
玩法
同樣制備與退火環樣;
繞 N 匝,接 LCR 表測 L(選系列電阻模式與小電平,避免局部趨膚/飽和);
代入尺寸算 μr。改變頻率可掃出 μ′(f)、損耗因子 D→μ″ 粗略趨勢。優點:設備易得,速度快,適合來料篩選與工藝對比。
注意:得到的是特定頻率的小信號有效 μ,與直流 μi/μmax 不完全等同;夾緊力、導線排布都會影響結果。
方法C:條形/片材 + Epstein/單片法(更接近片材工況)
若拿的是帶材/片材而非環,工程上也用Epstein 機架或單片測試儀測 AC 磁性能(損耗、磁感、等效 μ)。標準體系里對夾持方式、磁路長度修正、勵磁波形等有明確規范。
優點:貼近片材真實使用狀態(如疊片磁路)。
注意:形狀退磁與裝夾會拉低測得 μ,結果偏向“有效值”,便于與實際器件對應。
三、測試前后必須重視的工藝與規范
去應力退火:坡莫合金對應力極敏感,未退火與良好退火的 μ 可能差一個數量級。
表面與焊接:焊縫、氧化皮、毛刺都會引入局部氣隙或應力。
勵磁幅值:μ 與 H 相關,低場區測 μi,高場區會走向飽和(μ 下降);報告參數時務必寫明 H、頻率、波形。
頻率與溫度:標注測試頻率、溫度;頻率升高 μ′下降、損耗上升是常態。
參照標準:按IEC 60404 系列、以及相應的GB/T 軟磁材料測試規范進行取樣與標定,便于對比與交付。四、給你一套能直接落地的“最簡實驗配方”
取φ外 20–30 mm、φ內 10–15 mm、厚 5–10 mm 的坡莫合金環(1J79 或 1J85),真空/氫氣退火后隨爐冷卻。
繞原邊 50 匝,副邊 50 匝;精確測量 A? 與 l?。
低頻掃場:用磁特性儀獲取 B–H,讀出 μi 與 μmax。
1 kHz 小信號:用 LCR 表測 L,按公式算 μr(1 kHz),記錄損耗因子。
形成報告:寫明材料型號、退火制度、幾何尺寸、繞組、頻率與 H 幅值、環境溫度,并給出 μi、μmax、μ′/μ″(f)。
總結
坡莫合金的磁導率在理想狀態下可達10?量級,上限取決于材料純度與“去應力+定向”工藝;工程現場得到的有效 μ 往往更低。最靠譜的測法是環形樣+B–H 曲線與小信號 LCR 法配合,既拿到本征指標,也獲得器件相關的有效值。
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