Untersuchung höchstpermeabler Werkstoffe im statischen Feld

Werkstoffuntersuchungen in statischen magnetischen Feldern sind sowohl für die Hersteller wie auch die Anwender weich- und hartmagnetischer Werkstoffe von Interesse.
Dabei ist es nicht unbedingt entscheidend, ob die Werkstoffe ausschließlich in statischen oder in alternierenden Feldern eingesetzt werden.
Im Unterschied zu den Messungen im magnetischen Wechselfeld werden im Gleichfeld die eigentlichen strukturabhängigen magnetischen Materialeigenschaften bestimmt.

Insbesondere wegen dieser von Wirbelstromeffekten unverfälschen Gefügeabhängigkeit der Eigenschaftswerte spielen statische Messungen auch bei der Entwicklung und Optimierung der Elektrobänder, der vom Umfang her bedeutendsten Gruppe der Magnetwerkstoffe, eine wichtige Rolle und sind z. T. unverzichtbar.

Die Magnettechnik Kleine bietet insbesondere für die Untersuchung weichmagnetischer Werkstoffe im Gleichfeld moderne Messtechnik oder alternativ die Übernahme magnetischer Messungen an.

Im Rahmen einer umfangreichen Auftragsarbeit wurden die Eigenschaftswerte und die Anisotropie unterschiedlicher hoch- und höchstpermeabler FeNi-Materialien bestimmt.
Neben Wickelkernen mit einer Magnetisierung in Vorzugsrichtung wurden

  • ringförmige Proben (Magnetisierung in der Walzebene)
  • Proben mit Quadratrahmenform (Magnetisierung in Walz- und Querrichtung)

untersucht.
Ermittelt wurden

  • die Neukurve H(B) bzw. H(J)
  • symmetrische Hystereseschleifen H(J)
  • asymmetrische Schleifen (Umkehrschleifen).

In den beiden folgenden Diagrammen werden Beispiele dargestellt.

J(H) NiFe8020 Kreisring Wickelkern

J(H) NiFe8020 Umkehrschleifen von 0,7T


Gemessen wurde quasistatisch mit einer geregelten Flussänderung dΦ/dt = const.
Die vom Verlauf µ(J) der Permeabilität abhängige optimale Flussänderung dΦ/dt bzw. der optimale Anstieg dJ/dt wurden für jede Probe vor den eigentlichen Messungen ermittelt.
Gemessen wurde bei Anstiegen 0,0125T/s ≤ dJ/dt ≤ 0,10T/s
Bei den Messungen, die in den Diagrammen oben dargestellt sind, wurde dJ/dt = 0,0125T/s gewählt.



Untersucht wurden hochpermeable Proben (Fe & FeNi) im magnetischen Gleichfeld.

Als Magnetisierungs-richtung wurden

gewählt.

Es wurden die symmetrischen und ausgewählte asymmetrische Hystereseschleifen bestimmt.