Hcj(内禀矫顽力)的高低温测试,核心是在目标温度下测绘 J-H 退磁曲线,磁极化强度 J=0 对应的反向磁场即为该温度下 Hcj;分为原位实时测试(测可逆 Hcj-T 曲线、温度系数)与高低温老化后室温复测(评估不可逆退磁损失)两大类,工业钕铁硼优先闭磁路原位测试,小样品科研常用开磁路 VSM。
一、测试设备
1. 闭磁路永磁测量装置:
电磁铁磁导计 + 高低温样品腔(加热 / 液氮制冷)、B/H 测量线圈、磁通计、温控模块;温度范围一般 - 40℃~+200℃,适合方块成品磁钢,消除样品自退磁影响,数据重复性好。
2. 开磁路 VSM 振动样品磁强计:
带高低温样品杆,适合小试样、低温(可低至液氮 / 液温)研发测试;开磁路结果须做退磁因子修正,大块成品磁不推荐直接用开路 Hcj 作为验收依据。
3. 配套:
脉冲充磁机、卡尺、无磁夹具、温度传感器。
二、试样准备
1. 样品端面平整、无崩边、镀层完好;同一批次对比测试长径比保持一致,尺寸录入仪器。
2. 饱和充磁:施加足够脉冲磁场,确保样品完全饱和磁化。
3. 室温基线:25℃先测一组室温 Hcj,作为对照基准。

三、原位高低温实时测试(获取该温度真实 Hcj、可逆衰减)
样品保持磁化状态,在测试腔里直接升降温,温度稳定后当场测退磁曲线。
1. 装样:
饱和充磁样品放入高低温腔,固定于磁路中心,确认测温探头紧贴样品。
2. 温变速率:
2~5℃/min,不可快速骤冷骤热,防止热应力开裂。
3. 恒温保温:
到达目标温度后保温15~30 min,保证样品芯部温度与设定温度一致(保温不足会造成 Hcj 虚高)。
4. 曲线采集:
先正向饱和磁化,再缓慢扫描反向磁场,同步采集 J、H 信号,绘制退磁曲线,软件读取当前温度 Hcj。
5. 多点循环:
依次完成多个高温 / 低温测点(如 - 40、25、80、120、150、180℃)。
6. 降温回测:
全部测点完成,冷却回到 25℃复测 Hcj,对比初始室温值,判断是否产生不可逆退磁。
7. 数据计算:
内禀矫顽力温度系数 β = ΔHcj/(Hcj₀・ΔT)。
四、高低温老化法(不可逆磁损评估,和原位实时测试区分开)
该方法不在高低温下直接测 Hcj,而是高低温老化后回到室温复测,用于评估长期工况永久退磁风险:
1. 饱和充磁,测试室温初始 Hcj。
2. 开路放置样品进入高低温箱,设定目标温度,保温 2~10h。
3. 缓慢降温,取出静置≥2h,完全回到室温。
4. 复测 Hcj,计算不可逆衰减率。
注意:这不是高低温下 Hcj 本身,只是老化后的室温性能。
五、闭磁路 vs 开磁路适用场景
1. 闭磁路(电磁铁磁导计):
成品磁钢来料检验、电机磁钢批量质控;消除退磁场,数据稳定,GB/T 24270 适用;高温 Hcj≥2000kA/m 高矫顽磁体参考 GB/T 47896 开磁路标准。
2. 开磁路 VSM:
材料配方研发、小样品低温(液氮温区)测试;须退磁因子修正,不适合直接用于成品验收。
六、关键注意事项
1. 磁场量程:
测试施加的反向磁场max必须高于预估 Hcj,否则曲线测不全,Hcj 读数偏低。
2. 杂散磁场:
测试区域远离铁磁件、外部永磁,避免干扰 H 线圈 / 霍尔探头。
3. 低温测试要点:
液氮制冷时,做好防结露、绝缘,水汽结冰会影响样品夹持与测温。
4. 样品夹具:
全部采用无磁材质,夹具不可引入额外磁信号。
5. 区分概念:
原位实时 Hcj 是该温度点材料真实内禀矫顽力;老化复测只是不可逆损失,不能当作高温 Hcj,报告中不能混淆。
