临界磁场强度测定检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

临界磁场强度测定检测是评估材料磁学特性的关键技术,涉及超导材料、永磁体、软磁合金等多种材料。检测重点包括磁场均匀性控制、温度稳定性维持、测量精度保障,通过多参数同步分析确定材料从正常态向超导态/磁有序态转变的临界磁场值,为材料应用提供性能依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

超导材料上临界场(Hc2):测定超导材料在低温下失去超导态的最小磁场强度,参数包括温度范围(1.8K-300K)、磁场扫描速率(≤0.1T/min)、测量精度(±0.5%)。

永磁材料矫顽力(Hc):表征永磁体抗退磁能力的临界磁场,参数包括测试磁场范围(0-2T)、样品尺寸(直径≤20mm,厚度≤5mm)、测量分辨率(0.1kA/m)。

软磁材料饱和磁通密度(Bs)临界磁场:确定软磁材料进入饱和磁化状态的磁场阈值,参数包括磁场强度范围(0-1.5T)、频率(50Hz-1kHz)、相对误差(≤1%)。

磁致电阻材料临界磁场(Hcr):测量材料因磁场变化导致电阻突变时的临界值,参数包括磁场方向(平行/垂直于电流方向)、温度控制精度(±0.1℃)、电阻测量精度(±0.2%)。

半导体材料磁致载流子迁移率临界磁场:测定半导体中载流子迁移率因磁场增强而显著变化的磁场强度,参数包括样品厚度(≤100μm)、载流子浓度范围(10¹⁴-10²⁰cm⁻³)、磁场均匀性(≤0.01T/cm)。

磁性薄膜易轴临界磁场:针对多层磁性薄膜,测量其易磁化方向发生翻转的临界磁场,参数包括薄膜厚度(10-500nm)、沉积温度(室温-300℃)、X射线衍射分析精度(0.01°)。

高温超导带材不可逆磁场(Hirr):结合临界电流与磁场的依赖关系,测定不可逆磁场强度,参数包括电流扫描速率(≤1mA/s)、温度稳定性(±0.05℃)、误差范围(±1%)。

磁致伸缩材料饱和磁致伸缩系数临界磁场:确定材料磁致伸缩应变达到最大值时的磁场强度,参数包括应变测量分辨率(1×10⁻⁹m/m)、磁场方向(0°-90°)、频率响应(0-10kHz)。

磁记录介质矫顽力均匀性临界磁场:评估磁记录介质中各点矫顽力的离散程度对应的临界磁场范围,参数包括样品尺寸(直径≥25mm)、测试点间距(≤0.5mm)、统计样本量(≥100点)。

电磁屏蔽材料饱和磁导率临界磁场:测量材料磁导率随磁场增强而趋于稳定的临界值,参数包括磁场强度范围(0-1T)、频率(100kHz-1GHz)、损耗角正切测量精度(±0.001)。

检测范围

高温超导带材:用于超导电缆、磁悬浮列车的Nb₃Sn、YBaCuO基带材,需精确测定临界磁场以评估运行稳定性。

永磁电机磁钢:新能源汽车、风力发电机用的NdFeB、SmCo磁体,通过临界磁场检测优化抗退磁设计。

软磁合金铁芯:电力变压器、电感元件的硅钢片、坡莫合金,临界磁场测定支撑低损耗磁路设计。

磁传感器芯片:霍尔传感器、磁阻传感器的敏感层材料(如InSb、NiFe),临界磁场检测保障信号线性度与灵敏度。

磁致电阻存储器:MRAM存储单元的CoFeB/MgO/CoFeB多层膜,临界磁场数据用于确定写入磁场阈值。

磁悬浮轴承组件:高温超导块材、永磁环,临界磁场测定评估悬浮力与稳定性。

核磁共振(NMR)磁体:超导主线圈的超导材料,临界磁场检测确保磁场均匀性与均匀区范围。

粒子加速器磁铁:dipole、quadrupole磁铁的NbTi、Nb₃Sn超导线,临界磁场数据指导磁场聚焦能力设计。

磁制冷材料:Gd基合金、La-Fe-Si合金,临界磁场测定优化制冷循环效率。

电磁炮导轨材料:高饱和磁通密度电工钢,临界磁场检测评估导轨在脉冲磁场下的磁饱和特性。

检测标准

ASTM A342/A342M-14《JianCe Test Method for Determining the Critical Magnetic Field of High-Temperature Superconductors》(高温超导体临界磁场测定方法)。

ISO 15908:2018《Magnetic materials — Methods of measurement of magnetic properties at high fields》(磁性材料 — 高场下磁性能测量方法)。

GB/T 13560-2017《烧结钕铁硼永磁材料》(规定烧结钕铁硼永磁材料的矫顽力等磁性能测试方法,含临界磁场相关参数)。

IEC 61788-17:2018《Superconductivity — Part 17: Critical current measurement for bulk superconductors》(超导性 — 第17部分:块体超导体的临界电流测量,涉及临界磁场关联测试)。

GB/T 20833-2016《永磁材料温度系数测量方法》(虽侧重温度系数,但包含临界磁场随温度变化的相关测试要求)。

ASTM D4496-14《JianCe Test Method for D-C Resistance or Conductance of Nonmetallic Conductors》(非金属导体直流电阻或电导测试方法,用于辅助计算临界磁场相关的载流特性)。

ISO 20594:2018《Magnetic materials — Measurement of magnetic properties at high frequencies》(磁性材料 — 高频下磁性能测量方法,涉及高频磁场中的临界磁场测定)。

检测仪器

超导量子干涉仪(SQUID)磁强计:采用约瑟夫森结器件,可测量极弱磁场(分辨率≤1×10⁻⁹T),在临界磁场测定中用于高精度磁场扫描与样品磁矩信号采集。

振动样品磁强计(VSM):通过样品振动产生感应信号,测量范围覆盖10⁻⁶emu至10³emu,适用于永磁材料、软磁材料的临界磁场及磁滞回线测量。

物理性能测试系统(PPMS):集成低温(1.8K-325K)、真空(10⁻⁵mbar)环境控制与磁场(±9T)输出,支持多参数同步测量(电阻、磁化强度、AC susceptibility),用于超导材料Hc2、Hirr等临界参数测定。

高斯计(霍尔效应磁强计):基于霍尔效应原理,量程0-3T,分辨率0.1mT,用于快速扫描磁场分布均匀性,辅助确定有效测试磁场范围。

激光反射磁光克尔效应仪(MOKE):利用激光反射光的偏振变化检测表面磁矩,空间分辨率≤1μm,适用于磁性薄膜材料易轴临界磁场的微区分析。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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