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磁场对弹性模量的影响 (高温弹性模量测试仪 附加磁场的应用)
时间:2022-10-22 15:04:45 点击次数:

未磁化的铁磁材料,在居里温度以下的弹性模量比磁化饱和状态的弹性模量低,这一现象称为弹性的铁磁性反常,又称△E效应。图中OA直线表示已磁化饱和的铁磁材料的应力-应变关系(一般正常材料的应力-应变关系),OBC曲线表示未磁化或未磁化到饱和状态材料的应力-应变关系。

磁场对弹性模量的影响  (高温弹性模量测试仪  附加磁场的应用)(图1)

图1铁磁材料的应力-应变曲线

未经磁化的铁磁材料,由于材料自身存在自发磁化,它的各个磁畴的取向排列是封闭的。当这种材料在外力作用下发生弹性变形时,还将引起磁畴的磁矩转动,产生相应的磁致伸缩(力致伸缩)。在拉伸时,具有正的磁致伸缩的材料,其磁畴矢量将转向垂直于拉伸方向,同样在拉伸方向上产生附加伸长。由此,一个未磁化(或未磁化到饱和状态)的铁磁材料,在拉伸时的伸长是由两部分组成的:拉应力所产生的伸长(△L/L)0。和磁致伸缩产生的伸长(△L/L)m。这样,铁磁材料的弹性模量应是:

磁场对弹性模量的影响  (高温弹性模量测试仪  附加磁场的应用)(图2)

不难看出,Ef(铁磁材料)<E0(“正常”材料),二者之差△E即由磁致伸缩引起的弹性模量降低△E=E0-Ef。

图2表示镍的弹性模量同温度、磁场的关系。磁场强度为46Ka/A时镍已被磁化饱和,故此时在任一温度的弹性模量按正常规律变化,而未磁化(未磁化饱和)的镍在低于居里温度都具有较低的弹性模量。

磁场对弹性模量的影响  (高温弹性模量测试仪  附加磁场的应用)(图3)

图2  在磁场作用下镍的高温弹性模量

1-46kA/m;2-8.48kA/m;3-3.28kA/m;

4-0.8kA/m;5-0.48kA/m;6-H=0;

随温度升高E0值下降,自发磁化也降低,磁致伸缩减小,因此△E值减小。如果温度升高时E0和△E的降低在数值上大体相同,则Ef接近一个常数,与温度无关。具有这一特征的合金称为恒弹性合金,它们的弹性温度系数很小或接近于零。艾林瓦合金(Fe-Ni-Cr合金)即属于此合金。

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