渗透性测量

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涡流法渗透率测量

漩涡电流检测和巴克豪森噪声检测目前尚无法实现定量渗透率测量,但SURAGUS正将这两项技术应用于含磁性成分的层状结构,以推导相关参数。含钴、镍或铁等磁性材料的薄膜因各种需求被广泛应用于不同行业。

高频涡流系统对磁性特性极为敏感。在多数情况下,磁导率会增强测量效果,可据此推导出薄膜的其他参数,例如材料厚度。

欢迎随时咨询SURAGUS,了解我们对您的磁性薄膜进行表征的能力。

定义

在电磁学中,磁导率是材料响应磁场产生的磁化程度。它定义为材料允许磁力线穿过物体的特性。磁力线与材料的导磁率成正比。

磁导率通常用μ表示。其单位为H/m(亨利每米)或N·A⁻²(牛顿每安培平方)。 当磁场在真空中形成时,自由空间的磁导率称为磁导率常数μ₀。截至2019年,μ₀被定义为磁常数,其数值为μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m 或 12.57×10⁻⁷ H/m。

此后,国际单位制的修订版正式生效。μ₀的数值转变为需通过实验测定的量,其值为4π × 1.00000000082(20)×10⁻⁷ H·m⁻¹。

渗透率取决于多种参数,例如介质中的位置、施加的磁场频率、湿度、温度等。

材料的磁导率等于其磁场强度B与磁通密度H的比值。

公式:磁导率是材料的磁场强度B与磁通密度H之比
任何材料的相对磁导率是其磁导率相对于空气或真空的比较:

公式:任何材料的相对磁导率是其磁导率相对于空气或真空的比较值。

分类

磁性材料可根据其磁导率μr进行分类:

  • Diamagnetic materials 0 ≤ µr < 1, such as Cu, N or Water
  • 顺磁性材料 µr > 1,例如 O₂ 或大气
  • 铁磁材料 µm >> 1,例如Fe、Co、Ni

反磁性材料的磁导率略低于真空中的磁导率。这类材料或元素倾向于将磁场排斥出其本体,其磁化方向与外部磁场相反。顺磁性元素通过使原子磁矩沿外部磁场方向排列来增强磁场。铁磁性材料和元素通常具有极高的磁导率,历史上被广泛应用于电子设备中,例如线圈、电机和变压器。

磁滞

铁磁材料的磁导率与外部磁场呈非线性关系。其行为通常通过磁滞回线来描述。根据应用场景的不同,磁导率存在多种定义方式。除上述典型的计算方法外,还可采用磁滞回线变化趋势对应的微分磁导率。磁导率μ等于磁滞回线变化趋势的比值。

由于磁饱和和磁剩余,磁导率并非恒定。

应用