Magnetische Eigenschaften von Werkstoffen und Komponenten

Bei der Qualitätsprüfung spielen nicht mehr nur die mechanischen Eigenschaften der Komponenten, sondern auch die jeweiligen magnetischen Eigenschaften eine wichtige Rolle.

Die schnelle Entwicklung elektronischer Antriebe bringt auch bei der Qualitätsprüfung neue Aufgaben und Herausforderungen mit sich. Wichtig sind nicht mehr nur die mechanischen Eigenschaften der Komponenten, sondern auch die Reaktion des Materials mit elektromagnetischen Feldern. Komponenten müssen aus Werkstoffen bestehen, die leicht magnetisierbar sind, damit das elektromagnetische System schnell und mit möglichst geringem Energieaufwand arbeiten kann. Hier sind magnetische Eigenschaften allgemein und magnetische Hysterese speziell die geeignete Kriterien, um energetischen Effizienz des Materials in der Endanwendung zu beurteilen.

Weichmagnetische Komponenten

Definition einiger magnetischer Größen

Die magnetische Hystereseschleife stellt den Zusammenhang zwischen Feldstärke H und Polarisation J (oder Flussdichte B) in einem Magnetisierungsprozess (oder geschlossenen Feldstärkezyklus) dar und hat eine charakteristische Schleifentopologie. Die wichtigsten magnetischen Parameter des ferromagnetischen Materials können aus der Hystereseschleife abgelesen werden. Bemerkenswerterweise gibt die Abmessung der Hystereseschleife verschiedene Einsichten nicht nur für in die Feinstruktur des Materials, und damit in die mechanischen Eigenschaften, sondern auch in das dynamische Verhalten des Materials im magnetischen Kreis.

Abb 1: Hysteresekurve

Einige wichtige magnetische Parameter sind im Folgend aufgeführt:

• Magnetische Polarisation J
  Die magnetische Polarisation J ist eine magnetische Flussdichte induziert im magnetisierten Werkstoff oder Komponente, die eine Richtung und einen Betrag hat (vektorielle Größe).

• Magnetische Feldstärke H
  Die magnetische Feldstärke H ist ein induziertes Magnetfeld (e.g. durch die Magnetisierungsspule) im materiefreien Raum, das eine Richtung und einen Betrag hat (vektorielle Größe).

• Magnetische Flussdichte B
  Im magnetisierten Werkstoff wird die Summe der Polarisation J und der magnetischen Feldstärke H (multipliziert die physikalische Konstante µ₀) durch magnetische Flussdichte B dargestellt, die eine Richtung und einen Betrag hat (vektorielle Größe).

• Sättigungspolarisation J_s
  Sättigungspolarisation J_s ist die höchste erreichbare magnetische Polarisation in einem magnetischen Werkstoff (bei gegebener Temperatur) im Magnetisierungsprozess.

• Koerzitivfeldstärke H_cJ
  Die Koerzitivfeldstärke H_cJ ist die magnetische Feldstärke des Punktes auf der magnetische J(H) Hysterese, für den die magnetische Polarisation J Null ist.

• Remanenz J_r
  Die Remanenz J_r ist die magnetische Polarisation des Materials auf der J(H) Hysterese, für die die magnetische Feldstärke H Null ist.

• Neukurve
  Die Neukurve ist der vom magnetisch neutralen bzw. entmagnetisierten Werkstoffszustand (H=0 und J=0) ausgehende Teil der J(H) Hysterese.

• Permeabilität
  Die Magnetische Permeabilität µ ist das Verhältnis von magnetischer Flussdichte B zu magnetischer Feldstärke H in einem homogenen und isotropen Material. Die relative Permeabilität µ_r ist das Verhältnis von µ zu der physikalischen Konstante µ_{0, und ist ein Maß für die Durchlässigkeit von Materie für magnetische Felder.}

KOERZIMAT 1.097 HCJ/J-H

Mit dem Messsystem KOERZIMAT 1.097 HCJ ermöglicht FOERSTER die präzise, automatische und schnelle Messung der Koerzitivfeldstärke H_cJ. Die weitgehend geometrieunabhängige Messung erlaubt es, insbesondere auch komplex geformte Proben zu untersuchen. Mit dem Erweiterungspaket J(H) Messung ist es möglich die komplette J(H) Hysterese inkl. Neukurve für Rundstäbe und Bleche weichmagnetischer Stähle zu ermitteln.

KOERZIMAT 1.097 MS

Mit dem KOERZIMAT 1.097 MS bietet FOERSTER ein Messsystem für die präzise, automatische und schnelle Messung der gewichtsspezifischen Sättigungspolarisation σ_s sowie der volumenspezifischen Sättigungspolarisation J_s. Die weitgehend geometrieunabhängige Messung erlaubt es insbesondere auch komplex geformte Proben zu untersuchen. 

Weitere Information finden Sie auf https://www.fluxgatemagnetometer.com/de/produkte/koerzimat-1097/