[发明专利]Hi-B取向硅钢磁感应强度的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁感应强度的测量方法，具体地指一种Hi-B取向硅钢磁感应强度的测量方法。

背景技术

随着我国电力工业的不断发展，对变压器性能的要求越来越高，使得取向硅钢片成为制造变压器的核心材料。其中，高磁感应强度Hi-B取向硅钢有以下几个优点：(1)取向度更高、磁性能更好；(2)可使铁芯的磁激电流降低，节约电能；(3)可使铁芯截面积缩小，减轻铁芯重量并减少硅钢使用量；(4)节省导线、绝缘材料及结构材料使用量，可节约制造、运输及安装成本。

在科研生产中，需要研究Hi-B取向硅钢的磁感以及它与织构信息的相互关系。由于Hi-B取向硅钢的化学成分的变化范围很窄，因此，Hi-B取向硅钢的磁感应强度主要取决于各晶粒的取向。又由于Hi-B取向硅钢经过二次再结晶退火后，其晶粒尺寸已经达到几毫米至几十毫米，这些晶粒中大的晶粒对磁感的贡献显然不同于小的晶粒。如果要测量整个试样的织构信息，采用常规的织构测量仪器，如X-射线衍射仪、EBSD等，这些仪器所测量的区域较小，只能测量晶粒尺寸非常大的Hi-B取向硅钢中的一个或几个晶粒的取向(织构)信息，这几个晶粒显然不能代表整个硅钢的织构信息。而织构的好坏直接影响磁感应强度的高低。为了研究整个硅钢的织构信息及其与磁感应强度的关系，需要建立一种特殊的织构测量方法，从而进一步测定硅钢的磁感应强度。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种Hi-B取向硅钢磁感应强度的测量方法。

在外磁场的作用下，被测硅钢中某个晶粒内将产生磁感应现象。由于该晶粒具有各向异性，不同晶体方向上晶体磁化的难易程度不同，其中<001>方向是最易磁化方向，<111>方向是最难磁化方向。

设任意方向<uvw>上的磁感应强度为B_uvw，则其大小应为易磁化方向<001>的磁感应强度B₀₀₁减去磁矩克服磁晶各向异性能而损耗的磁感应强度mB₀₀₁，即

B_uvw＝B₀₀₁-mB₀₀₁    (1)

公式(1)中m＝α²β²+β²γ²+γ²α²    (2)

其中，α、β和γ分别是该<uvw>方向与三个主晶轴<001>的方向余弦。

令K_uvw＝1-m，即有

B_uvw＝B₀₀₁(1-m)    (3)

这里，B₀₀₁是标样(物理状态与试样基本相同的样品)的<001>方向的磁感应强度，K_uvw为磁晶各向异性常数。

公式(3)中的结果只是一个晶粒的磁感应强度。由于Hi-B取向硅钢中各个晶粒的取向和面积大小不同，因此，各晶粒对磁感应强度的贡献不同。如果将各晶粒的面积占整个试样面积的比例作为权重，并将各晶粒<uvw>取向的磁感应强度B_uvw与权重的乘积之和记为整个试样的磁感应强度B，即所测得的试样的磁感应强度。显然，通过这样的方法测量磁感应强度，使得晶粒的取向、晶粒的面积、磁感应强度的相互关系建立起来了。

基于上述原理，本发明所提供的Hi-B取向硅钢磁感应强度的测量方法，包括以下步骤：

1)切取Hi-B取向硅钢试样，在试样上标示出晶界线，并将由晶界线所围成的各个晶粒进行编号，编为1、2……n；

2)将试样拍摄成照片，采用图像分析仪测量出照片中每个编号晶粒的面积S_n，其中n＝1、2……n，同时测量出照片中整个试样的面积S_z

3)采用电子背散射衍射仪(EBSD)分别测量出编号晶粒的沿轧制方向的取向<uvw>，再由公式m＝α²β²+β²γ²+γ²α²计算出编号晶粒的<uvw>方向的m值，公式中的α、β和γ分别是该<uvw>方向与三个主晶轴<001>的方向余弦；