[发明专利]实现取向硅钢晶粒和磁畴同时观测的系统及方法

说明书

本发明公开了一种实现取向硅钢晶粒和磁畴同时观测的系统，它的磁轭由水平磁轭部分、左侧竖直磁轭部分和右侧竖直磁轭部分一体成型构成，水平磁轭部分上缠绕有磁轭体导线，所述直流稳压电源用于给磁轭体导线供电，左侧竖直磁轭部分和右侧竖直磁轭部分内侧及水平磁轭部分顶部形成的区域为样品放置区，取向硅钢样品能置于样品放置区中，磁流体盘置于取向硅钢样品上部，外接电源的电源输出端连接稳压器的输入端，稳压器的输出端连接磁流体盘的环形导线，磁流体盘提供沿取向硅钢样品法向的磁场，磁轭提供沿取向硅钢样品轧向的磁场。本发明能通过粉纹法实现取向硅钢晶粒和磁畴的同时观测。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体地指一种实现取向硅钢晶粒和磁畴同时观测的系统及方法。

背景技术

取向硅钢片用做变压器铁心，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。随着国民经济的发展，大批新建或改造电网项目实施，对取向硅钢的需求日益增加，随着能源问题日益突出，市场对低损耗的高端取向硅钢需求日益强烈。取向硅钢铁损主要由磁滞损耗、经典涡流损耗和异常涡流损耗三部分组成，其中磁滞损耗主要取决于取向度，厚度相同情况下经典涡流损耗主要与晶粒尺寸有关，异常涡流损耗主要取决于主畴宽度，可见，通过观测材料的晶粒尺寸和磁畴结构就可以分析影响取向硅钢铁损的内在原因。

取向硅钢的晶粒尺寸较大，通常为毫米级，常用的观测方法是：取向硅钢片在热的浓盐酸中浸泡25～45min，然后刷洗和清水冲洗，使晶粒显露，然后肉眼观察；也可以在硫酸和氢氟酸的混合溶液中浸泡2～5min，然后在硝酸中漂洗，最后用清水冲洗使晶粒显露。上述方法的优点在于可以清晰的观察到晶粒，缺点一是耗费时间，二是不利于环保，三是样品表面被破坏。专利CN105300859A提出了一种通过粉纹法快速观测取向硅钢晶粒度的方法，该方法是将取向硅钢片放置于U形磁轭上，显示窗内充有磁性液体，并与取向硅钢片紧密接触，通过直流电源给磁轭通电，磁轭将取向硅钢片磁化，显示窗内磁性液体有序排列，显示出取向硅钢片晶粒形状。这种方法能快速显示晶粒，但不能同时显示晶粒和磁畴。

目前比较成熟的磁畴观测方法有以下几种：1)Bitter法，即粉纹法；2)磁力显微镜；这两种方法利用了磁畴对漏磁场的敏感性；3)磁-光克尔效应法，利用了磁畴对磁极化方向的敏感性；4)透射电镜法，利用磁畴对总磁通密度B的敏感性，其产生的洛伦兹力使电子偏转；5)X射线和中子散射法，利用了磁化产生的弱晶格畸变。Bitter法的优势在于简单快捷和灵敏性，Bitter法实现磁畴观察的关键在于优良的磁流体和恰当的辅助场，其他几种方法都是微观分析，其优势在于可以观察到更多磁畴的细节，缺点在于制样较复杂，观测区域较小，观测过程耗时较长。对于取向硅钢成品的磁畴结构分析而言，由于其磁畴较大，磁畴种类较少，更适宜于采用Bitter法观察。

目前，取向硅钢晶粒和磁畴观察虽然都有比较成熟的方法，但是尚没有一种方法能实现晶粒和磁畴的同时观测，而取向硅钢的磁性能不仅与晶粒的尺寸和形状有关，还与磁畴结构有关。

现有取向硅钢晶粒和磁畴观测方法存在的主要问题是：采用酸洗法观察晶粒一方面制样过程复杂，且不利于环保，另外需要破坏材料；采用磁流体快速观察晶粒的方法只能观察到晶粒。现有磁畴观察方法有：磁力显微镜、透射电镜、中子散射显微镜、磁-光克尔效应法和Bitter法，前三种只能用于微观观测，对于取向硅钢成品磁畴可以采用磁-光克尔效应法和Bitter法，但是二者都只能观测磁畴，不能同时观测晶粒。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种实现取向硅钢晶粒和磁畴同时观测的系统及方法，本发明能通过粉纹法实现取向硅钢晶粒和磁畴的同时观测。