从铁磁性材料的基本特性出发, 利用热力学准则和磁致伸缩方程, 研究了金属磁记忆检测技术的原理和激发磁记忆的条件, 分析了漏磁场的形成原因及其分布规律, 讨论了应力、极化场和材料性能对磁记忆现象的不同影响, 解释了地磁场的作用和漏磁场垂直分量过零点的物理原因, 提出了从磁记忆磁场中提取缺陷或潜在缺陷信息的方法, 强调了磁场分布的相对差别或相对变化对磁记忆检测的重要性。
关键词:铁磁体;多晶体;压磁效应;磁记忆
中图分类号:TG１１５．２８ 文献标志码:A 文章编号:１０００Ｇ６６５６(２０１６)１１Ｇ０００１Ｇ０６
AnalysisandDiscussiononPrinciplesofMagneticMemoryDetectionMechanism
LILianＧxiu
(Metals& ChemistryResearchInstitute,ChinaAcademyofRailwaySciences,Beijing１０００８１,China)
Abstract:Thispaperinvestigatedprinciplesof magnetic memorydetectiontechniquesandthefundamental
conditionsofexcitationofmagnetic memorybasedonthepropertiesofferromagnetic material,thermodynamic
criterionand magnetostrictionequation．Italsoanalyzedcausesof magneticleakagefieldanditsdistribution
characteristicsanddiscussedreactionsofmagneticmemorytostress,polarizationfieldandthematerialproperties．
Theroleofgeomagneticfieldandthephysicalcausesofzerocrossingoftheverticalcomponentofmagneticleakage
fieldwereexplained;Amethodofthedetectionofdefectsorpotentialdefectsignalwasproposedandtheimportance
oftherelativediscrepancyorvariationofthedistributionofmagneticfieldtothemagneticmemorydetectionwas
emphasized．
Keywords:Ferromagnetic;Polycrystalline;Piezomagneticeffect;Magneticmemory
金属磁记忆检测是利用应力在材料中激发的磁场进行检测的,自出现之日起便一直受到我国广大无损检测人员的普遍关注,并成为近年来最具活力的科研题材之一[１－１１].其中任吉林、黄松岭、周俊华、李路明、黎连修等从不同角度对磁记忆现象的机理开展了研究;李路明、钟力强等还对地磁场的影响进行了深入探讨,仲维畅特别关注了材料断裂时磁场的瞬态变化情况;耿荣生、沈功田等则分别对航空飞行器和特种设备开展了磁记忆检测技术应用方面的研究
磁记忆是铁磁材料在应力和外磁场作用下所产生的一种磁现象,其实质是一种力磁效应或磁致伸缩的逆效应,亦即压磁效应.在应力和外磁场的作用下,磁畴会产生定向和不可逆的重新取向,甚至在载荷消除后这种磁状态还依然存在或部分存在,形成磁记忆磁场.通过对这种磁记忆磁场的检测,可发现应力集中区域或其他潜在危险缺陷,是一种非接触式的无损检测新方法.
经过十几年的研究和观察,我国对磁记忆的认识取得了重大进展,并且继国际标准(ISO２４４９７«无损检测金属磁记忆»)后,也制定了相关的国内标准(GB/T２６６４１«无损检测磁记忆检测总则»、JB/T１１６０５«无损检测仪器金属磁记忆检测仪技术条件»等),有力地促进了该技术的推广和应用.但该技术目前还存在诸多问题没达成共识,例如:① 磁记忆现象是如何产生的,规律如何;② 磁记忆与哪些因素有关,如何有关;③ 磁记忆磁场为何在交变应力的反复作用下会逐渐增强;④ 磁记忆为何与地磁场有关,如何有关;⑤ 磁记忆磁场为何有法向分量过零点的现象;⑥ 磁记忆磁场的分布状态与哪些因素有关,如何有关;⑦ 材料的性能和状态能否影响磁记忆,如何影响;⑧ 如何从磁记忆磁场中提取有用信息,磁场中的哪些量与应力集中或潜在危险密切相关等.
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