SJ T 10411-1993 永磁铁氧体材料物理分析方法.pdf
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1、中华人民共和国电子行业标准永磁铁氧体材料物理分析方法Physical analysis methods for Permanent ferrite materials 本标准适用于永磁铁氧体成晶、半成品材料物理参数的测定。1 永磁铁氧体粉末比表面积的测定 SJ/T 10411 93 本方法适用于永磁铁氧体粉末比表面权的测定,也可用于其它制造永磁铁氧体用粉末状料比表面积的测定。1. 1 方法原理永磁铁氧体粉末比表面积是指单位质量粉末所具有的总表面积,以m2/kg来表示。本方法依据一定量的空气通过具有一定空隙率固定厚度的磁粉层时,所受的阻力不同引起流速的变化来测定铁氧体粉末的比表面积。在一定空隙率
2、的粉末层中,孔隙的大小和寸的函数,同时也决定了通过料层的气流速度。测定使用的仪器为Blaine透气仪,比样品采用本方法提供的经预先标定的铁氧体粉末。1.2仪Blaine透气仪如因1、2所示,由透气圆筒、压力计、抽气装置等三部分组成。a. 透气圆筒内径为12.7+0 05mm,由不锈钢制成。圆筒内表面粗糙度为RaL6,圆筒的上口边与圆筒主轴垂直。圆筒下部锥度与压力计上玻璃口锥度一致,二者严密连接。在圆筒内,距离困筒上口边55士10mm处有一突出的厚度为O.5-lmm的边缘.以放置金属穿孔板Fb. 穿孔板由不锈钢或其它无磁性不受腐蚀的金属制成,厚度为LOnL1mm。在其面上等距离地打有35个直径为
3、1mm的小孔。穿孔板应与圆筒内壁密合。穿孔板两面应平行;c. 捣器用不锈钢制成。插入圆筒时;其间隙不大于O.lmm,捣器的底面应与主轴垂直侧面有一个扁平槽。宽度为3.0士0.3mm,捣器的顶部有一个支持环,当捣器放入圆筒时,支持环与困筒上口边接触,这时捣器底面与穿孔圆板之间的距离为15.0士0.5mm;d. 压力计U型压力计由外径为9mm的标准厚度玻璃管制成。压力计一个臂的顶端有一个锥形磨口与透气圆筒紧密连接,困筒的压力计臂上刻有环形线。从压力计顶部往上200rJ300mm处有一个出口筒,管上装有一个阀门,连接抽气管和抽气装置;e. 抽气装置用小型电磁泵,也可用抽气球。中华人民共和国电子工业部
4、1993-12-17批准1994-06-01实-1 -一SJ/T 10411 93 透气U型压力计开关图1Blaine透气仪示意图1 U型压力计2一透气圆简3一活塞4一背面接微型电磁泵5一温度计6一开关16-20mm 叮-高度使料层厚度达15.0士0.3mm 阀门叫一i捣器与困筒间隙小于O.lmm50 160mm 玻璃管9mm 12.70士0.0051. 3 备70士130一140mm25mm 穿孔板滤纸料层, / 图2Blaine透气仪结构及主要部件尺寸图1. 3. 1 将110士5.C下烘干(含水份小于0.1%)的基准粉末在干100ml的密封瓶内用力摇动至松散的结团摇开。静置2mn后,打开
5、过程中落到表面的细粉分布到整个试样中。1.3.2 待测铁氧体粉末样品的制备,按照附录B的规定将10g经0.1%)用试样分散器见图B1)分散备用。1.4 测定步a. 确定试样55+ lOmm 器中冷却到室温,倒入并轻轻搅拌,使在松散的样品含水量小于校正试验用的被测样品质量,应达到在制备的试料层中空隙为0.500士0.005,计算式为1W pV(1一的. . . . . (1) 式中:W耍的试怦茧,g;-2一p一一证梓密度,g/cm3; V一一试样层体积,cm3;E b. 试样层的制备SJ/T 10411 93 将穿孔板放入透气困筒的突缘上,用一根直径比圆筒略小的细捧把一片擂纸送到穿孔板上,边缘压
6、紧,称取按1.4a确定的粉末量精确到O.OOlg,倒入圆筒,轻敲圃筒的边,使粉末平坦.再放入一片滤纸,用捣器压实试料层,使捣器上支持困环紧密接触圆筒顶边并旋转两周,慢慢取出捣币。将透器圆筒上口用橡皮塞塞紧,接到压力计上,用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体,然后关闭阀门,观察是否漏气。用真空脂加以密封。C. 试料层体棋的测定用水银代排法,将两片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒内,用一直径比透气圆筒略小的细长棒往下按,直到裙、纸平放在金属穿孔板上,然后装满水银,用一块薄玻璃板轻压在水银表面,使水银面与圆筒口平齐,并须保证在玻璃板和水银之间没有气泡或空隙存在。从圆筒中倒出水银,帽明至O.05go重复几次测
7、定,至测试数值基本不变为止。试取适量的铁氧体粉末,按1. 4. b条的要求压实粉末层,再在圆筒上部空间注入水银,向上述方法除去气泡、压平,倒出水银,称量,重复几次,直到水银称量值相差小于50mg为止。d. 圆筒内试梓层的体积V按下式计算,精确度为O.005cm3; V (P1一Pz)/p水银. .(2) 式中IV一一试料层体积,cm3;P1一一未装样品时,充满困筒的,g; Pz 样品后,充满圆,g; 水银一一试验温度F水银的密度,g/cm3(见附录A); e. .记录测定过程中圆筒附近的外呢温J:jt; r. 透气试验把装有试料层的透气困筒连接到压力计上,要保证紧密连接不致漏气,并不振动新制备
8、的试料层。打开微型空气泵慢慢从压力臂中抽出空气,直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭门,当压力计内液体的凹月面下降到第一刻度线开始计时,当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止汁时,记录液面从第一条刻度线到第二条刻线所需的时间,以秒记录并记下试验时的(C)。1.5 测定结果的a. 当被测物料的密度,试料层中空隙率与标准试样相同,试验时度变化不大于3C时,可按式(3)z s ss.(1亨=一广一(3) Ts 如试验时环境温度变化大于3C,则按式(4): Ts1J (4) 一-3 一一SJ/T 10411 93 2 式中:S一一被测试样的比表面积,cm2/g;Ss一一标准试样的比表面积,cmZ/g;
9、 T一一被测试祥试验时,压力计中液面降落测得的时间,8; Ts一一标准试样试验时,压力计中液面降落测得的时间,的市一一被测试样试验温度下的空气粘度,Pa;弘一一标准试样试验温度下的空气粘度,Pa。b. 当被测试样的试料层中空隙率与标准试样试料层中空化不大于士3C时,可按式(5)计异E同,试验时度变S ss .(To ts) H 一.(5) TsO t) .;S 如试验时化大于3C,则按(6)z 圳市一旦-h山(6) 式中z一一被测试样试料层中的空ts一一标准试样试料层中的C. 当被测试样的密度和空时,可按式(7)计异ZF 。与标准试样不同,时环境温度变化不大于士3CS _ Ss .(To一J二
10、、-I /r-TsO t)气/gp 如试验时环境温度变化大于土3C,则按式(8)川异2S s.(To tS) Hps v可s云(1t) p./7i (7)_ (8) 式中:p一一被测试样的密度,g/cm3; Ps一一标准试样的密度,g/cm3。d. 样品比表面积由两次试验结果的平均值确定。如果两次试验的结果相差2%以上时,新试验。计算精确度至10cinZ/g(以cm2/g为单位算的比表面积值换算为m2/kg单位时,系数0.1)。2永体粉末平均粒度的测定本方法适用于永磁铁氧体粉末平均粒度的测定。2. 1 方法本方法采用费氏(Fisher)法。由于粉末试样层的气体透过能力与粉末的比表面有关,可籍以
11、求出比表面。由比表面换算出平均直径用来表示粉末的平均粒度。2.2仪本方法采用费氏平均粒度测定仪.该粒度仪由空气泵、稳压管、干燥管、试样管、针形阀、U型压力计及读数板等组成(见图3)。一-4一-3 2 、L 、SJ/T 10411 93 4 5 7 8 图3费氏(Fisher)平均粒度仪结构示意图1一雪气泵2-调压阀3一稳压管4-干燥剂管5一试样管6一3 14 A 11 10 9 7一滤纸垫8一试样9一齿条10-手轮11一压力计12-粮度读数板13、14一针阀2.2. 1 主要附件及材料穿孔黄铜塞、丝抨、漏斗、快速滤纸、橡胶支承座。2.3 试样准备2.3.1 试样的干试样干燥与否对测定结果有着明
12、显的影响,故每次测定前应注意必须使试样充分(干燥后试样水份应不大于0.1%)。2.3.2 试样的称取试样应均匀,称取量应为试样真密度值的两倍以上。2.3.3 试样的分散在平均粒度测定的全过程中,试样的分散处理是非2.4 测定步2.4. 1 仪器部件检查一环。其俨方法按附录B. a. 粒度指示针横梁应与读数平行,下落时应与孔合。由杆上、下移动时应与读数板基线垂直Fb. 试样管和多孔铜塞不得有磨损;C. 标准管、压力计和微调针阅均应保持清洁、准确pd. 要椿试样管的上、下橡皮垫应保持不漏气ze. fu料肿的位置及压料底座的高度要保持适当。当试样管中只压入两个多孔铜片滤纸时,粒度指针应指在读数板基线
13、上;f. 干键部l应保持有效若使用变色硅胶时应保持蓝色);g. 稳压管的液面应在水位刻度线上,测量及标定时冒泡速度为23个气泡.2.4.2 仪器的校准两a. 1周节压力计零位z齿杆下移,使粒度指针与读数极基线对齐,然后调压力计水位调节-5一-SJ/T 10411 93 旋钮,使水位弯月面下沿与粒度指针横梁上沿对齐.b. 接通电摞,打开仪器开关,并稳定运转20min;C. 检查换档阀,使其处于一档位置(测量范围O.2n20llm); d. 将仪器所附标准管放在测试底座王,U型压力计水位便逐渐上升。此时,要随时注意保持稳压管内排出气泡速度为每秒23个Fe. 梅动读数板,将孔隙度指针对准标准管所标的
14、空隙度值。调高针阀,使粒度指针所指粒度值为标准管所标的高值.稳定5min.一档校准即告完毕。此后切勿再触动高值针阿Ff. 将换档阀旋向二档测量范围20u50m)位置.此时压力计水位徐徐下降,逐渐调低值针阅使粒度指针所指之粒度值为标准管上的低值,5min后,作全部完毕。2.4.3 测定方法a. 仪器经过以上校准后才能使用。测定时的室温与校准仪上.根据待测物料的粒度范围选择好相应的测量档;温不能相差3C以b. 按待测物料的真密度值称出试样,将试样倒入装有多孔铜塞和捷纸的干净的试管中.C. 将动读数板,使孔隙度指针在预定孔隙度的位置。将装有试样的试样管移到仪器的压底座上进行压实,直至粒度指针与试样高
15、度线重合.此后不目IH守静明联盟惧d. 将试样管竖直移到仪器测试底座上,压紧试样管,两端不阳帽飞Fe. 此时压力计水位上升,待稳定后,将粒度指针的横梁上措与压力计水位弯月 此针所指值即为所测试样的平均粒度值;f. 每次测定应称取两份试样,一份用于确定所测物料的最佳孔隙度,另一份试样采用已定的最佳孔隙度进行测量,然后取两次测定的平均值作为测定结果,并且两次测得结果的术平均值与其中任一结果的允差绝对值不得大于3%.即:式中:x1一一两次测定中的大值,m;X2一一两次测定中的小值,mj立一-两次测定的算术平均值,阳。3 永磁铁氧体精末有效密度的测定比重瓶法本方法适用于永磁铁氧体磁性粉末(平均粒度不大
16、于lmm)的有效密度的测定.3. 1 方法(9) 将试样置于预先测定了质量和体权的比重瓶中,加入液体介质,脱气后,根据试样的质并按阿基米德原理,测出粉末有效体积,根据式公(12)计算粉末有效密度。粉末有效密度指粉末的质量除以粉末的有效体积。粉末有效体积指粉末除去开孔隙的体积后,粉3.2仪a. 分析天平最大称重lOOg,分度值为O.lmg;b. 比重瓶容量25,-J 50ml; C. 温度计温度范围lnlOOC,分度值为1C;d. 真空排气装置(见图的。3.3 试样准备-6一-包括闭孔隙所占据的体积。8J/T 10411 93 3.3. 1 磁粉试样若带磁性,应进行退磁处理,将带磁性磁粉在600
17、C左右高温中保温lh后,冷却到室温.3.3.2 磁粉试样干燥与否对测定结果有着明显的影响,在每次测定前应注意必须使试样充分干燥,干燥后的磁粉含水份不大于0.1%。3.3.3 磁粉装入比重瓶,占比重瓶容积的1/4至2/5。3.3.4 采用蒸馆水为介质试剂(如粉末在蒸锚水中有悬浮物,可将磁粉在水中煮干至水份含不大于0.1%后取出,冷却到室温,直接放入水中测定。也可用煤油等做介质试剂,但要介质试剂的问且阻J.3.4 测定步3.4. 1 比重瓶容积的测定a. 何露宿所十庸、干燥的比重鹏的墨亘Fb. 称量装满蒸馆水排气后比重瓶的总质量。称重前放入真空系统,达到了3mm隶柱后没有气泡溢出时停止除气,恢复到
18、常压;C. 在q蒸髓水在室温时的温度,并查得该温度下蒸馆水的密度值p.d. 计算出比重瓶的容棋。Vn=垫上二二旦2.(10) . 式中:V。一一比重瓶的容积,CUES;叫一一辑辆撬锢水比重瓶的总1只茧.g,Zz .g; 一一测定温度下蒸惰水的密度.g/cm33.4.2 磁粉有效体积的测定a. 将烘干磁粉样品装入比重瓶中,占比重瓶容棋Vo的1/4至2/5(如图5)擦去瓶外可附着的粉末,在天平上称其J贝.;b. 将蒸馆水加满比重瓶,在室温下放置半小时以上,再进行真空排气处ilt(真空排气处理方法见3.4. 1. b.注意不要让粉末飞出瓶外).直到没有气泡溢出时停止排气,盖好瓶盖。将瓶外附着的水擦干
19、,称其1贝亘sC. 写在棚君臣懵水在室温时的温度,并查得该温度下蒸馆水的密度值p;d. 计篝出磁粉体和、。4-m一二P句amm一-n V 一V (11) 式中:V一一所测磁粉的有效体积.cm3;叫一一装入干燥磁粉和装满蒸馆水的比里瓶民茧.g;叫一一装入干燥磁粉的比里舰腆茧.g;p一一测定温度下蒸锢水的密度.g/cm3。3.5 测定结果的磁粉质量与有效体积之比为磁粉的有效密度,其计算公式如下:d _ m.二222V nz( m 2 _ . ml m2 m3一-wz4. (12) 式中:d磁粉的有效密度.g/cm3; 7一SJ/T 10411 93 p一一测定温度下蒸馆水的密度,g/cm2.测定结
20、果应准确到士O.02g/cm3 放气接真空泵并瓦塞、I;) 胁e比重瓶比重瓶f1小飞.-二7川汇一-JF.av.-品二内Jh=, . 样试末粉比最瓶10-30cm图4液体浸透真空除气装置图5比工作图4 永碰铁氧体成型坯件表现密度的测定天平法)本方法适用于永磁铁氧体未烧结、易破碎及多孔隙成型坏件的表观密度测定.4. 1 方法4. 1. 1 定义z表观密度一单位体积物质的川血。4. 1. 2 原理:试样经烘干后,在空气中称重。经防水处理后,再吹进行空气中和水中称重。由试祥在水中称重时质量的减少计算出其体积,密度即可根据公式(13)计算出来。4.2 仪器a. 分析天平最大称量lOOg,分度值O.lm
21、g; b. 盟度计温度范围1lOOC,分度值lC;C. 楠蒸帽水的容器250m!烧杯,能装下试样并能装到天平盘跨架中间处;d. 干燥器烘箱温度能保持在120C以上Fe. f. 石黯Fg. 天平盘跨架天平盘跨架应适合于放置在天平盘和吊蓝的空档中,不得与天平盘有任何接触,勿用塑料制品架ph. 吊试样用丝吊物用丝为细铜丝或细尼龙丝,直径应小于O.2mm。4.3 试样准备4.3. 1 试样表面清理干净,把易掉及附着的粉末、颗粒等除掉。4.3.2 试样干燥与否对测定结果有着明显的影响,在每次测定前应注意务必使,干燥后的试样水份不大于0.5%。4.3.3 试样如带磁性,应进行退阳儿,且。4.3.4 试样应
22、本着以接收试样的原形大小测定。试样过大时体积分别充分干成小块,对所有小块的质试验报告中应指出使用4.4 测定步超过80g以上),可把试样,试样密度用总质量和总体积进行计算。小块试样。a. 理干净、干燥后的气中的质亘F8 -一SJ/T 10411 93 b. 防水处理在经过预热(40C左右的毛坯试样上用毛刷涂上石蜡。石蜡涂层厚度应不大于O.lmm.覆盖完毕,把表面过量的去净,冷却到室温;c. 经处理过的试样,用细丝吊挂在天平上,称其1只重;d. 称量处理过的试样在水中的1贝王军;e. 把盛有一定量蒸馆水的烧杯置于天平盘跨架上,如图6所示zf. 用吊丝将试样套好,放入蒸馆水中,让蒸馆水完全温润其表
23、面,如有气泡可在水中轻轻摇动试样,然后挂在天平钩上,试样的任何部位不得与烧杯接触。立即称量试祥在蒸馆水中的民M;g. 此方法的测定介质为蒸情水,测量时应实扭蒸馆水的温度,根据附录查得该温度下蒸馆水的实际密度代入公式计开。4.5 测定结果的计成型坯件质量与体积之比为表现密度,计算公式如下:d=一一旦一一(13) m1 mz 式中:d一一试样表现密度.g/cm3; m一一干燥不含石蜡、吊物用丝)试样在空气中的质量.g;叫一一覆盖石蜡试样在空气中的质量包括吊挂用丝质量在内.)g; m2一一覆盖石蜡试样在蒸惰水中的质量(包括吊挂用丝质量在内).g;p一一测定温度下蒸馆水的密度.g/cm3。测算结果应准
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