概論>回上層1.1 發展歷史磁粒檢驗(MagneticParticleTest)或稱為磁粉檢驗，簡稱為MT，為一種非破壞檢驗方法;1928年末由A．V．DeForest首先使用，但由於效果不佳，並沒有引起廣泛的注意，直到1934年美國Magnaflux公司從事有關磁粒的研究以及交流電之應用，磁粒檢驗才又重新受到大眾的注目。

I930至I940這十年間可算是磁粒檢驗蓬勃發展的階段，至今仍廣受使用。

目前，磁粒檢驗已進入自動化的時代了，由於磁粒的改善加上電腦的配合使用，使得檢驗人員只要坐在控制室內接鈕接可獲得永久性記錄的檢驗結果。

1.2 簡介磁粒檢驗係藉由磁力線在物件內分佈的情況，吸引表面磁粒(MagneticParticle)形成顯示(Indication)，能迅速、有效地檢驗物件表面及次表面瑕疵，其原理非常簡單，並不需要高深的學問與技術，檢驗結果又能直接顯示在物件的表面，易為一般人所接受和學習，設備和花費均少。

磁粒檢驗是一種相當簡單又容易操作的檢驗方法，可應用於不同階段的製造或加工過程中，通常分為下列四個主要步驟:1.檢驗前，被檢物表面需充分清潔、乾淨，不得有鬆脫之銹皮、油污或其他雜質。

2.對被檢物施加適當方向和強度的磁場。

3.將磁粒均勻散佈於被檢物表面上。

4.觀察磁粒分佈情況並加以判別及評估。

1.3 磁粒檢驗之目的磁粒檢驗的功能主要是藉由磁粒的分佈情形瞭解物件有無瑕疵，其目的在於確保產品的可靠性，它能提供:1.在被檢物表面形成可見的瑕疵顯示。

2.在不破壞被檢物的情況下，得知瑕疵的特性。

3.可依據預先制定的規範或標準，分辨可接受或剔退的物件。

瞭解檢驗的目的，才能評定其檢驗步驟和結果，而整個檢驗過程才可算是完成。

1.4 磁粒檢驗的範圍與限制用這種方法之前，讓我們先瞭解磁粒檢驗能幫我們做到什麼程度，那些又是磁粒檢驗無能為力的。

1.4.1 範圍1.磁粒檢驗只適用於檢測鐵磁性材料。

如:鐵、鈷、鎳及其合金。

2.能檢測表面及次表面瑕疵。

無論鑄造、鍛造、軋延、熱處理、機械加工或研磨後之物件均可用此法檢驗，而且形狀大小都不受限制。

1.4.2 限制1.非鐵磁性材料無法檢測。

如:鋁、鎂、錦、欽或沃斯田鐵系不銹鋼。

2.只能檢測距離表面1/4吋深度以內約吹表面瑕疵。

3.物件表面的油漆或鍍膜厚度不得超過0．004吋。

4.物件表面不得有髒物、油污、纖維或鬆脫之銹皮，否則會影響檢驗之結果。

1.5 磁粒檢驗之優缺點1.5.1優點對於鐵磁性材料，磁粒檢驗有下列優點:(1)對於表面瑕疵，尤其是細淺類的裂紋，為最佳及最可信賴的檢驗方法。

(2)方法簡單，操作容易。

(3)直接顯示，磁粒聚集的地方就是瑕疵位置的所在;不但節省時間而且容易判視。

(4)容易學習，並不需要高深的技巧及長時間的訓練。

(5)對於被檢物的形狀幾乎不受限制。

(6)可以檢測為異物所填塞的瑕疵。

(7)經濟而且表面清潔度要求不高。

(8)物件表面之薄層鍍膜或油漆;不致影響檢驗結果。

(9)適合於生產線上自動化檢驗。

1.5.2 缺點雖然磁粒檢驗的優點很多，然而和其他方法一樣也有一些缺點，如下:(1)只適合於鐵磁性材料的檢驗，其他材料便無能為力。

(2)並非所有鐵磁性材料均有很好的次表面瑕疵檢驗效果。

(3)磁力線必須和瑕疵方向垂直才有最佳的檢測靈敏度，所以檢驗前必須熟識磁力的流向;對於形狀較複雜的物件，必須多方向的磁化，才能確認檢驗的效用。

(4)使用接觸棒磁化法時"，應避免接觸不良或使用過大的電流，以免引起電弧及損害到試件表面。

(5)對於大量小型物件，通常需要各別磁化，費時費事。

1.6 與其他方法之比較對於鐵磁性材料的表面及次表面瑕疵，尚有其他四種主要的非破壞檢驗方法可用來檢驗;然而在決定選用何種方法之前，檢驗者必須先瞭解各種方法的優缺點，以試件最適當的選擇。

1.6.1 與放射線照相檢驗之比較對於絕大多數約吹表面瑕疵，放射線照相檢驗優於磁粒檢驗，但是對於表面上的瑕疵，則磁粒檢驗要優於放射線照相檢驗。

磁粒檢驗不但有較快的檢驗速度，而且費用又省，特別是當數量多又100%檢驗的時候，其檢驗結果能立即顯示。

另外，磁粒檢驗受物件形狀的影響也較小。

1.6.2 與液滲檢驗之比較假如物件表面的裂縫是乾淨又不為外來雜質所填塞時，液滲檢驗和磁粒檢驗有相同的檢驗效果;然而液滲檢驗對於物件表面清潔度的要求較高，而且檢驗速度又不及磁粒檢驗，一般對於鐵磁性材料的表面瑕疵較多偏好於磁粒檢驗。

另外，對於次表面的瑕疵，液滲檢驗就無能為力，而磁粒檢驗仍能有適度的檢出能力。

1.6.3 與超音波檢驗之比較對於非常淺、窄的表面瑕疵，磁粒檢驗要便於超音波檢驗;由於超音波檢驗是靠音波的反射，所以有最小的深度要求，而磁粒檢驗只要材料和技術適當，並沒有已知最小深度的限制。

而對於次表面的瑕疵，超音波檢驗要比磁粒檢驗有好的檢出能力。

另外，磁粒檢驗受物件形狀的限制較小。

1.6.4 與渦電流檢驗之比較對於表面瑕疵的檢驗，渦電流檢驗相似於超音波檢驗，也有某最小深度的要求，以確保顯示的可諱性;通常，渦電流檢驗較適合於非磁性材料的檢驗。

渦電流檢驗如果在磁飽和的情況下，對於次表面瑕疵的檢出能力和磁粒檢驗有相同的效果，但由於渦電流的穿透深度所受的限制較大，僅限於檢驗接近表面之次表面瑕疵，商業上，對於次表面瑕疵的檢驗，大都還是選用磁粒檢驗。

另外，磁粒檢驗對於物件形狀上的限制也較渦電流檢驗小。

磁粒檢驗對於鐵磁性材料表面非常淺、窄的瑕疵之檢出能力是所有非破壤檢我方法中效果最好的，同時也是最適合於檢測疲勞裂後;根據非正式的統計，通常超過百分之五十的金屬構件的撕裂都是起因於疲勞裂縫，而材料科學家和設計工程師對於這個問題也一直非常地重視。

能夠儘早發現裂縫的所在，並設法加以補救，避免造成重大的損壞。

由於磁粒檢驗具有封表面細微瑕疵的檢出能力，加上其檢驗速度快又能立即顯示檢驗結果，針對設備定期的維護保養，工業界都樂於採用此法來檢驗。

磁化設備>回上層磁粒檢測的設備種類繁多，必須視檢測條件而定，從手提式的磁純，活動式的激磁設備到固定式的磁粒檢測設備，檢測人員可參考下列條件選用設備:1.被檢物的條件:包括檢測物的材質、形狀、尺寸、中間是否有通孔、是否易夾持…等因素。

被檢物的條件會影響到磁粒施加方式(連續法或剩磁法、濕式或乾式)，也會影響到磁場施加強度及逆磁方式。

2.瑕疵型式:包括瑕疵的種類、位置、大小與方向。

磁場施加方向(周向磁化或縱向駁化)、磁粒施加方式及磁場強度等條件。

製程或場地因素:包括自動化程度、輸入電流電壓的要求、場地的大小、產品檢驗的可攜性或經常性等因素。

本節將實驗設備分成:磁化設備、退磁及其它裝備、磁化用耗材三部份說明。

一、手提式磁化設備手提式磁化設備以磁純(Yoke或足攜帶式固定線圈為主。

磁純是利用兩磁極間感應縱向磁場之純狀磁鐵，磁鐵可以是永久磁鐵、交流或是直流的電磁鐵。

永久磁鐵磁則適用於無電源需求或足容易因電源火花而導致火災的場合，其中手提箱中包含整套磁化工貝及耗材。

交、直流兩用電磁純一般會有一電源控制器，可做電流型式選用，有些電磁純直接將變壓器和磁純做在一起，如圖在特殊場合像水中檢測時會將纜線加長，(磁純適合用於銲件或是大型試件的局部磁化檢驗，由於手提式的磁輒機帶方便，且容易變換不同磁化方向，配合可調整的磁極套，可以適用不同形狀大小的試件檢驗，一般磁純檢測大多用於較小範圍檢測。

>回上層磁化原理從事磁粒檢驗之前，必須對磁化的原理以及磁化的特性有透澈的認識，才能適當有效的運用，也就是說不但要能檢驗出瑕疵，同時也要知道為什麼會造成這種結果。

2.1 磁性磁性是指某一些金屬，主要為鐵和鋁，其有能力吸引其他鐵或鋼的特性。

2.2 磁場在磁鐵或載流導體周圍的空間中，其影響所及處，稱為此磁鐵或載流導體的磁場。

實際上此磁場僅限於磁力所能拂別的空間，故磁場範圍的大小需視偵測儀器的安敏度而定。

儀器靈敏度愈佳，則磁場範圍愈廣;反之，則磁場範圍愈窄。

2.3 磁力線磁力線為用以解釋磁場行為的假想線。

這個概念出自於把鐵屑灑在一張下面置有永久磁鐵的白紙上，因鐵屑受磁域吸附所顯示的圖案。

它呈現為一組封閉的曲線，實際上磁場即是由這些磁力線所組成的，而磁場之作用力方向就是沿著這組曲線的方向。

磁力線具有下列特性:(1)所有的磁力線均為封閉曲線。

(2)磁力線由磁極處垂直進出磁鐵，永不相交。

(3)磁力線尋求最低磁阻之途徑。

(4)磁力線方向在磁鐵外由N至S，在磁鐵內由S至N。

(5)磁力線在磁極處密度最大。

2.4 磁通量與磁通密度磁路中所有磁力線的總數稱為磁通量，單由磁力線裡故並不能描述出磁力線集中的程度，現將每單位面積內含有磁力移的數目定義為磁通密度;事貧上磁通密度就是磁場強度的表示方法，其符號為B，單位為高斯(Gauss。

一萬斯相當於每平方公分有一馬克斯威爾(Maxwell)的磁通密度)。

另外亦有以韋伯每米平方(Weber/mz)表示之。

2.5 右手定則為易於記住圍繞導體的磁力線方向，電流所感應產生的磁場方向可用一簡單的方法求出。

將右手大拇指指向電流方向，則其餘四指所指的方向即為圍繞導體的磁力線方向，也就是磁場的方向，此稱為右手定則。

而當電流通過螺管形之導體時，右手定則是以另一種方式來決定磁場方向，即右手握住導管使四指所指的方向與電流方向一致，則大拇指所指的方向即為磁場方向。

通常所謂電流是由正極到負極，但根據最新的尾流理論，文據上電流仍是尾子的流動，是由負極到正極，因此須以左手大拇指指向電子流的方向，求出磁場的方向，此稱為左手定則。

2.6 磁性材料材料依磁性分類可分為抗磁材料、順磁材料及鐵磁材(FerromagneticMaterial)三種，還有一些特殊的材料不包括在這三種之中。

材料的磁性效應，嚴格說起來純粹是量子物理的現象。

2.7 磁滯磁場對鐵磁性材料磁化強度的影醬，與此材料磁化過程有關。

當作用於鐵磁性材科之磁化力改變時，磁力效應無法即時隨之改變所呈現的一種遲緩改變現象，稱之為磁滯現象。

材料的導磁能力可由磁化力(電流強度)及磁通密度的關係求出。

>回上層磁化方法磁化方法的分類磁粒檢驗有下列四種分類方法:1. 依所使用的磁化磁場特性可分為周向磁化法和縱向磁化法。

2. 依施加磁性介質時是否有磁力存在可分為連續法和剩磁法。

3. 依磁化電流的種類可分為交流磁化法、直流磁化法和半波直流磁化法。

4. 依磁性介質的種類可分為濕式法和乾式法。

周向磁化將電流直接通過被檢物或經由中心導體，產生周向磁場的一種磁化方法。

可分為直接磁化法和間接磁化法。

1.直接磁化法使用直接磁化法時，由於電極與被檢物直接接觸，所以要求需有良好的接觸面，以產生火花、電弧或過熱現象，甚至損害到被檢物表面，再者被檢物表面應清理乾淨，與電極接觸的部位不得有灰塵、油污、銹斑等雜物。