这温40K（769℃），硅钢为963K，钴为
1393K， 镍为 631K
要使得铁磁质的剩磁去掉,，还有两个办法 1、利用退磁原理 2、外界的冲击和振动
在磁场中， 铁磁体的磁 感应强度与 磁场强度的 关系可用曲 线来表示， 曲线的斜率 是材料的
永久磁铁中的磁畴，在一个方向上占优势，因而形成N和 S极，能显示出很强的磁性。
磁化机理
(1)未加外加磁场时，磁畴磁矩杂乱无章，对外不显示宏观磁性，如图 (a) (2)在较小的磁场作用下，磁矩方向与外加磁场方向一致或接近的磁畴体积
增大，而磁矩方向与外加磁场方向相反的磁畴体积减小，畴壁发生位移， 如图 (b)。 (3)增大外加磁场时，磁矩转动畴壁继续位移， 最后只剩下与外加磁场方向 比较 接近的磁畴，如图 (c)。 (4)继续增大外加磁场，磁矩方向转动，与外加磁场方向接近，如图 (d)。 (5)当外加磁场增大到一定值时，所有磁畴的磁矩都沿外加磁场方向有序排 列， 达到磁化饱和，相当于一个微小磁铁或磁偶极子，产生N极和S极，宏观上 呈现 磁性，如图 (e)。
设管内外半径分别为R1和R2，通直流电 磁化，由安培环路定律得
H 0
rR
H I(r2 R12)
2r(R22 R12)
R1 rR2
钢管中心导体法磁化
钢管中心导体法磁化时，在通电中 心导体内、外磁场分布与实心棒 相同，由于中心导体为铜棒， 其 r 1 ，所以只存在H。在钢 管上由于 r 1，所以能感应 产生较大的磁感应强度。并且钢 管内壁的磁场强度和磁感应强度 都比外壁大。
二、磁感应强度和磁通量 1、磁感应强度
铁磁性材料置于磁场中，能够被强烈地磁 化，除了外加磁场外还产生很强的附加磁 场，这两个磁场叠加起来的总磁场就是工 件得到的真正的磁场，这个磁场称为磁感 应强度。
符号用B来表示，法定单位为特（T）
2、磁感应线
磁感应强度也可以用力线表示，这种线称为磁 感应线。
磁极的数量 没有磁极：环形磁体，方形磁体 两个以上的磁极：两个、三个、四个……不一定是
偶数
四、磁场强度
定义：磁场中单位正磁极所受的力称为该磁场在该处的 磁场强度。用H来表示。 单位磁极所受力的大小与大磁极所受的力大小相等 方向相反，是作用力与反作用力。
确定磁场的方向 设想在磁场中放一个单位正磁极，它所受力的方向就是磁
μ-H曲线 Br-H曲线
用幅值不同的外加磁场反复磁化一周就得 到一系列大小不等的磁滞回线，每个磁滞回 线对应一个Br，将这些Br与其对应的磁滞
回线顶点的H作图→ Br-H曲线
2.3 铁磁质 三、铁磁材料的特点
高导磁性 磁饱和性 磁滞性 根据矫顽力Hc大小分为 软磁材料（Hc<=400A/m） 硬磁材料（Hc>=8000A/m）
* 磁畴和磁畴的变化可用金相显微镜观测
a）不显示磁性；
b）磁化
c）保留一定剩磁
在无外磁场的作用下磁畴取向平均抵消，能量最低，不显磁性。
当把铁磁性材料放到外加磁场中去时，磁畴就会受到外加磁 场的作用，一是使磁畴磁矩转动，二是使畴壁发生位移，最 后全部磁畴的磁矩方向转向与外加磁场方向一致，铁磁性材 料被磁化，显示出很强的磁性。
钢管中心导体法磁化时磁感应强度的变化
3 螺线管的磁场
螺线管：一捆长线圈，由多匝导线圈组成
I
I
I 通过螺线管时，每一圈所起的作用就像一个扁 平线圈一样。螺线管的磁场就是所有线圈合成 的磁场。
3 螺线管的磁场
• 在螺线管以內： 磁力线与线圈轴线平行
I
I
• 在螺线管以外： 磁场图形，与磁棒的磁场图形十分相似。
硬磁材料：r小，不易磁 化、不易退磁，矫顽力(Hc) 大，磁滞回线的面积包围 的面积大，损耗大。硬磁 材料有碳钢、钨钢，铬钢。 可采用剩磁法进行探伤。
用途：仪器、仪表的重要 组成部分，永久磁轭的磁 极。
B H
2.5 退磁场
I
I
B0
I
I
2.5 退磁场 一、形成退磁场的原因
2种磁介质理论 关于磁介质的理论，物理学上有2种观点。
一些铁磁性材料的居里点见下表
铁磁性材料的居里点
材料
铁 镍 钴 铁，硅5% 铁，铬10% 铁，锰4% 铁，钒6%
居里点（℃）
769 365 1150 720 740 715 815
2.3 铁磁质
• 二、磁化曲线
装置：环形螺绕环; 铁磁质Fe,Co,Ni及
稀钍族元素的化合物，能被强烈地磁化
原理:励磁电流 I; 用安培定理得H
磁场方向
假設右手握住导线， 而拇指指向电流方向，
那么，弯曲的手指指着的 就是磁力线的方向。
2 通电圆柱导体产生的磁场 当电流流过直长圆柱导体时，磁场是以导
体中心为圆心的同心圆状
磁场的方向与电流方向之间的关系用右手 定则确定
磁场的大小：在半径相同的同心圆上磁场 强度相等，其计算公式为
在导体内部（r<R） H=Ir/2πR2 在导体表面（r=R） H=I/2πR 在导体周围（r>R） H=I/2πr 其中：H—磁场强度（A/m） I—电流强度（A） R—导体半径（m） r—距导体中心的距离（m）
3 螺线管的磁场
N
S 假设右手握住螺线管，
而弯曲的手指指向电
流方向，
拇指指向的就是螺
线管的N极。
注意：要 磁场的强度，可以
• 电流 • 线圈的匝数
3 螺线管的磁场
通电螺线管轴线中心的磁场强度由下式计算
HNcI os NI
L
L2D2
H——磁场强度（安/米）； N——螺管线圈匝数; I——电流（安）； L——线圈长度（米）； D——螺管线圈直径（米）； α——线圈对角线与轴线的夹角
2.3 铁磁质 • 四、铁磁质的分类
* 软磁材料。 r大，易磁化、
易退磁饱和磁感应强度大，矫
顽力(Hc)小，磁滞回线的面积
窄而长，损耗小。有电工钢，
B
工业纯铁，硅钢、铁镍合金，
铁氧体等。软磁材料只能采用 连续法探伤。可用于制作磁轭
Hc
Hc
H
的磁极，磁粉、试片，继电器、
电机、以及各种高频电磁元件
的磁芯、磁棒。
线圈纵向磁化的磁化力用 安匝（IN）来表示。
通电螺管线圈磁场的分布
通电螺线管 轴线上磁场 的分布
纵向：中心最强 端头较弱。
通电螺线管横截面上磁场分布
靠近线圈处强 线圈中心较弱
线圈的分类
a 按结构分 电缆缠绕线圈和螺管线圈 b 按填充系数 低填充 中填充 高填充 c 按L/D 短螺管线圈 L<D 有限长螺管线圈L>D
磁滞回线
在铁磁质的磁化过程中，由于磁滞现象磁 化规律变得非常复杂，铁磁质的B和H的关 系不仅不是线性的，而且也不是单值的， 即给定一个H，不能唯一确定一个B，或者 说B的数值除了与H有关外，还取决于铁磁 质的磁化历史。
磁滞回线
B-H图中磁滞回线包围的面积代表一个反复 磁化的循环过程中单位体积的铁芯内损耗的 能量，面积越大，损耗的能量越多，不同铁 磁质的饱和磁滞回线包围的面积不同。
条形磁铁的磁力线分布
2.2 电流的磁场
1 长直导线的磁场
磁力线呈圆形，围绕导线 靠近导线的磁场最强 电流越大 磁场越强 若电流以反方向流动
磁力线的方向也会相反
围绕导线的磁力线
电流：指入纸面
电流：指出纸面
导线 （末端）
•
电流方向的符号：
电流方向
电流方向
长直导线的磁场
右手定則：
电流方向
通电螺线环的磁场
H NI NI
2R L
式中： H——磁场强度 N——电缆匝数 I ——电流（安） R——平均半径（米） L——平均长度（米）
2.3 磁介质
一、磁介质的分 类：
* 顺磁质 r 1
B0
I
I
如氧、铝、锰、铬、空气等。
* 抗磁质
r 1
如金、银、铜、铋、锑等。 超导体是理想的抗磁体
* 铁磁质 r 1 如铁、钴、镍及其合金等
安培环路定律
在磁场中沿任何路径的闭合线的H 矢量的线积分，等于通过这闭合 线内各电流强度的代数和。
HdlI
钢棒通电法磁化
磁场强度分布特点，交流和直流分布特点， 磁感应强度的分布特点
钢管通电法磁化
用交流和直流电磁化同一钢管时，钢管内部 H=0，B=0，钢管内部 没有磁场存在，磁场是从钢管内壁到表面逐 渐上升到最大值。
磁畴壁位移 磁畴兼并
磁畴转向
B
H
当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁 磁质的磁化就达到饱和状态。饱和 磁化强度MS等于每个磁畴中原来的 磁化强度，该值很大，这就是铁磁 质磁性r大的原因。
居里点 Tc ：当温度升高时，热运动会瓦解磁畴内磁矩 的规则排列；在临界温度（相变温度Tc ）时，铁磁质完 全变成了顺磁质。
磁感应线上每点的切线方向代表该点磁感应 强度的方向
单位面积上通过的磁感应线的根数表示磁感 应强度的大小。
3、磁通量
磁感应强度B和截面积S的乘积为磁通量，或称 磁通，符号用Ф来表示。 法定单位为韦伯（Wb），工程单位用麦克斯韦 （Mx）
三、磁导率
磁导率表示材料被磁化的难易程度。符 号用μ来表示，单位为亨/米。各种材料的 磁导率是不同的，磁导率高，则材料容 易被磁化，磁导率低则材料不容易被磁 化。
第二章 磁粉检测物理基 础
第二章 磁粉探伤的物理基础
2.1 磁场
一、磁极
1、磁体：能够吸引铁质物体的物体叫磁体。
磁体分类：磁体分为天然磁体和人造磁体
在公元前300年，我国劳动人民发现某些铁 矿石能够吸引铁制物品，通过这种方式得到的 磁体称为天然磁体。其化学成分是Fe3O4。
如果用这种铁矿石与钢条相互磨擦，钢条就 具有吸引铁屑的能力，通过这种方式得到的磁 体，称为人造磁体。