研究生: |
李品澄 Pin-Cheng Li |
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論文名稱: |
交流或脈衝磁場中 2605SA1 薄帶磁致伸縮性質之研究 Magnetostriction of 2605SA1 Metglas® ribbon in various AC or Pulse magnetic fields |
指導教授: |
鄭偉鈞
Wei-Chun Cheng 任盛源 Shien-Uang Jen |
口試委員: |
任盛源
Shien-Uang Jen 張晃暐 Huang-Wei Chang |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering |
論文出版年: | 2017 |
畢業學年度: | 105 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 155 |
中文關鍵詞: | 非晶薄帶 、場熱處理 、磁致伸縮 、交流磁場 、脈衝磁場 |
外文關鍵詞: | amorphous ribbon, field annealing, magnetostrictive, AC magnetic field, pulsed magnetic fields |
相關次數: | 點閱:379 下載:2 |
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Metglas® 2605SA1 商用非晶薄帶是以熔融旋淬法製成的非晶態薄帶
材料,此材料具有優異的磁機械性質,此材料的主要成分為鐵 78%,其
餘成分則有矽及硼,故又稱鐵基非晶薄帶。Metglas® 2605SA1 薄帶,為
一種廣泛用於變壓器等電力元件中的材料。
在本論文中,我們將針對非晶薄帶於交流磁場下,以及脈衝磁場下
的磁致伸縮測試方法,進行設計及改進。
另外我們將探討 Metglas® 2605SA1 商用非晶薄帶,以及此非晶薄帶
經過場熱處理後的磁性質。
將部分裁剪好的薄帶,進行外加磁場的熱處理,故稱場熱處理。以
X-ray 繞射結果,可確認 Metglas® 2605SA1 薄帶經過場熱處理前、後皆為
非晶態。
對場熱處理前、後的薄帶進行 VSM 試驗,以及於直流磁場、交流磁
場及脈衝磁場下的磁致伸縮試驗。經由 VSM 試驗,可得薄帶的磁性質。
而經由磁致伸縮試驗,可得薄帶在各種磁場中的磁致伸縮值。
由實驗結果可得知,薄帶在經過場熱處理後,其飽和磁化強度上升
和矯頑磁力下降,並在某些情況下的磁致伸縮值會減少,並表現出明顯
的單軸異向性。這些特性有助於 Metglas® 2605SA1 非晶薄帶,在馬達、
變壓器及發電機等電力元件中的應用。另外也可降低薄帶在電力元件中
運作時,所產生之噪音。
The commercial amorphous ribbon, Metglas® 2605SA1, is made by melt spinning method. This material exhibits excellent magneto-mechanical properties. The main component of this material is iron 78%, while the remaining components are silicon and boron. It is also known as iron-based amorphous ribbon. The Metglas® 2605SA1 strip widely used in power components such as transformers.
In this study, we will design and improve the magnetostrictive test method under the alternating magnetic field and the pulsed magnetic field.
In addition, we will discuss the commercial amorphous ribbon, Metglas® 2605SA1, and the magnetic properties of this amorphous ribbon after field heat treatment.
If the strip has gone through an external magnetic field heat treatment, the process is called field annealing treatment. According to the X-ray diffraction results, it confirms that the strip of Metglas® 2605SA1 is in amorphous state before and after field annealing.
The VSM test was carried out before and after the field annealing treatment. The magnetostrictive test was carried out in the direct current magnetic field, alternating current magnetic field, and pulsed magnetic field, respectively. The magnetic properties of the strip are obtained by the VSM test. The magnetostrictive test allows us to obtain the magnetostriction of the thin strip in various kinds of magnetic fields.
It can be seen from the experimental results that the saturation magnetization increase and the coercive force decrease after the field heat treatment. In some cases the magnetostriction will decrease and show obvious uniaxial anisotropy. In addition, when the amount of magnetostriction is small, the size of the noise generated during the ribbon operating in the power element is also reduced.
These features of Metglas® 2605SA1 amorphous ribbon contribute to many useful applications such as the motor, transformers, generators and other power components.
1. 阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer,簡稱 AMS) - 維基百科。
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%BF%E5%B0%94%E6%B3%95%
E7%A3%81%E8%B0%B1%E4%BB%AA
2. Metglas® 2605SA1 & 2605HB1M Magnetic Alloy.
http://www.metglas.com/products/magnetic_materials/2605SA1.asp
3. 近角聰信著,張煦、李學養譯,“磁性物理學”,聯經出版事業公司
(1982)。
4. 金重勳,磁性技術手冊,中華民國磁性技術協會出版(2002)。
5. 王坤池,“超高真空中在 Ge(111) 面上成長 Co 超薄膜之退火效應及磁性現象研究”,國立台灣科技大學機研所碩士論文(2001)。
6. 鄭振東,“實用磁性材料”,全華科技圖書股份有限公司(1999)。
7. William F.Smith 著,李春穎、許煙明、陳忠仁譯,“材料科學與工程”,高立圖書有限公司(1994)。
8. 陳宿惠,“銀─鈷超薄膜在鉑(111)表面的磁性探討”,國立台灣師範大學物理所碩士論文(1999)。
9. 陳淑貞,“鈷薄膜在矽(100)表面的磁性觀測”,國立台灣師範大學物理所碩士論文(1999)。
10. 聶亨芸,“銀中介層對鈷超薄膜在鍺(111)基板上磁性質影響之研究”,國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文(2002)。
11. 陳元宗,”銥錳交換偶合之(鈷鐵硼/氧化鋁/鈷)磁穿隧元件的機械性、電性及磁性研究”,國立清華大學材料科學工程研究所博士論文(2006)。
12. 賴耿陽,“應力應變的解析原理”,復漢出版社,pp.24-59(1996)。
13. A.H.Morrish,“The physical principles of magnetism” (1965).
14. 鍾文定,“鐵磁學”,(中冊),科學出版社(1998)。
15. 亥姆霍茲線圈(Helmholtz coil)- 維基百科。
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%A5%E5%A7%86%E9%9C%8D
%E8%8C%B2%E7%B7%9A%E5%9C%88
16. 邱軍浩,“ Ti/C 元素對 PrFeB 系複合奈米晶薄帶之磁性及交換藕合效應影響”國立中正大學物理研究所博士論文(2006)。
17. G. Bertotii, E. Ferrara, F. Fiorillo, P. Tiberto, Materials Science and Engineering A226-225 (1997) 603-613.
18. 鐵芯製造工藝技術。
https://wenku.baidu.com/view/9de76b01650e52ea551898c2.html
19. ASTM E 1876-99, Am. Soc. Testing and Materials, (1999).
20. 吳泰伯、許樹恩,“X 光繞射原理與材料結構分析”,中國材料科學學會(1996)。
21. D. A. Porter and K. E. Easterling, “Phase Transformations in Metals and Alloys”, Chapman & Hall (1992).
22. Model 7407 Vibrating Sample Magnetometer user’s manual, Lake Shore.
23. Models VC-6025/VC-6045 Digital Storage Oscilloscope–Operation
Manual, Hitachi Denshi, Ltd.
24. 林恆如,”交流磁場下磁性薄帶的磁致伸縮變化”,國立台灣科技大
學機械工程研究所碩士論文 (2013)。
25. 2605SA1 Material safety Data Sheet.
http://www.metglas.com/assets/pdf/msds/msds2605sa1.pdf
26. M. Mouhamad, et al., Physicochemical and Aging Tests of 2605SA1 and 2605HB1 Amorphous Ribbons for Power Applications. IEEE Trans on Magn., 47, 3192-3195(2011)
27. R. Langman, The Effect of Stress on the Magnetization of Mild Steel at Moderate Field Strengths. IEEE Trans on Magn., 21, 1314-1320(1985)
28. B. Szymanski, et al., Magnetic hysteresis properties of FeBSi metallic glass ribbons. Physica Scripta., 39, 780-781(1989)
29. N. Tsuya, et al., Saturation magnetostriction of iron rich amorphous ribbons and electronically controllable delay line., IEEE Trans on Magn., 14, 946-948(1978)
30. D. Azuma and R. Hasegawa, Audible Noise From Amorphous Metal and Silicon Steel-Based Transformer Core., IEEE Trans on Magn., 44, 4104-4106(2008)
31. 陳逸璋,”濺鍍條件與場熱處理對 Fe60Co18Ga22 薄膜之磁性質影響”,
國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文(2016)。
32. 徐傑,”在交流磁場中 2605SA1 薄磁帶振動研究”,國立臺灣海洋大學光電科學研究所碩士論文(2016)。