500℃，一個普通人想象不到的高溫溫度。而中國計量院工程所副所長林安利研（yán）究員帶領的研究（jiū）團隊卻（què）將我國永磁（cí）材料高溫磁性參數測量的觸角，成功（gōng）地延（yán）伸到了這一國際同（tóng）類測量的極限。他們研製（zhì）的國家標準裝置正在為我國永磁材（cái）料高溫磁性參（cān）數測量提供必不可少的技術支撐。

    應對挑戰

      提到“永磁材料”這一名（míng）詞，您也許覺得有些陌生，但永（yǒng）磁材料的應（yīng）用其實已滲透到我們生活的方方麵麵：汽車、空（kōng）調、相機、手機、電腦磁盤、打（dǎ）印機（jī）驅動頭、儀器儀表、醫療設備……永磁材料的應用可謂無（wú）處（chù）不在（zài）。

      永磁材料（liào），又稱硬磁材料，是一種經過磁化以後能夠長期保持磁性的材料。其中，稀土永磁材料是已知的綜合磁性能最優（yōu）異的一（yī）種（zhǒng）永磁材料（liào）。稀土永磁材料的磁性（xìng）能比同樣大小的普通磁鋼要高出10多倍，一塊火柴盒大小的稀土永磁（cí）體可以吸起（qǐ）與一個成年人體（tǐ）重相當的鐵物。用稀土永磁材料製造的電子器件效能高，體積小、重量輕。現在，稀土永磁材料已經在航空航（háng）天（tiān）、新能源、自動化、信息技術等高新技術和國防領域有著廣泛深入的應用。

      但是（shì），永磁材料（liào）的磁性能會隨著溫度的變化而發生較大改變（biàn），並（bìng）且不同永磁材（cái）料的溫度係數差別也很大，在達到某一特定溫度時，磁性甚至還（hái）會消失。這些特性都需要標準進（jìn）行準確的測（cè）量和評價。

      在實際應用中，永磁（cí）材料（liào）往往工作於高溫環境中，如永磁（cí）直驅風力發電機所（suǒ）用的永磁體，其內部溫度就達到150℃，其在高溫下的磁性能還（hái）能滿（mǎn）足設計要求嗎？核反應堆、航天（tiān）器高速電機等所用的釤鈷磁（cí）體的溫度超過了300℃，甚至達到500℃，需用（yòng）的磁體在不同溫度下各項磁性能的準確數值又是多少呢？

      2005年之前，我國建立的硬磁材料磁（cí）特性檢定裝置（zhì），隻能（néng）基於國際標準（zhǔn）方法測量常溫（wēn）下的磁特性，卻無法檢測高溫下的（de）磁特性。高（gāo）溫下的磁特性（xìng）測量隻能依（yī）賴進口（kǒu）的商業永磁測量儀，但其閉（bì）磁路高溫測量能力也隻（zhī）在220℃以內。而國防（fáng）和航空（kōng）航天等領域迫切需求的（de）溫度測量範圍為300℃~500℃，這已超出了主要發達國家計量院的永磁高溫測量能（néng）力（lì），商（shāng）業永磁（cí）測量儀更是無法達到要求。

      自主研（yán）製建立一套高溫測量能（néng）力達到500℃的閉磁路硬磁材料高溫磁特性標準測量（liàng）裝置尤為迫切。為此，林安利研究員（yuán）組建研究團隊，從2005年（nián）開（kāi）始開展這方麵的（de）研究工作。

    自主創新

      經過艱難的技術攻關，研究團隊解決了閉磁（cí）路高（gāo）溫條件下磁場穩定性、線（xiàn）圈常數恒定性、磁場和溫度場均（jun1）勻性等一係（xì）列技（jì）術難題，並於2009年形（xíng）成了一（yī）套硬磁材料溫（wēn）度特性標準檢測裝置。

      林安利介紹，這個裝置由磁化機構、磁場和磁感測量係統、溫度控製單元、控製和數據處理單元等4個部分組成，裝置的所有模塊和功（gōng）能均自主研（yán）製。這套裝（zhuāng）置能夠準（zhǔn）確測量室溫（wēn）500℃範圍內稀土永磁材料不同溫度下的各項磁性參數，並能溯源到國際基（jī）本單位。

      林安利說（shuō），根據已知的文獻和報道，這一溫度測量範圍優於主要國家計量院和商業永磁測量儀的永磁高溫測量能力。“我們的研究成（chéng）果解決（jué）了目前（qián）國家標（biāo）準裝（zhuāng）置??硬磁（cí）材料磁特性（xìng）檢定裝置不能計量高溫下永磁體磁特性的（de）問題（tí）。”

    深度應（yīng）用

      目前，這一裝置及（jí）其相關技術已進行（háng）了深度推廣和應用，為我國永（yǒng）磁器件的性能和可（kě）靠性（xìng）的檢驗提供技術支持。中（zhōng）國計量院先後研製成室溫220℃和室溫500℃兩種溫度範（fàn）圍的產品化的（de）檢測裝（zhuāng）置，並廣泛開展（zhǎn）高溫磁性檢測工作（zuò）。2010年至今已完成日常測試任務約600件次，服務領（lǐng）域涉及到電（diàn）子信息、能源、醫療、交通航空航天、國防科（kē）研等。

      據了解，其中的室溫220℃永（yǒng）磁高溫測量儀器與進（jìn）口商用儀器（qì）性能相當，而價格（gé）卻（què）隻有進口設備（bèi）的1/10左右。林安利告訴記者（zhě）：“目前，我國稀土（tǔ）永磁行業主要企業均已采用這一技術，實現（xiàn）了對產品高溫性能的（de）質量控製。”

      我國（guó）有超過200家稀土永磁生產企業，稀土永磁（cí）產量占世（shì）界（jiè）80%以上（shàng）。這一（yī）裝置的使用，不僅為（wéi）我國企業節省了大量進口（kǒu）儀器購置費用，還促進了我國稀（xī）土永磁製（zhì）造行業產（chǎn）品質量和產業競爭力的提高。

      在國（guó）防和航（háng）空（kōng）航天領域，中國計量院研製的高（gāo）溫永磁測量裝置及其（qí）相關技術（shù）已被廣泛用於稀土（tǔ）永磁材料的檢測、設計和研發。如室溫500℃硬磁測量儀，已被中南大學、北（běi）京航空（kōng）航天大學、中科院材料所等單位引進，為我國航空項目所用硬磁材料的研究提（tí）供（gòng）了幫助。該院還與北京鋼鐵研究總院緊密合作，解決了其在更高溫度領域（yù）的永磁材料精確測量的難題，也為我國核工業、國防、航天等領域更高要求（qiú）的永磁體研製提供準（zhǔn）確的溫度特性測量服務。

      此（cǐ）外，依據研（yán）究成果形成的永磁材料溫度測量國家標準和（hé）國家（jiā）計量（liàng）技術規範，也正在為我國稀土（tǔ）永磁材料及（jí）其應用工業磁性測量標準化和技術（shù）水平（píng）的提高做出貢獻。