Korszerû elektromágneses vizsgálati módszerek anyagtudományi háttere
Vértesy Gábor1, Mészáros István2
1MTA - Mûszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
2BME - Mechanikai Technológia és Anyagszerkezettani Tanszék
Az elõadásunkban az intézményeinkben a közelmúltban kifejlesztett, elektromágneses elven alapuló – sok tekintetben egymást kiegészítõ – roncsolásmentes vizsgálati metodikákat kívánunk bemutatni, amelyek fõként a ferromágneses anyagok vizsgálatára szolgálnak. Hangsúlyozni szeretnénk a módszerek anyagtudományi hátterét, amely egyrészt a vizsgálati metodika kifejlesztését lehetõvé tevõ anyagtudományi kutatásokat, másrészt pedig az alkalmazott eszközök kifejlesztése során, a szenzoranyag optimalizálását jelenti. Figyelmet kívánunk fordítani továbbá néhány lehetséges ipari alkalmazási terület bemutatására is.
Az egyik ismertetendõ módszer egy újfajta örvényáramú mérés, ahol az általunk kifejlesztett nagy érzékenységû mágneses térmérési technikát kombináljuk a hagyományos örvényáramú módszerrel. Ezáltal sokkal nagyobb érzékenységet és mélységbeli felbontást lehet elérni, ami lehetõvé teszi az anyag belsejében elhelyezkedõ kisméretû hibák kimutatását. A másik módszer a szórt mágneses tér mérésén alapul, ahol a fenti eszköz nagy érzékenységét és jó térbeli felbontását kihasználva a ferromágneses anyagokban bekövetkezõ változások követhetõk nyomon (mechanikai hatások, besugárzás vagy korrózió hatása, az anyag kifáradása, stb.).
Szót szeretnénk ejteni egy új, az elméleti mágneses hiszterézis modellezésen és számításon alapuló méréstechnikáról, amelynek során a hiszterézis alhurkok sorozatának mérésével határozhatók meg az anyagtól függõ paraméterek. Ez a módszer teljes mértékben kihasználja a korszerû számítástechnika lehetõségeit, és segítségével sokkal több információ származtatható, mintha csak a hiszterézis hurok néhány kiválasztott paraméterét mérnénk, ami a jelenleg alkalmazott módszerek esetén történik.Az elõadásban bemutatjuk a mágneses Barkhausen mérést és a nemlineáris harmonikusok vizsgálatán alapuló, a mágneses tulajdonságok jellemzésére alkalmas mérési eljárást. E mérési módszerekkel nyert, azon kísérleti eredményeinket tekintjük át, ahol vizsgálataink célja valamely fémtani folyamat jellemzése, nyomon követése volt. A Barkhausen-zajt a mintában ébredõ mechanikai feszültség és számos szerkezeti hiba befolyásolja, ezért e mérés anyagvizsgálatra ill. minõsítésre is alkalmazható. A Barkhausen-mérés további elõnye, hogy a minta felületén végezhetõ, roncsolásmentes és gyors. A szerkezeti hibák és a doménfalak kölcsönhatása lehetõséget ad továbbá több, a minta szerkezetének (szövet- ill. diszlokációs szerkezet) változásával járó fémtani folyamat nyomon követésére ill. roncsolásmentes vizsgálatára.
Vissza