混凝土稳定温度

中文名称

混凝土稳定温度

英文名称

stable temperature of concrete

定　　义

在浇筑完成后的一定时间内，混凝土内部不再发生较大变化时的温度。

应用学科

水利科技（一级学科），水利工程施工（二级学科），水工混凝土施工（水利）（三级学科）

为了提高SAW谐振敏感元件的频率稳定性，需要在电路中加入一定的补偿电路。这样，在很宽的温度范围内，SAW谐振敏感元件就能以高精度在一个给定的频率上振荡。

为了提高稳定性，在制造SAW器件时，必须在工作频率范围内(例如300~400 MHz)进行老化试验，以确定SAW器件老化特性的几种因素的影响。例如，为减小老化的影响，必须采取密封装置、真空烘干和抽真空封装等措施。另外，在安装SAW器件的密封盒中，不应该有会放出气体的物质，也不要在SAW空腔谐振器内喷涂单分子有机物或其他材料，以免影响谐振器长期工作性能或导致频率漂移及稳定性的降低。所有这些措施都将会大大提高SAW谐振敏感元件的频率稳定度。

定量分析谐振器的老化情况是分析研究稳定度的一个主要任务。无论是石英谐振器、体波谐振器还是SAW谐振敏感元件，它们的特性随时间的变化都是很小的。在它们工作一年以后，其频率稳定精度仍可达101或更小。这是因为谐振器是无源装置，一般都是将谐振器作为频率反馈元件而构成谐振器电路。另外，采用集成温度补偿、双通道SAW谐振敏感元件以及先进的高真空封装技术，可使频率和温度稳定度达到很高水平。

温度稳定性是指压电材料的性能随温度变化的特性。不同材料的各种性能随温度变化没有一个共同的规律，因此只表征材料主要参数的变化关系。通常用“正温最大相对频移”和“负温最大相对频移”的方法来表示压电材料谐振频率随温度的变化特性，其关系为：

正温最大相对漂移=[△f_r(正温最大)]/[f_r(25)]

负温最大相对漂移=[△f_r(负温最大)]/[f_r(25)]

式中f_r(25)表示在常温(通常指25°C)测得的频率值，△f_r(正温最大)表示正温范围内(如25～85°C)相对于f_r(25)的频率最大变化值，△f_r(负温最大)表示负温范围内(如-55~25°C)相对于f_r(25)的频率最大变化值。

压电材料其它参数的温度稳定性，也可用上述方法来表示。

另外，还有一种用谐振频率温度系数来表示材料温度稳定性的方法。谐振频率温度系数是指每变化1°C时谐振频率的相对变化值。这种方法对线性变化的材料是合适的，但对非线性变化的材料是不合理的。由于压电陶瓷的温度特性基本上都属非线性变化，因此，一般均不用后一种方法来表示。

当钕铁硼永磁体工作环境的温度在一定范围内变化时，磁体的磁通量Φ（TotalFlux）都会发生相应的变化,如下图示:

我们用剩磁可逆温度系数αBr、Hcj温度系数βHcj和磁通不可逆损失hirr来衡量钕铁硼磁性能随温度而发生的变化。

磁稳定性剩磁温度系数

剩磁可逆温度系数αBr：当工作环境温度自室温T0升至温度T1时，钕铁硼的剩磁Br也从B0降至B1；当环境温度恢复至室温时，Br并不能恢复到B0，而只能到B0'。此后当环境温度在T0和T1间变化时（假设变化量不是很大），Br的变化是线性可逆的。

同理，我们可以得出内禀矫顽力Hcj的温度系数βHcj如下：

温度系数α和β所衡量的只是磁性能的可逆变化，即是恢复温度即可恢复磁性能。

磁稳定性磁通公式

现实中我们更常见到的是不可逆转的变化，特别是在磁体开路状态下测试其磁通量（TotalFlux）随温度变化至T1而产生的不可恢复的相对变化量，我们称之为温度T1下磁通的不可逆损失hirr，公式为：

从使用的角度看，是希望αBr、βHcj和hirr都是越小越好。但事实上在开路状态下，对于特定工作点（即磁体元件的尺寸和形状）的NdFeB磁体，其αBr较高，一般为-0.11-0.12%/℃；βHcj也较高，一般为-0.6-0.7%/℃（但其与温度段有直接关系）。那么对于αBr和βHcj何者更重要呢？这取决于工作点的选择，如果磁体的工作点较高，即B/H>>1时αBr起主要的影响作用，而当B/H<<1时βHcj对磁场的稳定性起主要影响作用。而对于磁通的不可逆损失hirr，通常要求>1，在该磁体材料允许使用的最高温度下，该磁体的hirr应≤5%.比如33SH性能标准块（2″×2″×1″）在恒温150℃×1小时后恢复至常温，其hirr<5%.

当外界温度自室温上升，磁性能初始的损失是可逆的，恢复温度即可恢复磁性能；其后包括了不可逆但可恢复的损失，也就是说此时的磁性能损失虽不能通过恢复温度来挽回，但通过再充磁还是可以恢复的；若温度升至磁体的居里温度以上时，磁体的组织结构遭到不可恢复的破坏，即为不可逆且不可恢复的磁性能损失。

磁稳定性研究进展

一般使用情况下，解决温度稳定性的办法是做老化处理，以消除磁体不稳定的因素（当然，这是以损失部分磁性为代价的，一般为10%）。老化处理的温度和时间根据用途或用户要求来做。例如：可在开水中沸煮3小时，或在烘箱中附铁板加热老化，也可在高真空烧结炉中准确恒温125℃×1.5小时。另外还有一些办法，可通过添加某些元素直接提高磁体本身的温度稳定性。如微波通讯器件的应用领域，要求磁感应强度温度系数αBr越低越好，近几年此方面的研究有了很大进展：

①添加Co，能有效地提高居里温度（一般加入1at.%Co,可提高Tc约10℃）；同时，添加Co，可使3d亚点阵间的交换作用加强，从而使αBr得以提高。而加入Dy，尽管会降低居里温度，但由于其磁矩与Fe亚点阵磁矩反平行耦合，故亦可改善αBr。如同时添加：用Co替代Fe，用Dy替代Nd，且当比例适当时，NdFeB磁体的αBr可降到0。如对成分为（Nd0.5Dy0.5）15.5Fe51Co26B7.5磁体，其磁性能即可达：Br=0.88T；Hcj=1.23MA/M-1（15KOe），Hcb=525.4KAM-1；BHm=119.4KJ/M3，αBr=0.00%/℃；磁通不可逆损失≤5%.

②在此基础上，添加Ga，W，可得到低αBr的烧结NdFeB磁体。

③而磁体中添加Tb，则不仅可得到低的αBr，而且能保持高的Hcj和BHm。

磁稳定性电机磁钢

再比如电机使用的磁钢，对αBr没有太大要求，但却要求βHcj越低越好。βHcj改善很难，但也有一些研究成果表明：

①添加Dy、Tb、Ga，能改善烧结磁体的βHcj;

②添加Sn，能改善烧结磁体的βHcj:NdFeB磁体或含Al、Dy的NdFeB磁体添加Sn，使局部有效退磁因子Neff减小，从而使矫顽力温度系数βHcj得以降低。但βHcj值的降低效果有限。故实际应用中,主要是通过提高Hcj来提高βHcb,降低磁通不可逆损失。经验表明:工作点Pc=2,Hcj≥17KOe时,βHcb能从-0.6%/℃降到-0.2%/℃。

③关于磁通不可逆损失hirr:运用磁学唯象理论知识，可推导磁通不可逆损失的计算公式为：

hirr=(其中Hd（T）为退磁场)

如假定αBr、βHcj随温度线性变化，则进一步有：

磁通不可逆损失hirr=(CGS)

磁稳定性降低磁通途径

据上面的公式可知，要降低磁通不可逆损失，可有以下几个途径：

·添加Dy、Nb、V、Ga等微量元素，以降低βHcj，从而降低磁通不可逆损失。

·添加微量元素，降低Neff：既降低D值，也降低βHcj，从而最终降低磁通不可逆损失：研究表明：钕铁硼磁体中添加微量Sn，可降低合金内部的局域有效退磁场，也可降低矫顽力温度系数βHcj，从而使磁体磁通不可逆损失得以降低。

·通过改善磁体粒度分布及晶粒一致性，以减小Br-Mk的差值，从而降低磁通不可逆损失。

·选择合适的长径比，得到合适的D值。

·选择合适的使用温度，使磁通不可逆损失控制在所需的范围。