《JY/T0591.1-2020物性測(cè)量系統(tǒng)方法通則

第1部分：

直流磁性測(cè)試》(2026年)實(shí)施指南目錄一

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標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)背景與行業(yè)價(jià)值深度解析：

為何直流磁性測(cè)試需統(tǒng)一規(guī)范？二

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核心術(shù)語(yǔ)與定義精準(zhǔn)解讀：

專(zhuān)家視角拆解直流磁性測(cè)試關(guān)鍵概念三

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測(cè)試原理與適用范圍全景透視：

哪些場(chǎng)景必須遵循本標(biāo)準(zhǔn)要求？四

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測(cè)試設(shè)備技術(shù)要求詳解：

如何保障儀器精度契合未來(lái)行業(yè)發(fā)展需求？五

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樣品制備與處理規(guī)范指南：

從取樣到預(yù)處理如何規(guī)避測(cè)試誤差？六

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核心測(cè)試流程分步實(shí)操：

專(zhuān)家視角解析從開(kāi)機(jī)到數(shù)據(jù)記錄的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)七

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數(shù)據(jù)處理與結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：

如何確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性滿(mǎn)足高端應(yīng)用要求？八

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引用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)與應(yīng)用銜接：

三大引用標(biāo)準(zhǔn)如何與本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同發(fā)力？九

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常見(jiàn)問(wèn)題與誤差控制策略：

新手易踩坑點(diǎn)及專(zhuān)家解決方案十

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未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)延伸應(yīng)用：

2025年后直流磁性測(cè)試領(lǐng)域新方向、標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)背景與行業(yè)價(jià)值深度解析：為何直流磁性測(cè)試需統(tǒng)一規(guī)范？標(biāo)準(zhǔn)制定的行業(yè)動(dòng)因與時(shí)代背景012020年前，直流磁性測(cè)試領(lǐng)域存在儀器型號(hào)多樣、方法不統(tǒng)一問(wèn)題，導(dǎo)致不同機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)可比性差，制約新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。教育行業(yè)對(duì)教學(xué)專(zhuān)用儀器測(cè)試規(guī)范需求迫切，故行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-教育（CN-JY）于2020年9月29日發(fā)布本標(biāo)準(zhǔn)，12月1日實(shí)施，填補(bǔ)了物性測(cè)量系統(tǒng)直流磁性測(cè)試的統(tǒng)一規(guī)范空白。02（二）標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)業(yè)鏈中的核心定位與作用本標(biāo)準(zhǔn)歸屬于教學(xué)專(zhuān)用儀器（Y51）范疇，卻貫穿新材料研發(fā)、新能源汽車(chē)電機(jī)檢測(cè)等全產(chǎn)業(yè)鏈。其明確測(cè)試方法統(tǒng)一性，為上游儀器制造提供技術(shù)依據(jù)，為中游檢測(cè)服務(wù)設(shè)定準(zhǔn)則，為下游應(yīng)用端提供數(shù)據(jù)信任基礎(chǔ)，尤其助力國(guó)產(chǎn)儀器替代進(jìn)程中的精度校準(zhǔn)。（三）標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前后的行業(yè)變化與成效01實(shí)施前，不同機(jī)構(gòu)測(cè)試同一樣品的磁化強(qiáng)度數(shù)據(jù)偏差可達(dá)5%-10%；實(shí)施后，偏差縮小至±0.5%以?xún)?nèi)。在科研領(lǐng)域，推動(dòng)量子材料磁性能研究數(shù)據(jù)互通；在工業(yè)領(lǐng)域，支撐新能源汽車(chē)永磁材料質(zhì)量管控，2024年直流磁場(chǎng)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)25.5億元，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮關(guān)鍵規(guī)范作用。02、核心術(shù)語(yǔ)與定義精準(zhǔn)解讀：專(zhuān)家視角拆解直流磁性測(cè)試關(guān)鍵概念基礎(chǔ)磁性參數(shù)術(shù)語(yǔ)解析及實(shí)踐區(qū)分磁性能指材料在磁場(chǎng)作用下的磁性特性，含磁化強(qiáng)度、磁導(dǎo)率等，是綜合指標(biāo)；磁化強(qiáng)度為單位體積磁矩總和，直接反映材料磁化程度；磁導(dǎo)率體現(xiàn)磁化能力，與材料應(yīng)用場(chǎng)景強(qiáng)相關(guān)，如軟磁材料需高磁導(dǎo)率。三者需結(jié)合測(cè)試場(chǎng)景區(qū)分，避免混淆。（二）關(guān)鍵測(cè)試儀器術(shù)語(yǔ)定義與功能關(guān)聯(lián)01物性測(cè)量系統(tǒng)（PPMS）是核心平臺(tái)，集成多種測(cè)試功能；提取樣品磁強(qiáng)計(jì)（ESM）通過(guò)提取樣品實(shí)現(xiàn)磁矩測(cè)量；振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）利用樣品振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)測(cè)試。三者關(guān)系為：ESM和VSM是PPMS的核心組件，標(biāo)準(zhǔn)明確二者測(cè)試方法需適配PPMS整體性能。02（三）易混淆術(shù)語(yǔ)對(duì)比與使用場(chǎng)景界定1磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁化強(qiáng)度易混淆：前者是磁場(chǎng)在材料中產(chǎn)生的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)弱，單位T；后者是材料自身磁矩總和，單位A/m。測(cè)試軟磁材料時(shí)，二者需同時(shí)測(cè)量；測(cè)試永磁材料時(shí)，更側(cè)重磁化強(qiáng)度與矯頑力。矯頑力則是使磁化強(qiáng)度降為零的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度，是永磁材料關(guān)鍵指標(biāo)。2三

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測(cè)試原理與適用范圍全景透視：

哪些場(chǎng)景必須遵循本標(biāo)準(zhǔn)要求？ESM與VSM核心測(cè)試原理深度拆解01ESM通過(guò)將樣品從磁場(chǎng)中快速提取，檢測(cè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)積分計(jì)算磁矩，適用于弱磁材料；VSM使樣品在磁場(chǎng)中周期性振動(dòng)，線(xiàn)圈產(chǎn)生與磁矩成正比的感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)放大處理得磁性能參數(shù)，適用于中強(qiáng)磁材料。二者原理均基于電磁感應(yīng)，卻針對(duì)不同磁強(qiáng)材料優(yōu)化。02（二）標(biāo)準(zhǔn)適用的材料類(lèi)型與測(cè)試邊界適用材料涵蓋軟磁、永磁、納米磁性材料等，包括金屬磁粉、鐵氧體、稀土永磁體等。測(cè)試邊界明確：僅適用于直流磁場(chǎng)下的靜態(tài)磁性能測(cè)試，不涵蓋交流磁性測(cè)試及動(dòng)態(tài)磁滯回線(xiàn)測(cè)試。納米材料測(cè)試需結(jié)合GB/Z26082-2010，本標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)測(cè)試框架。12（三）非適用場(chǎng)景界定與替代方案指引1非適用場(chǎng)景包括交流磁場(chǎng)下的磁損耗測(cè)試、高溫（＞500℃)極端環(huán)境磁性能測(cè)試等。交流測(cè)試可采用GB/T13012-2008相關(guān)條款，高溫測(cè)試需選用專(zhuān)用高溫磁強(qiáng)計(jì)并參照行業(yè)專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)明確排除范圍，避免誤用導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，為替代方案提供方向。2、測(cè)試設(shè)備技術(shù)要求詳解：如何保障儀器精度契合未來(lái)行業(yè)發(fā)展需求？PPMS系統(tǒng)整體性能指標(biāo)要求01系統(tǒng)需滿(mǎn)足磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍±0.01T-±2T，磁場(chǎng)均勻度≤0.1%（在樣品區(qū)域），溫度控制范圍10K-400K，為測(cè)試提供穩(wěn)定環(huán)境。系統(tǒng)穩(wěn)定性要求連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，磁場(chǎng)波動(dòng)≤0.001T，確保長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試的數(shù)據(jù)一致性，契合新能源材料批量檢測(cè)需求。02（二）ESM與VSM關(guān)鍵部件技術(shù)參數(shù)ESM的提取速度需可控，范圍5cm/s-20cm/s，線(xiàn)圈匝數(shù)≥1000匝，靈敏度≥10^-8A·m2；VSM的振動(dòng)頻率10Hz-100Hz可調(diào)，振幅0.1mm-1mm可控，信號(hào)放大器增益≥10^6倍。關(guān)鍵部件參數(shù)直接決定測(cè)試精度，需定期校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期不超過(guò)1年。（三）儀器校準(zhǔn)與維護(hù)的規(guī)范流程校準(zhǔn)需采用標(biāo)準(zhǔn)樣品（如NIST認(rèn)證的鎳標(biāo)準(zhǔn)樣品），每年一次，校準(zhǔn)項(xiàng)目含磁場(chǎng)強(qiáng)度、靈敏度、線(xiàn)性度。維護(hù)方面，每周清潔線(xiàn)圈表面灰塵，每月檢查接線(xiàn)端子接觸性，每季度測(cè)試真空系統(tǒng)密封性。校準(zhǔn)記錄需留存至少3年，符合溯源要求。12、樣品制備與處理規(guī)范指南：從取樣到預(yù)處理如何規(guī)避測(cè)試誤差？樣品取樣的代表性與規(guī)范性要求取樣需遵循“隨機(jī)均勻”原則，批量材料取樣量≥3個(gè)，單個(gè)樣品質(zhì)量50mg-500mg，尺寸需適配測(cè)試線(xiàn)圈（直徑≤10mm，長(zhǎng)度≤20mm）。取樣工具需無(wú)磁性（如鈦合金鑷子），避免樣品被磁化。對(duì)異質(zhì)材料，需在不同區(qū)域取樣，標(biāo)記取樣位置，確保代表性。（二）樣品預(yù)處理的關(guān)鍵步驟與注意事項(xiàng)01預(yù)處理包括清潔、烘干、退磁三步：用無(wú)水乙醇擦拭樣品表面油污，60℃烘干30分鐘；退磁采用交流退磁法，退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度≥樣品矯頑力3倍。預(yù)處理后需在1小時(shí)內(nèi)測(cè)試，避免樣品吸潮或二次磁化。納米樣品需特殊封裝，防止測(cè)試中散落。02（三）樣品裝夾與定位的精度控制方法裝夾需使用無(wú)磁性?shī)A具，將樣品固定在樣品桿中心，確保樣品中心與線(xiàn)圈中心重合，偏差≤0.5mm。裝夾力度適中，避免樣品變形（尤其脆性磁性材料）。定位后需通過(guò)顯微鏡觀察確認(rèn)，記錄裝夾角度與位置，便于后續(xù)數(shù)據(jù)追溯，減少定位誤差。、核心測(cè)試流程分步實(shí)操：專(zhuān)家視角解析從開(kāi)機(jī)到數(shù)據(jù)記錄的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)測(cè)試前的系統(tǒng)檢查與參數(shù)設(shè)置開(kāi)機(jī)后先檢查真空系統(tǒng)（真空度≤10^-3Pa）、磁場(chǎng)系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)，確認(rèn)無(wú)異常。參數(shù)設(shè)置需匹配樣品類(lèi)型：軟磁材料磁場(chǎng)掃描速率0.01T/s，永磁材料0.005T/s；溫控設(shè)置根據(jù)測(cè)試需求，常溫測(cè)試設(shè)25℃,低溫測(cè)試需梯度降溫（速率5K/min）。參數(shù)設(shè)置后需保存方案。（二）ESM與VSM測(cè)試的實(shí)操步驟差異ESM測(cè)試：裝樣后抽真空，升磁場(chǎng)至設(shè)定值并穩(wěn)定5分鐘，啟動(dòng)提取程序，記錄感應(yīng)信號(hào)，重復(fù)3次取平均值；VSM測(cè)試：裝樣后調(diào)整振動(dòng)參數(shù)，升磁場(chǎng)至飽和磁場(chǎng)，再降磁場(chǎng)至反向飽和，記錄磁滯回線(xiàn)數(shù)據(jù)。ESM側(cè)重磁矩快速測(cè)量，VSM側(cè)重磁滯特性測(cè)試。（三）測(cè)試過(guò)程中的異常情況處理預(yù)案若出現(xiàn)磁場(chǎng)波動(dòng)超過(guò)閾值，立即暫停測(cè)試，檢查磁場(chǎng)電源穩(wěn)定性，重啟系統(tǒng)后重新校準(zhǔn)；若信號(hào)異常，檢查樣品裝夾是否松動(dòng)或線(xiàn)圈短路，重新裝樣或更換線(xiàn)圈。異常情況需記錄處理過(guò)程，測(cè)試數(shù)據(jù)需標(biāo)注“異常處理后”，確保數(shù)據(jù)可追溯。12、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：如何確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性滿(mǎn)足高端應(yīng)用要求？原始數(shù)據(jù)的篩選與預(yù)處理方法01原始數(shù)據(jù)需剔除異常值（采用格拉布斯準(zhǔn)則，顯著性水平0.05），對(duì)信號(hào)噪聲采用平滑處理（移動(dòng)平均法，窗口大小5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)）。需將感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁矩，再計(jì)算磁化強(qiáng)度（除以樣品體積）。預(yù)處理后需對(duì)比重復(fù)測(cè)試數(shù)據(jù)，偏差≤1%方可進(jìn)入下一步。02關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算與誤差分析規(guī)范磁化強(qiáng)度計(jì)算：M=m/V（m為磁矩，V為樣品體積）；矯頑力通過(guò)磁滯回線(xiàn)與磁場(chǎng)軸交點(diǎn)確定。誤差分析需計(jì)算系統(tǒng)誤差(≤0.5%）與隨機(jī)誤差(≤1%），總誤差≤1.5%。誤差來(lái)源需標(biāo)注，如體積測(cè)量誤差、磁場(chǎng)均勻度誤差等，確保結(jié)果可信度。測(cè)試報(bào)告的編制與結(jié)果表述要求報(bào)告需含樣品信息（編號(hào)、材質(zhì)、尺寸）、儀器信息（型號(hào)、校準(zhǔn)日期）、測(cè)試參數(shù)（磁場(chǎng)、溫度）、原始數(shù)據(jù)截圖、計(jì)算結(jié)果及誤差范圍。結(jié)果表述需采用國(guó)際單位，如磁化強(qiáng)度單位A/m，矯頑力單位A/m。報(bào)告需經(jīng)測(cè)試員與審核員雙簽字，加蓋檢測(cè)專(zhuān)用章。、引用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)與應(yīng)用銜接：三大引用標(biāo)準(zhǔn)如何與本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同發(fā)力？GB/T13012-2008的銜接點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景01GB/T13012-2008規(guī)范軟磁材料直流磁性能測(cè)量，本標(biāo)準(zhǔn)在軟磁材料測(cè)試時(shí)，其磁場(chǎng)范圍、樣品制備要求需符合該標(biāo)準(zhǔn)，且本標(biāo)準(zhǔn)的PPMS系統(tǒng)測(cè)試精度需高于該標(biāo)準(zhǔn)最低要求。在軟磁材料批量檢測(cè)中，二者結(jié)合實(shí)現(xiàn)“方法統(tǒng)一+精度提升”的協(xié)同效應(yīng)。02（二）GB/T13888-2009的核心關(guān)聯(lián)與互補(bǔ)性GB/T13888-2009針對(duì)開(kāi)磁路中矯頑力測(cè)量，本標(biāo)準(zhǔn)適用于閉磁路PPMS系統(tǒng)。當(dāng)測(cè)試開(kāi)磁路樣品（如細(xì)長(zhǎng)條永磁體）時(shí)，需采用GB/T13888-2009的矯頑力計(jì)算方法，結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)的磁矩測(cè)試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同磁路場(chǎng)景的全覆蓋，互補(bǔ)性顯著。（三）GB/Z26082-2010的延伸應(yīng)用與適配要求1GB/Z26082-2010為納米材料直流磁化率測(cè)量指南，本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試納米磁性材料時(shí)，需遵循其樣品分散性要求（分散度≥90%），且磁化率計(jì)算需采用該標(biāo)準(zhǔn)的公式。本標(biāo)準(zhǔn)為納米材料測(cè)試提供儀器與流程規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)提供材料特性適配指導(dǎo)，形成完整技術(shù)鏈。2、常見(jiàn)問(wèn)題與誤差控制策略：新手易踩坑點(diǎn)及專(zhuān)家解決方案精度不達(dá)標(biāo)多因儀器未校準(zhǔn)、樣品裝夾偏移或磁場(chǎng)不均勻。解決方案：每月進(jìn)行簡(jiǎn)易校準(zhǔn)（用標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試），裝夾后顯微鏡確認(rèn)定位，若磁場(chǎng)不均勻，調(diào)整樣品位置至線(xiàn)圈中心區(qū)域。對(duì)高精度測(cè)試，可采用多次測(cè)試取平均值，減少隨機(jī)誤差。測(cè)試精度不達(dá)標(biāo)的成因與解決辦法010201（二）樣品磁化與交叉污染的預(yù)防措施樣品磁化多因裝夾工具帶磁或退磁不徹底，需采用無(wú)磁性工具，退磁時(shí)確保磁場(chǎng)強(qiáng)度足夠；交叉污染指不同樣品殘留磁性影響，需在樣品間對(duì)夾具進(jìn)行退磁處理，測(cè)試順序按“弱磁→中磁→強(qiáng)磁”排列，避免強(qiáng)磁樣品污染夾具。測(cè)試后樣品單獨(dú)存放于無(wú)磁容器。（三）儀器故障的快速診斷與應(yīng)急處理常見(jiàn)故障：線(xiàn)圈無(wú)信號(hào)（檢查接線(xiàn)或更換線(xiàn)圈）、溫控失效（檢查加熱/制冷模塊，重啟溫控系統(tǒng)）、真空度不達(dá)標(biāo)（更換真空泵油，檢查密封件）。應(yīng)急處理需備好備用線(xiàn)圈、密封件等備件，建立故障診斷流程圖，新手可按圖快速定位問(wèn)題，減少停機(jī)時(shí)間。12、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)延伸應(yīng)用：2025年后直流磁性測(cè)試領(lǐng)域新方向行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的新要求012025年后，直流磁性測(cè)試向“高精度、智能化、多參數(shù)”發(fā)展，儀器分辨率需達(dá)10^-10A·m2,集成AI數(shù)據(jù)處理功能。標(biāo)準(zhǔn)需適配新需求，如新增AI數(shù)據(jù)處理的誤差控制條款，拓展磁場(chǎng)范圍至±5T以適配高溫超導(dǎo)材料測(cè)試，提升標(biāo)準(zhǔn)前瞻性。02（二）新興領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)延伸應(yīng)用前景在量子材料領(lǐng)域