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磁致伸缩材料 ,探秘这种神秘的稀土材料

发布时间: 2021-05-08 23:22:41| 来源: 金属之家| 浏览量: 40

与传统磁致伸缩材料及压电陶瓷(PZT)的性能相比,稀土超磁致伸缩材料具有磁致仲缩应变及推力大,能量转换效率高,稳定性奸和可靠性高等特点,国外称为新一代智能材料,不断开发其应用领域。

智能材料用途广泛稀土超磁致伸缩材料具有电磁能与机械能或声能相互转换的功能。

优点是低频、大功率、小尺寸、重量轻。稀土水声换能器的通讯距离及识别隐身目标的能力高出PZT水声换能器,还可用于海洋开发技术、水下通讯、海底地形地貌观察、海洋勘探和海洋捕捞。到2005年稀土水声换能器声纳将在世界范围内普遍采用。

磁致伸缩材料.jpg

磁致伸缩是指物体在磁场中磁化时,在磁化方向会发生伸长或缩短,当通过线圈的电流变化或者是改变与磁体的距离时其尺寸即发生显著变化的铁磁性材料,通常称为铁磁致伸缩材料。磁致伸缩效应类似于我们生活中常见的热胀冷缩,但是对于某些材料来说,磁致伸缩伸缩是有取向的,即材料只可以在某个方向呈现明显磁致伸缩。具有显著磁致伸缩效应的磁性材料称为磁致伸缩材料。

常见的磁致伸缩材料有稀土大磁致伸缩材料铽镝铁合金(GMM,Terfenol-D),脆性改良铽镝铁合金(TD-plus),铁镓合金(Galfenol),磁控形状记忆合金(MSMA)Ni-Mn-Ga,磁致伸缩波导丝,铁钴钒合金,铁合金,纯镍,铁合金等。

目前磁致伸缩智能材料的主流是稀土磁致伸缩材料Terfenol-D。饱和磁致伸缩系数最高可达1500PPM。这种材料在电磁场的作用下可以产生微变形或声能,也可以将微变形或声能转化为电磁能。在国防、航空航天和高技术领域应用极为广泛,如声纳与水声对抗换能器、线性马达、微位移驱动(如飞机机翼和机器人的自动调控系统),噪声与振动控制系统、海洋勘探与水下通讯、超声技术(医疗、化工、制药、焊接等)、燃油喷射系统等领域。它具有磁致伸缩值大,机械响应速度快和功率密度高特点。

磁致伸缩材料线圈.jpg

TD-plus脆性改良铽镝铁合金是我司最近推出的一种升级版稀土磁致伸缩产品,它通过在Terfenol-D中添加少量其它元素,提升了材料的强度,材料的加工性能也提到了改善。虽然饱和磁致伸缩系数因为成分的变化降低到了900-1000PPM,但是考虑到强度和加工性能的提高给材料带来更多应用的可能,也是一个值得期待的进展。

铁镓合金(Galfenol)于1999年问世,它填补了传统铁镍磁致伸缩材料和铽镝铁超磁致伸缩材料(Terfenol-D)之间的空白,独一无二的兼具了优良的应力灵敏度、机械性能和磁致伸缩特性,这是其他智能材料所不具备的。饱和磁致伸缩系数:250-320PPM。

磁控形状记忆合金(MSMA)是一种新型功能材料,仅在温度场的作用下发生热诱发马氏体相变,而且在外加应力场和磁场的作用下,也可以产生应力诱发和磁场诱发马氏体相变。目前所用的磁控形状记忆合金主要成分是Ni-Mn-Ga,其在室温下直线变形率可达6%。 MSMA不仅具有普通形状记忆合金大应变和高推动力的特点,而且具有响应速度快和高效率的优点。有望成为智能材料系统中首选的驱动材料。

新型磁致伸缩材料.jpg

磁致伸缩波导丝主要用于制作磁致伸缩液位计、传感器。随着科学技术的迅猛发展,高新技术在各行业中得到了广泛的应用,高科技含量的磁致伸缩液位传感器得到了更为广泛的应用。磁致伸缩液位仪具有精度高、环境适应性强、安装方便等特点。因此,广泛应用于石油、化工等液位测量领域,并逐渐取代了其它传统的传感器,成为液位测量中的精品。磁致伸缩波导丝的质量对于此类液位计非常关键。

铁钴钒合金的饱和磁致伸缩系数60-100PPM。该材料已经生产、使用多年,性能稳定,工艺也已经非常成熟。主要用来制作质量轻、体积小的航空航天用电器元件,如微电机转子,电磁铁极头、继电器、换能器等。

稀土金属

稀土金属

稀土金属又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。从1794年发现第一个稀土元素钇,到1972年发现自然界的稀土元素钷,历经178年,人们才把17种稀土元素全部在自然界中找到。

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