磁致伸缩材料科技名词定义)

合集下载

磁致伸缩材料的研究及应用

磁致伸缩材料的研究及应用

磁致伸缩材料的研究及应用磁致伸缩材料是一种可以在磁场作用下产生机械变形的智能材料。

其具有较大的应变及较快的响应速度等特点,在微机电系统、智能结构及磁医学等领域具有广泛的应用前景,因此其研究也备受关注。

一、磁致伸缩材料的发展历程磁致伸缩材料最早可以追溯到1920年代的石英研究。

1936年,日本学者桥本秀夫首次制备了一种新型材料,被称为“Jiles-Atherton效应”,并用于磁控制装置。

20世纪60年代,磁致伸缩材料得到进一步的发展和研究。

在经过多年的努力之后,现今的磁致伸缩材料已经达到了伸缩应变高达1%、响应速度在毫秒级别的水平。

二、磁致伸缩材料的基本原理磁致伸缩材料的基本原理是,当材料处于磁场中时,其晶格结构会发生变化,从而导致材料的形状发生变化。

这种形变可以表现为伸长或缩短,称为磁致伸缩效应。

磁致伸缩材料可分为单晶磁致伸缩材料与多晶磁致伸缩材料两种。

单晶磁致伸缩材料具有单向形变性,对于单向应力或单向磁场作用下,只表现为一个方向的伸长或缩短。

多晶磁致伸缩材料则可以在不同方向上产生不同程度的形变。

三、磁致伸缩材料的应用1. 微机电系统(MEMS)磁致伸缩材料在微机电系统中的应用已经开始取得一定的成果。

其最大的应用是作为驱动器件,用于数字微镜、精密运动控制器等领域。

2. 智能结构磁致伸缩材料作为一种智能材料,可以被应用于各种智能结构中。

例如,可用于便携式电力工具的紧固装置、智能森林高压输电线路的调整系统等。

3. 磁医学磁致伸缩材料在磁医学领域也具有潜在的应用价值。

例如,用于放大磁共振成像(MRI)的灵敏度以及用于制造人工肌肉。

四、磁致伸缩材料的发展与前景磁致伸缩材料所具有的高响应速度、灵敏度、大应变、无需外部电源等特点,使得其在各个领域有广泛的应用前景。

未来,随着科技进步和生产技术的发展,磁致伸缩材料将会在更多领域中得到应用。

同时,更多的磁致伸缩材料类型也将逐渐被研发出来,以满足不同领域对于材料性能的要求。

磁致伸缩材料

磁致伸缩材料

磁致伸缩材料磁致伸缩材料是一类具有磁致伸缩效应的功能材料,它们在外加磁场的作用下能够产生形变。

这种材料在现代工程技术中具有广泛的应用前景,包括在传感器、执行器、声学器件等方面。

磁致伸缩材料的研究和应用已经成为材料科学和工程领域的热点之一。

磁致伸缩效应是指在外加磁场的作用下,材料会发生明显的形变。

这种效应主要是由于材料内部的磁畴结构发生改变所导致的。

在外加磁场的作用下,材料内部的磁畴会重新排列,从而引起材料的形变。

这种形变可以是线性的,也可以是非线性的,具体取决于材料的性质和外加磁场的强度。

磁致伸缩材料的研究始于上个世纪,随着材料科学和工程技术的发展,磁致伸缩材料的种类和性能得到了极大的提升。

目前,常见的磁致伸缩材料主要包括铁氧体、镍基合金、铁-铝合金等。

这些材料具有良好的磁致伸缩性能,可以在外加磁场的作用下产生较大的形变,因此被广泛应用于各种领域。

磁致伸缩材料的应用非常广泛,其中最为重要的应用之一就是在执行器领域。

由于磁致伸缩材料在外加磁场的作用下能够产生形变,因此可以用于制造各种类型的执行器,如电磁阀、电磁泵、电磁马达等。

这些执行器具有体积小、响应速度快、能耗低等优点,因此在自动控制系统中得到了广泛的应用。

此外,磁致伸缩材料还可以用于制造传感器。

由于磁致伸缩材料在外加磁场的作用下会产生形变,因此可以用于制造各种类型的传感器,如应变传感器、压力传感器、位移传感器等。

这些传感器具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好等优点,因此在工业自动化、航空航天、医疗器械等领域得到了广泛的应用。

总的来说,磁致伸缩材料是一类具有重要应用前景的功能材料,它们在执行器、传感器等方面具有广泛的应用前景。

随着材料科学和工程技术的不断发展,相信磁致伸缩材料的研究和应用会得到进一步的推广和深化,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

磁致伸缩材料及铁磁体性质

磁致伸缩材料及铁磁体性质

磁致伸缩材料及铁磁体性质磁致伸缩材料(magnetostrictive materials)是一类具有特殊磁性和力学性能的材料。

当外加磁场改变时,这些材料会发生体积和形状的变化。

这种通过磁场来控制机械变形的特性使得磁致伸缩材料具有广泛的应用前景。

磁致伸缩材料的磁性是其具有磁性的基础。

在外加磁场的作用下,磁致伸缩材料中的磁矩会发生定向排列,从而导致材料的体积发生变化。

这种反应是由于磁矩的定向排列导致了晶格的畸变,进而引起材料的形变和伸缩。

磁致伸缩材料的形变和伸缩能力取决于材料自身的磁性和力学性能。

磁致伸缩材料通常分为铁磁体和软磁体两类。

铁磁体是一类具有强磁性的材料,常见的铁磁体有镍铁合金、镍钴合金等。

这些材料在外加磁场作用下,磁矩定向排列,导致材料的体积发生变化。

铁磁体具有很高的磁致伸缩效应,因此在磁致伸缩技术中得到了广泛应用。

例如,铁磁体可以用于制造磁电传感器、磁致伸缩执行器等。

除了铁磁体,软磁体也是一类常用于制造磁致伸缩材料的材料。

软磁体是一类具有低磁滞和低剩磁性能的材料,具有很强的磁导率和低损耗。

软磁体的磁性能使得它们在应用中具有更高的控制灵活性和效率。

软磁体主要用于制造磁致伸缩变形传感器、磁振动器件等。

磁致伸缩材料除了具有磁性能外,还具有一些其他的重要性质。

首先,磁致伸缩材料具有良好的稳定性和可重复性。

在外加磁场变化时,这些材料的体积变化是可逆的,即当磁场变化恢复到初始状态时,材料也能恢复到初始状态。

其次,磁致伸缩材料具有快速的响应速度和高灵敏度。

当外加磁场变化时,这些材料的形变能够快速响应,且具有较高的灵敏度。

最后,磁致伸缩材料还具有大的形变量和伸缩比。

这使得它们在应用领域中具有更广泛的应用前景。

总之,磁致伸缩材料是一类具有特殊磁性和力学性能的材料,通过外加磁场可以实现材料体积和形状的控制。

铁磁体和软磁体是常见的磁致伸缩材料,具有很高的磁致伸缩效应。

磁致伸缩材料具有稳定性、可重复性、快速响应速度和高灵敏度等特性,具有广泛的应用前景。

磁致伸缩材料的应用课件PPT

磁致伸缩材料的应用课件PPT
感谢您的观看
场影响,导致宏观尺度上材料的形变。
磁致伸缩的微观机制
02
包括电子自旋磁矩的重新排列、原子或分子的振动和位移等。
磁致伸缩与温度的关系
03
磁致伸缩材料的性能受温度影响,不同温度下表现出不同的磁
致伸缩效应。
磁致伸缩材料的性能参数
磁致伸缩系数
衡量磁致伸缩效应的重要参数,不同材料具有不 同的磁致伸缩系数。
居里点
历史与发展
历史
磁致伸缩材料的研究始于19世纪,早 期主要应用于声纳、水声等领域。随 着科技的发展,磁致伸缩材料在能源、 航空航天、精密仪器等领域的应用逐 渐增多。
发展
近年来,随着环保意识的提高和新能 源技术的不断发展,磁致伸缩材料在 节能减排、振动控制、智能传感器等 领域的应用前景越来越广阔。
分类与结构
振动控制
减震器
磁致伸缩材料可以用于制造减震器,通过控制磁场强度来调节减震器的阻尼力,从而有 效抑制结构振动和噪音。
振动隔离器
利用磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应,可以实现主动振动隔离,提高设备的稳定性和可 靠性。
精密测量
磁场传感器
磁致伸缩材料可以用于制造高灵敏度的 磁场传感器,用于测量磁场强度和方向 ,广泛应用于物理、生物医学和地质等 领域。
分类
磁致伸缩材料主要分为金属型和复合型两类。金属型磁致伸缩材料主要包括镍、铁、钴等合金,复合型磁致伸缩 材料则是由铁磁颗粒与非磁性基体复合而成。
结构
磁致伸缩材料的微观结构对其性能具有重要影响。金属型磁致伸缩材料的晶体结构、相变温度、晶粒大小等都会 影响其磁致伸缩性能。而复合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ磁致伸缩材料的颗粒大小、颗粒分布、基体相的物理性质等也会对其性能产生影 响。

磁致伸缩材料的性质和应用

磁致伸缩材料的性质和应用

磁致伸缩材料的性质和应用近年来,随着科技的不断发展,磁致伸缩材料也逐渐成为了热门研究领域之一。

磁致伸缩材料简单来说就是指在磁场的作用下产生形变的材料。

它通过磁场的调控来控制其形态和大小,具有很强的应用前景。

本文将探讨一下磁致伸缩材料的性质和应用。

一、磁致伸缩材料的性质磁致伸缩材料的最显著性质就是其具有良好的磁致伸缩效应。

即进行电磁控制时,材料会出现明显的形变。

这种效应是由几种因素共同作用导致的。

首先是晶体结构的改变。

磁场的作用下,晶体的格点结构会产生改变,使得晶体的尺寸发生相应变化。

其次是磁滞行为。

磁致伸缩材料在磁化过程中会产生磁滞现象,也就是在磁场强度相等的情况下,其磁矩大小会因之前历史磁场的影响而不同。

最后是弹性变形。

在磁场的作用下,磁致伸缩材料中的应力和应变也会发生相应变化。

除了磁致伸缩效应外,磁致伸缩材料还有一些其他的性质。

例如,它们具有优异的磁学性能,能够在高频下表现出优秀的磁性。

此外,磁致伸缩材料的电学性质也很好。

一些研究发现,在外加电场的作用下,磁致伸缩材料的磁致伸缩效应也会发生相应变化。

二、磁致伸缩材料的应用由于磁致伸缩材料具有良好的磁致伸缩效应和其他一些优异的性质,所以在实际应用中具有广泛的前景。

以下列举了几个常见的应用场景:1. 精密仪表磁致伸缩材料具有很高的灵敏度,能够测量非常微小的力量或形变。

因此,它们被广泛应用于各种精密仪表的测量和控制中。

例如,磁致伸缩传感器可以用于制作高精度的压力、温度、速度等传感器,其精度比传统的传感器高得多。

2. 压电陶瓷近年来,磁致伸缩材料已经开始被应用于压电陶瓷领域。

因为磁致伸缩材料具有很好的磁致伸缩效应和良好的电学性能,可以用于制作更高性能的压电陶瓷材料。

这种材料可以用于制作高效的声波发生器、探头等。

3. 磁性材料磁致伸缩材料也被广泛应用于制备磁性材料。

这种材料通常用于磁盘驱动器、磁头等。

磁性材料可以被制作成具有特定磁场强度的线圈、磁体等阵列,用于测量、控制磁场等。

磁致伸缩材料介绍

磁致伸缩材料介绍

磁致伸缩材料介绍磁致伸缩材料的工作原理可以追溯到19世纪末期发现的磁致伸缩效应。

这一效应是当材料置于磁场中时,其磁导率的改变导致了尺寸的变化。

在正常情况下,材料呈现伸缩效应,即在磁场中会发生延长或收缩。

这种材料的伸缩能力与磁场的大小和方向有关。

磁致伸缩材料具有许多独特的特性。

首先,它们具有良好的力学性能,能够承受较大的应力和应变。

其次,磁致伸缩材料对磁场响应迅速,具有较高的响应速度。

此外,这些材料具有优异的耐疲劳性能和长寿命,可以在频繁的循环工作下长时间使用。

磁致伸缩材料在许多领域有广泛的应用。

其中一个主要领域是医疗器械。

磁致伸缩材料可以用于设计和制造可植入的医疗器械,如人工心脏瓣膜和血管支架。

与传统材料相比,磁致伸缩材料具有更好的生物相容性和可调节性能,可以更好地适应人体的需要。

另一个重要的应用领域是机械工程。

磁致伸缩材料可以用于设计和制造精密的运动控制系统、精密仪器和机器人等。

由于其高精度和高反应速度,磁致伸缩材料可以实现更精准的位置控制和动态响应。

磁致伸缩材料还可以用于航空航天领域。

在航空航天器的设计中,磁致伸缩材料可以用于调节舰船和导弹的翼展、改变航天器的形状和调整天线的方向等。

这些应用可以提高飞行器的机动性和操作灵活性,提高其在空中的性能。

除了上述的应用领域,磁致伸缩材料还被广泛应用于声学和振动控制、智能材料和结构、电磁阻尼器和电磁发电等领域。

它们的应用潜力还在不断扩大。

虽然磁致伸缩材料已经取得了很大的进展,但仍存在一些挑战。

当前的磁致伸缩材料需要较大的磁场才能实现可观的尺寸变化,并且在高温和压力环境下表现不稳定。

此外,材料的制备成本仍然很高,限制了其在大规模工业应用中的推广。

为了克服这些挑战,未来的研究和发展方向主要包括三个方面。

首先,需要开发新型的磁致伸缩材料,具有更好的磁敏感性和稳定性,能够在较低的磁场下实现更大的尺寸变化。

其次,需要优化材料的制备工艺,降低成本并提高生产效率。

最后,需要加强与其他领域的交叉研究,开发多功能材料和系统,实现更广泛的应用。

磁致伸缩 原理

磁致伸缩 原理

磁致伸缩原理
磁致伸缩是一种材料在磁场作用下发生体积变化的现象。

这种现象是由于材料内部存在磁性颗粒或晶格与局域的磁矩相互作用所导致的。

在外加磁场的作用下,磁致伸缩材料的磁矩会受到磁场力的作用,使得材料的晶格结构发生变化。

这种变化可以是材料的体积增大或缩小,取决于材料的特性和磁场的性质。

磁致伸缩现象常见于一些具有铁、镍等磁性元素的合金材料,例如镍钛记忆合金。

在这种合金中,当外加磁场消失时,磁性晶格会重新排列,材料会恢复到原始形状。

这种记忆效应使得磁致伸缩材料在各种应变传感器、声发射传感器、电动机等领域有着广泛的应用。

磁致伸缩材料的应用还可以根据其体积变化的性质来进行分类。

一类是正磁致伸缩材料,它们在磁场作用下体积增大。

另一类是负磁致伸缩材料,它们在磁场作用下体积缩小。

这两类材料都有其特定的应用场景,例如正磁致伸缩材料可以用于音频设备中的扩音器,而负磁致伸缩材料则可以用于微机电系统(MEMS)的振动控制。

总之,磁致伸缩是一种通过改变材料体积的方法来响应磁场作用的现象。

通过研究和应用这种现象,可以在各种领域中实现磁场控制下的尺寸和形状变化,从而为各种设备和系统的设计和制造提供新的可能性。

磁致伸缩材料

磁致伸缩材料

磁致伸缩材料磁致伸缩材料(Magnetorheological Elastomers, MREs)是一种基于磁流变效应的智能材料,具有在外加磁场作用下发生可逆形变的特性。

它可以通过控制外部磁场来实现形状变化和力的调节,因此被广泛应用于机械、航空航天、汽车、生物医学等领域。

磁致伸缩材料由弹性基体和磁性颗粒组成。

弹性基体通常采用聚合物材料,如聚氨酯、硅橡胶等,具有良好的柔韧性和弹性。

磁性颗粒则是通过将铁磁体粉末或磁性纳米颗粒分散在基体中而获得的,具有良好的磁导率。

当外加磁场施加在磁致伸缩材料上时,磁性颗粒会在磁场的作用下重新排列形成磁链,使得材料呈现出可逆的形变特性。

磁致伸缩材料的形变行为可以通过调节外部磁场的强度和方向来实现。

当磁场强度增加时,磁致伸缩材料会发生自由膨胀,从而改变其形状。

当磁场减弱或消失时,材料会返回原始形状。

这种可逆形变的特性使得磁致伸缩材料可以适应不同形状和尺寸的应变。

除了形状变化外,磁致伸缩材料还可以通过调节磁场来调节其力学性能。

当磁场强度增加时,材料的刚度和硬度会增加,从而改变其抗压、抗拉性能。

这种可控性使得磁致伸缩材料可以用于制造智能结构和装置,如变形机械臂、智能阀门和振动吸收器等。

磁致伸缩材料还具有其他优异的性能,如快速响应速度、高灵敏度和稳定性。

由于磁致伸缩材料的磁性颗粒可以实现微观尺度的重新排列,因此它的响应速度非常快,通常在几毫秒到几十毫秒之间。

此外,磁致伸缩材料对外界磁场的变化非常敏感,可以通过微小的磁场调节来实现精确的控制。

此外,磁致伸缩材料还具有良好的稳定性,能够长时间保持其性能。

总的来说,磁致伸缩材料是一种具有可逆形变和可控力学性能的智能材料。

它在机械拓扑优化、主动减振、形状记忆等领域具有广泛的应用前景。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

铽对镍锰铁镓磁致伸缩材料组织的影响磁致伸缩材料科技名词定义中文名称:磁致伸缩材料英文名称:magnetostrictive material 定义:具有显著磁致伸缩效应的、可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的金属、合金以及铁氧体等磁性材料。

所属学科:机械工程(一级学科);仪器仪表材料(二级学科);磁性材料(仪器仪表)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁致伸缩材料magnetostrictive material 具有磁致伸缩特性的材料。

工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。

磁致伸缩是指在交变磁场的作用下,物体产生与交变磁场频率相同的机械振动;或者相反,在拉伸、压缩力作用下,由于材料的长度发生变化,使材料内部磁通密度相应地发生变化,在线圈中感应电流,机械能转换为电能。

磁致伸缩材料根据成分可分为金属磁致伸缩材料和铁氧体磁致伸缩材料。

金属磁致伸缩材料电阻率低,饱和磁通密度高,磁致伸缩系数λ大(λ=Δl/l,l为材料原来的长度,Δl为在磁场H作用下的长度改变量),用于低频大功率换能器,可输出较大能量。

铁氧体磁致伸缩材料电阻率高,适用于高频,但磁致伸缩系数和磁通密度均小于金属磁致伸缩材料。

Ni-Zn-Co铁氧体磁致伸缩材料由于磁致伸缩系数λ的提高而得到普遍应用。

工程上常用磁致伸缩材料制成各种超声器件,如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等;回声器件,如声呐、回声探测仪等;机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等。

磁致伸缩科技名词定义中文名称:磁致伸缩英文名称:magnetostriction 定义1:由于外加磁场产生磁化强度引起物体的可逆变形。

所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)定义2:指磁性材料或磁性物体由于磁化状态的改变引起的弹性形变现象。

所属学科:机械工程(一级学科);仪器仪表材料(二级学科);磁性材料(仪器仪表)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片所谓磁致伸缩是铁磁物质(磁性材料)由于磁化状态的改变,其尺寸在各方向发生变化。

大家知道物质有热胀冷缩的现象。

除了加热外,磁场和电场也会导致物体尺寸的伸长或缩短。

铁磁性物质在外磁场作用下,其尺寸伸长(或缩短),去掉外磁场后,其又恢复原来的长度,这种现象称为磁致伸缩现象(或效应)。

目录磁致伸缩现象磁致伸缩材料特点技术上的应用应用成果应用前景编辑本段磁致伸缩现象另外有些物质(多数是金属氧化物)在电场作用下,其尺寸磁致伸缩换能计也伸长(或缩短),去掉外磁场后又恢复其原来的尺寸,这种现象称为电致伸缩现象。

磁致伸缩效应可用磁致伸缩系数(或应变)λ来描述,λ=(lH—lo)/lo, lo为原来的长度,1 H为物质在外磁场作用下伸长(或缩短)后的长度。

一般铁磁性物质的λ很小,约百万分之一,通常用 p pm代表。

例如金属镍(Ni)的λ约40ppm。

编辑本段磁致伸缩材料自从发现物质的磁致伸缩效应后,人们就一直想利用这一物理效应来制造有用的功能器件与设备。

为此人们研究和发展了一系列磁致伸缩材料,主要有三大类:即:磁致伸缩的金属与合金,如镍和金煤(Ni)基合金(Ni, Ni-Co合金, Ni-Co-Cr合金)和铁基合金(如F e-Ni合金, Fe-Al合金, Fe- Co-V合金等)和铁氧体磁致伸缩材料,如 N i-Co 和 Ni-Co-Cu铁氧体材料等。

这两种称为传统磁致伸缩材料,其λ值(在20—80ppm之间)过小,它们没有得到推广应用,后来人们发现了电致伸缩材料,如( Pb, Zr,Ti)C03材料,(简称为 P ZT或称压电陶瓷材料),其电致伸缩系数比金属与合金的大约200~400ppm,它很快得到广泛应用;第三大类是近期发展的稀土金属间化合物磁致伸缩材料,例如以( Tb,Dy)Fe 2化合物为基体的合金Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料(下面简称 T b-Dy— Fe 材料)的λ达到1500~2000ppm,比前两类材料的λ大1~2个数量级,因此称为稀土超磁致伸缩材料。

编辑本段特点和传统超磁致伸缩材料及压电陶瓷材料(PZT)相比,稀土超磁致伸缩材料是佼佼者,它具有下列优点:磁致伸缩应变λ比纯 N i大50倍,比PZT材料大5—25倍,比纯 N i和 Ni -Co合金高400~800倍,比PZT材料高14~30倍;磁致伸缩应变时产生的推力很大,直径约?l0mm的 Tb-Dy-Fe的棒材,磁致伸缩时产生约200公斤的推力:能量转换效率(用机电耦合系数 K33表示)高达70%,而 Ni基合金仅有16%,PZT材料仅有40~60%;其弹性模量随磁场而变化,可调控;响应时间(由施加磁场到产生相应的应变λ所需的时间称响应时间)仅百万分之一秒,比人的思维还快;频率特性好,可在低频率(几十至1000赫兹)下工作,工作频带宽;稳定性好,可靠性高,其磁致伸缩性能不随时间而变化,无疲劳,无过热失效问题。

编辑本段技术上的应用由于磁致伸缩材料在磁场作用下,其长度发生变化,可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短,从而产生振动或声波,这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息),相反也可以将机械能(或机械位移与信息)。

转换成电磁能(或电磁信息),它是重要的能量与信息转换功能材料。

它在声纳的水声换能器技术,电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域有广泛的应用前景。

海洋占地球面积的70%,海洋是人类生命的源泉,但是人类对海洋的大部分还缺乏了解。

21世纪是海洋世纪,人类的生活、科学实验和资源的获及将逐渐的从山陆地转移到海洋。

而舰艇水下移动通讯、海水温度、海流、海底地形地貌的探测就需要声纳系统。

声纳是一个庞大的系统,它包括声发射系统,反射声的接收系统,将回声信息转变成电信息与图像,以及图像识别系统等。

其中声发射系统中的水声发射换能器及其材料是关键技术之一。

过去声纳的水声发射换能器主要用压电陶瓷材料(PZT)来制造。

这种材料制造的水声换能器的频率高(20kHz以上),同时发射功率小,体积大,笨重。

另外随舰艇隐身技术的发展,现代舰艇可吸收频率在3.0kHz以上的声波,起到隐身的作用。

各工业发达国家都正在大力发展低频(频率为几十至2000赫兹),大功率(声源级约220dB)的声纳用或水声对抗用发射水声换能器,并已用于装备海军。

低频可打破敌方舰艇的隐身技术,大功率可探测更远距离的目标,同时体积小,重量轻,可提高舰艇的作战能力。

低频大功率是声纳用和水声对抗用发射水声换能器今后的发展方向。

而制造低频大功率水声发射换能器的关键材料是稀土超磁致伸缩材料。

发展稀土超磁致伸缩材料对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。

日本已用稀土超磁致伸缩材料来制造海洋声学断层分析系统O AT (Ocean Acoustic Topography)和海洋气候声学温度测量系统 A TOC (The Acoustic Thermometry of Ocean climate)的水声发射换能器,其信号可发射到1000km的范围,可用于测量海水温度和海流的分布图。

编辑本段应用稀土超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面也有广阔的应用前景。

例如用该材料可制造超大功率超声换能器。

过去的超声换能器主要是用压电陶瓷(PZT)材料来制造。

它仅能制造小功率(≤2.0kW)的超声波换能器,国外已用稀土超磁致伸缩材料来制造出超大功率(6—25kW)的超声波换能器。

超大功率超声波技术可产生低功率超声技术所不能产生的新物理效应和新的用途,如它可使废旧轮胎脱硫再生,可使农作物大幅度增产,可加速化工过程的化学反应。

有重大的经济、社会和环保效益;用该材料制造的电声换能器,可用于波动采油,可提高油井的产油量达20%~100%,可促进石油工业的发展;用该材料制造的薄型(平板型)喇叭,振动力大,音质好,高保真,可使楼板、墙体、桌面、玻璃窗振动和发音,可作水下音乐、水下芭蕾伴舞的喇叭等。

此外,用该材料可制造反噪声与噪声控制,反振动与振动控制系统。

将一个咖啡杯人力反噪声控制器安装在与引擎推进器相连接的部件内,使它与噪声传感器联接,可使运载工具的噪声降低到使旅客感到舒服的程度(≤20dB)以下。

反振动与减振器应用到运载工具,如汽车等,可使汽车振动减少到令人舒服的程度。

用稀土超磁致伸缩材料制造的微位移驱动器,可用于机器人、自动控制、超精密机械加工、红外线、电子束、激光束扫描控制、照相机快门、线性电机、智能机翼、燃油喷射系统、微型泵、阀门、传感器等等。

有专家认为,稀土超磁致伸缩材料的应用可诱发一系列的新技术,新设备,新工艺。

它是可提高一个国家竞争力的材料,是21世纪战略性功能材料。

编辑本段成果北京科技大学自20世纪80年代末开始对稀土超磁致伸缩材料进行研究。

经过近十年的研究,现已掌握了材料的成分、添加元素、制造工艺、热处理等关键技术。

特别是我们自己发明创造的生产<110>轴向取向材料的技术,使制造的产品在低磁场下具有高的磁致伸缩性能,在40kA /m的磁场下,应变值达到950~1150ppm,达到国际先进水平,(目前其它研究和生产单位都是制造<112>轴向取向的棒材)。

这种具有<110>轴向取向的稀土超磁致伸缩材料及制造工艺已获得国家专利。

1999年12月15日由教育部组织的专家委员会对该课题“新型低场高性能<110>轴向取向稀土超磁致伸缩材料的研制”进行了鉴定。

鉴定意见认为:该课题所研制的<110>轴向取向稀土超磁致伸缩材料具有优良的低场性能,在80kA/m磁场下的磁致伸缩应变值达到1200~1500ppm,居国际先进水平。

<110>轴向取问稀土超磁致伸缩材料的研制在国内外具有重大创新性。

编辑本段应用前景该材料在军、民两用高技术领域有广阔的应用前景,据国外专家预测,该材料的发展与 N dFeB的发展极为相似,预计到2010年的销售额可以达到18亿美元。

扩展阅读:磁致伸缩材料科技名词定义中文名称:磁致伸缩材料英文名称:magnetostrictive material 定义:具有显著磁致伸缩效应的、可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的金属、合金以及铁氧体等磁性材料。

所属学科:机械工程(一级学科);仪器仪表材料(二级学科);磁性材料(仪器仪表)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁致伸缩材料magnetostrictive material 具有磁致伸缩特性的材料。

工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。

磁致伸缩是指在交变磁场的作用下,物体产生与交变磁场频率相同的机械振动;或者相反,在拉伸、压缩力作用下,由于材料的长度发生变化,使材料内部磁通密度相应地发生变化,在线圈中感应电流,机械能转换为电能。

相关文档
最新文档