磁致伸缩聚合物及其复合材料研究进展
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。
聚合物基磁致伸缩复合材料的研究进展
聚合 物基磁 致 伸 缩复合 材料 的研 究进展 ／ 王
劲等
・３ ・ ７
聚 合物 基 磁 致伸 缩 复合 材 料 的研 究进 展
王 劲 ， 齐暑华 ， 邱 华 ， 李春 华
（ 西北 工业 大学理学 院应用化学 系 ， 西安 ７ ０ ７ ） １０ ２ 摘要 聚合物基磁 致伸缩复合材料是 一种新 型 的功 能材料 。综述 了近年 来有 关聚合 物基磁 致伸 缩复合 材料
密度小 、 重量轻 的优 点 ， 而且易 于加 工出复杂 的结构形状 。与其
磁性材料或者亚铁磁性材 料 由于 磁化状 态 的改变 ， 其尺寸 发生
微小 变化的现象 。磁致伸缩主要来 自于原子或离子的 自旋与轨
的研 究 情 况 ， 绍 了磁 致 伸 缩 机 理 、 统 的 磁 致 伸 缩 材 料 的 特 点 ， 介 传 以及 聚 合 物 基 磁 致 伸 缩 复 合 材 料 的 产 生 ， 结 了聚 总
合物基磁致伸 缩复合 材料的性能影响 因素、 制备 工 艺和 应用情 况 ， 出 了今后 聚合 物基磁 致伸 缩复合材 料 的研 究 方 提
ｍｅ ｔｏ ｔ ｄ ｅ ｎ ｔ ｅｍａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉ ｅｐ ｌ ｅ － ａ ｅ ｏ ｐ ｓｏ ｈ ｇ ｅ ｏ ｔ ｉｔ ｏ ｙ ｒ ｂ ｓ ｄ ｃ ｍ ｏ ｉ ｓ ｅ ｉｗｅ ．Ｔｈ ｃ ａ ｉｍ ｆ ａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｖ ｍ ｅ ｅｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｇ ｅ ｏ ｔ ｉｔ ｎ ｍ ｏ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆ ｔ ｅ ｕ ｕ ｌｍａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉｅ ｍａ ｅ ｉ ｌ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． Ｔｈ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｇ ｅｏ ｔｉｔｖ ｏ ｙ ｅ － ａ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｈ ｓ ａ ｇ ｅ ｏ ｔｉ ｔ ｔ ｒａｓ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｖ ｅ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆｍａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉｅ ｐ ｌ ｍ ｒｂ ｓ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｏ ｏ ｉ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｔｈ ｎ ｌ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ ｈ ｒ ｐ ｒ ｉｓ ｏ ａ ｅ ｏ ｔ ｉｔｖ ｏ ｙ ｅ － ａ ｅ ｏ ｅ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｇ ｆ ｃｏ ｓｉ ｔ ｅｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ ｇｎ ｔ ｓ ｒ ｉｅ ｐ ｌ ｕ ｎ ｍ ｃ ｍ ｒｂ ｓ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓ ａ ｅ ａ — ｏ ｉ ｒ ｎ ｅ ａｙ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｅｏ ｔ ｉｔ ｅ ｐ ｌ ｅ － ａ ｅ ｏ ｌｚｄ ｅ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｌ ｔｏ ｆｍａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉ ｏ ｙ ｒｂ ｓ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓ ａ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ． ｅ ｄ ｒ ｃ ｏ ｃ ｖ ｍ ｏ ｉ ｒ ｕ ｅ ｒｚ ｄ Ｔｈ ｉｅ — ｔ ｎ ｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓｏ ａ ｎ ｔ ｓｒｃ ｉ ｅ ｐ ｌ ｅ － ａ ｅ ｏ ｏ ｉ ｓ ｉ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈ ｎ ． ｉ ｆｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｎ ｍ ｇ ｅ ｏ ｔ ｉｔｖ ｏ ｙ ｒ ｂ ｓ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｄ ｏ ｍ ｅ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｍ ａ ｎ ｔ ｓ ｒｃ ｉ ｎ ｆ ｎ ｔ ｎ １ｃ ｍ ｐ ｓｔ ｓ ｐ ｌ ｅ － ａ ｅ ｇ ｅ ｏ ｔ ｉｔ ， ｕ ｃ ｉ ａ ｏ ｏ ｉ ， ｏ ｙ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｅ ｍ
超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状
[综述 专论]DOI :10.3969/.j i s sn .1005 2895.2011.01.收稿日期:2010 11 08;修回日期:2010 12 10基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975256);浙江省自然科学基金重点资助项目(Z1080537);国家教育部博士点基金资助项目(20070335204)。
作者简介:宣振兴(1982),男,浙江义乌人,助理工程师,主要从事产品质量鉴定工作。
E m ai :l x uanz x1982@yahoo .co m.c n超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状宣振兴1,邬义杰2,王慧忠1,张 雷2(1.浙江省计量科学研究院,浙江杭州 310011;2.浙江大学现代制造工程研究所,浙江杭州 310027)摘 要:为了反映超磁致伸缩材料的国内外研究现状,对超磁致伸缩材料发展历程和性能特点进行了阐述。
在详细调研基础上,较全面地介绍了国内外超磁致伸缩材料在各工程领域的应用以及发展状况。
通过分析其历史沿革和最新成果,对未来的发展方向进行了展望,并对其应用潜力领域进行了预测。
图2参26关 键 词:材料学;超磁致伸缩材料;现状;应用;发展方向中图分类号: 文献标志码:A 文章编号:1005 2895(2011)01 0116 04Develop m ent and Applications R esearch on G i antM agnetostrictive M ateri alsXUAN Zhen x ing 1,WU Y i jie 2,WANG Hu i z hong 1,Z HANG Le i2(1.Zhe jiang P rov i nce Instit ute o fM etro l ogy ,H angzhou 310011,Ch i na ;2.Institute ofM anufac t ur i ng Eng i neer i ng ,Zhe ji ang U niversity ,H angzhou 310027,China)Abst ract :To report the current situati o n of g iant m agnetostrictive m ateria ls (GMM )at ho m e and abroad ,thedeve l o pm enta l h i s tory o f GMM is rev ie w ed and its good perfo r m ance is descri b ed .The status quo of app licati o n and deve l o pm ent of G MM i n d ifferent eng i n eeri n g fields at ho m e and abroad is presented by the sur vey syste m atica ll y .Theapp lication and developm ent o fGMM i n future is discussed.The fields where GMM has a huge po tenti a l use are also esti m a ted .[Ch ,2fi g .26re.f ]K ey words :m aterials ;g iant m agnetostrictive m ateria ls ;current situation ;applicati o n ;the d irecti o n for the futuredeve l o pm ent 1 问题的提出超磁致伸缩材料(G iant M agnetostricti v e M ateria,l 简写为G MM )是一种新型的功能材料,在室温下具有极大的磁致伸缩应变,典型代表为Terfeno l D,其饱和磁致伸缩系数 s 一般大于3.0 10-5。
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展摘要：与稀土磁致伸缩材料Tefernol-D相比，Fe-Ga合金具有饱和磁场低、磁导率高、强度高、脆性小和温度特性好等特点，其潜在的应用范围更为广泛，尤其适用于强震动、大负荷、强腐蚀等较为恶劣的工作环境。
本文重点介绍了Fe-Ga 合金磁致伸缩的变形机制、制备工艺、合金成分、微观结构及性能等方面的研究进展。
关键词：Fe-Ga合金磁致伸缩研究进展0 引言磁致伸缩材料由于具有磁一弹耦合系数大、输出应力大、机械响应快、稳定性强等优良特性，在机器人、汽车、制动器、传感器、换能器、位移控制器、高能微动力装置、声学、磁学等领域呈现出重要的使用价值及广阔的应用前景。
从应用的角度看，具有良好工业应用前景的磁致伸缩材料一般应具有以下几个方面的特征：磁致伸缩系数大，能将更多的磁能转化为机械能；驱动磁场较小，能在较低的磁场下实现较大的磁致伸缩应变；居里温度较高，能广泛应用于各种高温环境；材料成本较低，制备工艺简单。
目前被广泛应用的磁致伸缩材料是以Terfenl-D为代表的稀土金属间化合物，它们的磁致伸缩值一般在(1000～2000)×10−6之间，但是由于在一般应用中需要较高的磁场，而且本身比较脆，另外由于重稀土Tb、Dy价格昂贵，生产成本较高，限制了Terfenl-D的应用。
以Heusler合金Ni2MnGa为代表的铁磁形状记忆合金由于兼有热弹性马氏体相变应变和磁控形状记忆效应，其磁控形状记忆效应兼具输出应变大、响应频率快等特点，因而在磁致伸缩材料方面也有较广阔的应用前景。
但该合金居里温度较低、所需驱动磁场大、材料脆性高等，不能很好地满足实际应用需要，国内外许多研究小组正在采取替代、掺杂、改进制备工艺等方法来积极改进该材料的性能，但仍不太理想。
近几年研究人员发现，在Fe中加入非磁性元素Ga能使其磁致伸缩系数增加十倍乃至几十倍，纯铁的磁致伸缩系数仅20×10−6左右，而加入Ga之后，其单晶体沿〈100〉晶向的饱和磁致伸缩系数达到400×10−6。
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。
磁致伸缩材料弱磁场响应特性的实验研究
展， 其应用也渗 透 到 了 各 个 方 面
［ ５ ７］
７］ 通常所说的磁致伸缩多指纵向磁致伸缩效应 ［ ．
、 Ｔ ｂ Ｄ Ｆ ｅ Ｆ ｅ Ｇ ａ等磁致伸缩材料的研制成 ｙ ， 使电磁能－机械能转换技术获得了突破性进
［ ］ ２ ４
特别是近年来 ． 磁致伸缩材料受到了 随着磁场传感器技 术 的 发 展 ， 作 为 敏 感 材 料， 磁致伸缩材料 ． 是磁场传感器最重 要 的 组 成 部 分 之 一 ， 其性质直接 因此材料的选择就成了制作传 决定传感器的性能 ， 感器的关键 ． 传统 的 磁 致 伸 缩 材 料 ， 如 过 渡 金 属、 稀 土金属 、 稀土 － 过 渡 金 属 间 化 合 物 及 锕 系 金 属 化 合 物等 ， 要么饱和磁致伸缩系数太小 ， 要么居里温度太 无法在常温下 工 作 ， 故 实 用 价 值 不 高． 目前应用 低， 又称为超 最广的磁 致 伸 缩 材 料 是 Ｔ ｂ Ｄ Ｆ ｅ材 料， ｙ 磁致伸缩材料 ， 主要以 Ｔ 其 ｂ Ｆ ｅ ｙ ０． ３Ｄ ０． ７ １． ９ ５ 材料为主 ，
从图 ３ 中 可 以 看 出 ， Ｆ ｅ Ｇ ａ 合 金 的λ 犎 曲线的 最大斜 率 犱３ ／ 而Ｔ ２． ３ ３ｐ ｍ ｍＴ， ｂ Ｄ Ｆ ｅ材 料 ｐ ｙ ３ ＝１ ／ 这表明 Ｆ 的犱 ７ ３ １ ２． ３ ３ｐ ｍ ｍＴ． ｅ Ｇ ａ 合金 的 ｐ ３ ３ ＝５． 磁场响应 灵 敏 度 要 好 于 Ｔ 因而更适 ｂ Ｄ Ｆ ｅ材 料， ｙ 合用做弱磁场传感器敏感材料 ． 此外 ， 作为弱磁场传感器的敏感材料还要有一 定的磁场响应线性区 ． 对图２和图３做进一步分析 可知 ， 外加磁场 在 ０～１ ０ ｍＴ 时 ， Ｆ ｅ Ｇ ａ 合金的 磁 致 伸 缩随磁场的变化不是很明显， 外加磁场在１ １ ２ ０ｍ Ｔ ～ 时， 材料的 磁 致 伸 缩 随 磁 场 的 变 化 明 显 ； 在１ ６ ｍＴ 左右时 ， 材料对 Ｆ ｅ Ｇ ａ合金的λ 犎 曲线的斜率最大 ， 并且在此值附近 ， 材料的磁致伸缩与外 磁场最敏感 ，
新型材料磁致伸缩效应的机械应用研究
新型材料磁致伸缩效应的机械应用研究磁致伸缩效应是指材料在磁场的作用下发生形变的现象，这一现象在新型材料中具有广泛的应用前景。
本文将探讨磁致伸缩效应在机械应用领域的研究进展，并分析其潜在的应用前景。
首先，我们来了解一下磁致伸缩效应的基本原理。
磁致伸缩效应是由于材料中的磁电耦合效应而产生的。
当外加磁场作用在材料上时，磁场将改变材料内部的磁化程度，从而引起材料的形变。
一般来说，材料在磁场方向上会发生伸长，而在垂直于磁场方向上会发生压缩。
这种磁致伸缩效应可以被应用于制造各种机械装置和器件。
接下来，我们将重点关注磁致伸缩效应在机械应用领域的研究进展。
近年来，许多研究机构和企业对磁致伸缩效应进行了深入的研究，并取得了一系列令人瞩目的成果。
例如，在机械领域，磁致伸缩效应可以用于制造微型机械致动器。
这些致动器可以通过外加磁场来控制其长度，从而实现微小机械装置的控制和调节。
此外，磁致伸缩效应还可用于制造精密测量仪器和机械元器件。
磁致伸缩材料在磁场作用下的形变可以实现微米级的位移控制，从而可用于制造高精度的位移传感器和驱动装置。
这些装置在航空航天、光电子、精密加工等领域中具有广泛的应用前景。
在机械应用领域中，磁致伸缩效应还可以应用于制造智能材料和智能结构。
智能结构是指具有感知、反应和自适应能力的结构，它能够根据外界环境条件的变化自动调整其性能。
磁致伸缩材料可以作为智能结构的重要组成部分，利用其磁致伸缩效应来实现结构的形状控制和性能调节。
这一领域的研究目前仍处于初级阶段，但已经显示出巨大的潜力。
尽管磁致伸缩效应在机械应用领域的研究取得了一系列重要的成果，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先，磁致伸缩材料的制备和加工需要较高的成本和技术要求。
其次，磁致伸缩效应的稳定性和可靠性需要进一步改善，以满足实际应用的需求。
此外，磁致伸缩材料的长期使用性能和耐久性也需要进行更加深入的研究。
综上所述，磁致伸缩效应在机械应用领域具有广泛的应用前景。
超磁致伸缩材料的车辆应用与研究现状
超磁致伸缩材料的车辆应用与研究现状
蒋孙权 浙江农业商贸职业学院 浙江省绍兴市 312088
摘 要：超磁致伸缩材料是一种可以实现机械能和电磁能相互转换的新型功能材料，具有高效、快速、转换效率高、 稳定可靠等优点，超磁致伸缩材料已在军事、航空、自动化、仪器仪表等领域得到了广泛的应用。文中介 绍了超磁致伸缩材料的正逆效应和工作原理，详细阐述了超磁致伸缩材料在车辆上的应用情况和研究现状， 包括汽车无源供能、汽车制动控制、汽车振动控制、汽车各类传感器等，为后续超磁致伸缩装置的车辆优 化提供了借鉴依据。
关键词：超磁致伸缩 车辆 传感器
Application and Research Status of Giant Magnetostrictive Materials in Vehicles Jiang Sunquan
A b s t r a c t ：Giant magnetostrictive material is a new type of functional material that can realize the mutual conversion of mechanical energy and electromagnetic energy. It has the advantages of high efficiency, fast speed, high conversion efficiency, stability and reliability. Giant magnetostrictive materials have been used in military, aviation, automation, instrumentation and other fields have been widely used. The article introduces the forward and inverse effects and working principles of giant magnetostrictive materials, and elaborates on the application and research status of giant magnetostrictive materials in vehicles, including passive energy supply for automobiles, automobile brake control, automobile vibration control, various automotive sensors, etc., providing a reference for subsequent vehicle optimization of giant magnetostrictive devices.
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总 结 了聚 合 物
磁 致 伸 缩 复 合 材 料 的 性能 影 响 因 素 合 物 及 其 复 合材料 的研 究 方 向
。
制 备 方法 以及应 用 情 况
。
提 出 了 今 后 磁致伸缩 聚
关键 词
磁 致伸缩
聚 合物
复合 材 料
前曰
所 谓磁 致伸 缩 变
,
言
,
聚 合 物 及 其复 合 材料 不 仅 具 备这 些
伸缩 性 能 越 好
机 电藕 合 系数越 小
,
树
随
从磁性 能看
,
,
。
自此 开 始
,
,
陆续 有 相 关 的研 究
、
脂 含量 对 材 料性 能 的影 响 比较复杂
,
这 种 高分 子 磁 体 材 料属 于 软磁 性
比
成果 发 表
个方面
。
其 研 究 内容 主 要 包 括 以下 几
着树 脂 含 量 的增 加
复合 材 料 的
。
,
因 此近 年 来受 到 研 究者 的广泛 关
叠 加 的作 用
造成 尺 寸变化
形状
效应
单 磁 畴样 品 为 降低 退 磁 能 体 积 会
。
的现 象
作 为 智 能 材料 的 一 种
、
,
磁致伸
、
发 生 改变
缩 材 料 因 其 特 殊性 能 成 为 精 密 致 动 器 智 能传 感 器
、
换 能器 等器件 的核心 材
可 以是 各 种 过渡 金 属 离 子
、
合 材 料 的发 展
性 能 到现 在 已 经有
多 年 的历 史 了
,
有 机 自由
,
料具有许 多无 机 物所 无 法 取 代 的 优 点
如密 度 小
、
根 据 科 学 家们 大 量 的 实验 和 理 论 研 究结
果
,
基
极化 子 等有 自旋 的准粒 子
,
或者 是
重 量轻
东北 大
,
教授 带领 的研 究
小 组 首 先 尝 试 了注 射 成 型
。
缩 粒 子 可 以在 干 燥 的 状 态 下 进行 取 向
因此 粒 子 转 动 自 由度 大
,
学 和 大连 理 工 大 学 应 用 这 种材 料
拟在
。
试 图解 决压
,
因 而 取 向较 容
。
进给 和 精 密 定 位方 面 进 行联 合 开 发
,
极限
磁 化 强度 为
一
“
,
剩磁 为
,
磁 致伸 缩材 料颗粒 大 小
含
频 率 和 抗拉 强 度 提 高
规律
,
对于树脂含量对
勺
,
磁 感矫顽 力 为
初始
量
、
分布 以及 树 脂 的 粘度 系数 对 复 合 材
磁 致 伸 缩 系 数 以 及 机 电祸 合 系 数 的影 响
研 究 者 的研 究 结果不 同
,
,
能提 高
,
材 料 总 的损耗减 小
,
。
极 限频 率
提高
。
但是
复合 材 料 的 抗拉 强 度 随 着
颗 粒 尺 寸 的增大会逐 渐 降低
磁 致伸缩 复 合 材 料 的 制 备 方 法 和 工 艺 过程 对 磁 致 伸 缩复 合 材料 的 性 能 也 有
着 重 要 的影 响
。
磁致 伸 缩 复 合 材 料 的制
以下 三个特 点
。
这 些 原 子元素 都具 有
原 子 核 外 电子 排 布 或 电子 能
,
超 声探 测
精 密 自动控 制
,
、
机 器 人等 高
。
新 技 术领域
因 此 受 到 世 界 高技术领域
,
中
,
要 具有 未抵 消 的
专 家们 的极 大 关注
发 展迅 猛
然而
,
假 设 材料 为 椭 圆 型
。
,
磁化
原 子 存 在 稳 定 的未 满 电子 壳 层
从 目前 的 研 究 现 状 看
,
他采
再 次加热 到 一 定 温度 后 则 不 可 熔
。
子 设 计 实现 磁 致 伸 缩性 能 的方法 具 有 很
用环 氧基 体
制备 了复合材料
。
。
但并
年
,
制 备磁致伸缩 复合 材 料
开 拓 了树 脂基
,
较 大 困难
一 是 合 成条 件 苛 刻
,
,
实现 难 三
没 有 公 开 发 表 其 实验 结 果
,
高分 子材料 是 有机元 素 等
,
,
在 外 加 高 频 交变磁 场
使椭 圆形 状 发 生 变 化
度 发 生 变化
,
则 材料 的 宏 观 长
。
这 些 元 素 只 有 或 电子
,
电子 层 一
磁 致伸缩材料 内部 将 产 生 巨 大
,
即发 生 磁 致伸缩现 象
,
如
般 是 闭 壳层
因此
,
呈 现抗 磁 性
。
,
的作用
,
晶 体 自发 磁 化
,
晶体 形 状 改 磁
优势
,
还 能 解 决无 机 磁 致伸缩材料 目前
变
,
引 起 尺 寸 变化
,
场致 形 变
通 常 是 指 铁磁性 材
难 以解 决 的高频交变磁场 下 的涡流 效应 问题 注
。
场 作用 下
由于 轨 道 藕 合和 自旋 祸 合 相
,
料 或 者 亚 铁磁 性 材料 由于 磁 化状 态 的改 其 长 度 和 体 积都 要 发 生 微 小 的 变 化
中
,
复 合 材料 内部 气 孔 较 难 排 净
。
,
会降
树 脂流 动 过 程 中不 至 于 脱 离 在 磁 场 取 向
后 的位 置
。
球物 理 勘 探
辽 河 油 田 应 用 这种 材 料
,
低材 料 的磁 致 伸 缩 性 能
最近美 国的
利 用 取 向注 射 工 艺
。
磁 致伸
,
开 发 出 了 井 下 物 理 法采 油装 量
传 统 意义上 的 磁致伸缩 材料 绝 大 部 分都
是 由过 渡 金 属 元素 素 构 成 的无 机物 作用 下
,
,
、
沿 椭 圆 的 长 轴 方 向进 行 加磁场 时
,
在此 椭 圆上 施
够 提供 稳 定 的磁距 源
相对而 言
、 、 。
构成
、
烯土 元素 等 无 机元
由于 沿 磁 场 方 向磁 化 的作用
磁 致 伸缩聚 合 物 及其 复 合 材 料研 究 进 展
文 詹茂盛
,
丁乃秀
、
北 京航 空 航 天 大学
,
、
材 料科学 与 工 程 学 院 北 京
,
摘
要
在 总 结 无 机 磁 致 伸 缩 材 料 特 点 的华 础 上 条件
,
归纳 分析 了 聚 合物 材 料 获得 磁 致伸缩性 能 的
。
并回顾 了近 年来 有 关 磁致伸缩 聚 合 物 及 其复 合 材 料 的研 究历 程
自旋 平 行 趋于一致
,
使 得 所 有 的 顺磁 中 心 间 自旋
目前 科 学 家 们 提 出 的 获 得
磁 导率 为
一
时
。
这 种 高分 子
,
料磁 致伸 缩 性 能的 影 响
。
磁 体 材料 的磁 性 远 小 于 铁 磁 性 材料
其
制 备 工 艺 路 线 以及 工 艺 参 数 对
体 的范 围
。
对 于 环 氧树脂粘 结 剂来 说
, ,
度高
二是合成产率低
可 重 复差
首 次 公 开 其 实验 结 果
,
采 用环
的复
树 脂 的粘 度 系数 越 小
复 合材料 的磁 致
。
是 生 产 成 本低 影 响 了其 发 展
。
这 三个方 面 的 因 素严 重
同时
,
氧基体 合材料
,
获 得 了饱 和 应 变 为
自旋 多重 态 的 分 子 或 者 聚合 物 以及 开 壳
层 单 体 的聚 合 物 等 四 种
。
步 发 展 新 型 结 构 的磁 致
。
性 能 以及 普通 磁 学性 能 磁 致 伸 缩 系
数
、
国 内外 目前 已
伸缩 聚 合 物材 料
、
弹性 模 量
,
磁机械 藕合 系 数
。
。
经 进 行 研 究 的分 子 设 计 方法 主 要 包 括 高
国 防装 备
、
料
,
其应 用 涉及航 空航 天
、
一 磁致伸缩原理 以及 聚 合物材料 实现磁致 伸 缩 性 能 的 必 要 条件
材 料 的磁 致伸缩性 能可 用 简单 的椭
圆模 型解 释
。
、
从 微观 结 构 角 度 分 析
,
目前 的无 机
、
磁 致伸 缩 材 料 大 都 是 由过渡 金 属元 素
烯 土 元 素 等 组成
磁 致伸缩复合 材料性 能 的影 响
。
有 机磁 性 体 的主 要 途 径 包 括 自旋 交 换
,
内部磁 畴 结 构 以及 自由磁 化 程 度 决 定 着
,