磁致伸缩材料的设计和应用
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。
超磁致伸缩材料及其应用
超磁致伸缩材料及其应用一、超磁致伸缩材料基本概况1．研究背景20世纪80年代,人们提出智能材料的概念以来,有关智能材料的机理研究、智能材料的制备研究以及以智能材料为基础的智能系统与结构的基础与应用研究已成为当前力学、物理、材料、电子、机械及信息等学界的重大基础及应用课题,并已取得了大量卓有成效的研究,形成了"智能系统科学与技术"这一新兴的多学科交叉的高技术领域。
它不仅用在国防和航空航天等高技术领域,而且在民用工业及生产活动中也发挥着重要的作用。
智能材料系统与结构中智能材料是关键,它是一种能通过系统调节材料自身各种功能并对外界复杂环境条件发生变化做出反应而发挥主动功能作用的材料,即具有感知环境变化和对外部环境做出反应的能力。
其中,一类是对外界的刺激强度具有感知,如应力、应变、热、光、电、磁、化学和辐射等;一类是对外界环境条件发生变化做出响应。
它们可以和控制电路、接口电路、数据通信及电源系统于一体,实现能量之间的转换,制作出各种各样的传感功能和执行功能的智能器件。
目前,智能材料具有驱动功能作用的主要有压电材料、电致伸缩材料、形状记忆合金材料、磁致伸缩材料和电(磁)流变液等。
表1.1所示为几种智能材料基本性能。
表1.1 几种常用功能材料基本性能指标超磁致伸缩材料作为一种新型智能材料,其优良的磁致伸缩特性及潜在的应用前景在高技术领域得到普遍的重视,成为智能材料及其应用设计中的一种重要单元。
2.超磁致伸缩的发展1842年著名物理学家焦耳首先发现:在磁场中,铁磁材料由于磁化状态的改变会引起其长度或体积发生微小变化，这种现象就称为磁致伸缩，也称焦耳效应。
其中，材料在磁化过程中伴有晶格的自发变形，会沿磁化方向发生伸长或缩短的现象，称为线磁致伸缩;体积发生膨胀或收缩的现象称为体积磁致伸缩。
一般的，由于体积磁致伸缩发生在材料达到饱和磁化以后，且体积磁致伸缩比线磁致伸缩要微弱得多，实际用途又非常少，在测量和研究中考虑得很少，因此工程上的磁致伸缩均指线磁致伸缩。
磁致伸缩材料的应用课件PPT
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。
大磁致伸缩材料用途
大磁致伸缩材料用途
大磁致伸缩材料是一种智能材料，其主要特点是可以通过外界磁场的作用来改变其形状和尺寸，具有重要的应用前景。
以下将从医疗、工业和科学研究三个方面来介绍其用途。
一、医疗应用
大磁致伸缩材料的磁致伸缩效应可以促进人体组织的生长和修复。
因此，它可以应用于人工器官、生物传感器、药物输送等方面。
例如，大磁致伸缩材料可以用于骨骼系统的修复，将其种植至损伤组织内，当外界的医疗磁场作用于其后，大磁致伸缩材料就可以促进骨骼的生长，促进受损组织的修复。
此外，大磁致伸缩材料还可以制备成仿生肌肉，可以用于制作运动感应器或积木附着器等。
二、工业应用
大磁致伸缩材料的主要应用领域是工业领域。
其可以被用于制造智能机器人、电缆、传感器、气压开关等，可以应用于大磁致伸缩材料的温度敏感和磁神经效应。
例如，在机器人领域中，大磁致伸缩材料可用于仿生臂和仿生手，在人体外观和操作能力方面都比较接近人类。
同时，大磁致伸缩材料汇有一定的速度和精度，在传感领域中，大磁致伸缩材料可以制备成扭曲传感器、剪切传感器等，广泛应用于工业自动化和智能制造等。
三、科学研究应用
大磁致伸缩材料在科学研究中也有很大的应用价值。
如在物理、化学、材料学等科研领域中，大磁致伸缩材料可以用于制备高频振子、纳米尺度的机械器件等，有利于研究更加微小或复杂的现象和材料性能。
同时，大磁致伸缩材料还可以应用于精密测试仪器，如量子纠结仪、光谱仪等，因其具有高度的灵敏度和稳定度。
总之，大磁致伸缩材料在医疗、工业和科学研究等领域中都有着非常广泛的应用前景，相信未来这一材料会在各个领域中发挥出更加重要的作用。
磁致伸缩材料的制备及其应用研究
磁致伸缩材料的制备及其应用研究
磁致伸缩材料是一种独特的材料，它具有在磁场作用下发生形变的能力。
该材
料是由一种复杂的晶体结构组成，其中的结构可以随着外界磁场的变化而发生改变。
制备磁致伸缩材料需要经过复杂的化学和物理加工过程。
首先是材料的选择，
磁致伸缩材料主要由金属、合金和氧化物等材料制成。
然后，需要通过高温熔炼、高压制备等方法制备、处理合金或氧化物。
然后进行物理生长，可以采用单晶生长或薄膜制备的方式。
最后需要进行一些物理实验，如X射线衍射、扫描电子显微
镜等。
磁致伸缩材料的应用非常广泛，其中最常见的应用是在磁致伸缩传感器方面。
磁致伸缩传感器是一种用于测量位移和力量的传感器，它可以测量非常小的变化，同时具有高精度、高灵敏度的特点，因此被广泛用于工业自动化和机器人控制等领域。
此外，在医学和航空航天等领域也有着广泛的应用，如用于人体生理信号的检测和空间设备的驱动控制等。
除此之外，磁致伸缩材料还有着其他特别的应用。
例如，在噪声控制领域，磁
致伸缩材料可以用于防振和噪声衰减，可以在建筑结构和车辆上使用。
在电磁阀和电子发射管等电子器件中，磁致伸缩材料也有着重要的应用。
需要注意的是，磁致伸缩材料虽然具有许多优点，但也有其缺点。
例如，磁致
伸缩材料的应变受限于磁场强度，因此它只能用于较小的应力和位移。
总的来说，磁致伸缩材料是一种非常重要的材料，它在各个领域都有着广泛的
应用。
因此，磁致伸缩材料的研究和开发还需要进一步加强。
未来，我们可以预见，随着技术的发展，磁致伸缩材料的应用领域还将会继续扩大。
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。
磁致伸缩的应用及原理
磁致伸缩的应用及原理简介磁致伸缩是一种利用磁性材料在磁场作用下发生形变的现象。
磁致伸缩技术的应用范围广泛，涵盖了多个领域。
本文将介绍磁致伸缩的原理，并探讨其在各个领域的应用。
原理磁致伸缩是基于磁性材料在磁场中发生形变的特性。
当磁性材料受到磁场的作用时，磁性材料内部的磁畴会发生转变，从而引起材料的形变。
这种形变可以是线性的、径向的，也可以是体积的压缩或膨胀。
磁性材料通常包括铁磁性材料和磁形状记忆合金。
铁磁性材料在磁场作用下呈现出明显的磁致伸缩效应，可用于制造磁致伸缩传感器和磁致伸缩执行机构。
磁形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的特殊材料，它可以通过磁场改变其形状和尺寸。
磁致伸缩的原理可以用经典磁致伸缩模型来描述。
该模型基于磁矩的转向，将应变与磁场的矢量积相关联。
根据这个模型，磁致伸缩的应变可以用以下公式表示：ε = V/H * dH/dl其中，ε表示应变，V表示磁致伸缩系数，H表示磁场强度，l表示磁性材料的长度。
从公式可以看出，应变的大小与磁致伸缩系数、磁场强度以及磁性材料的长度有关。
应用磁致伸缩传感器磁致伸缩传感器是利用磁致伸缩效应来测量变化的传感器。
它可以通过测量磁性材料的形变来感知环境的变化。
磁致伸缩传感器广泛应用于测量应变、压力、力矩等物理量。
磁致伸缩执行机构磁致伸缩执行机构是利用磁致伸缩效应来实现力学运动的装置。
通过控制磁场的强度和方向，可以控制磁致伸缩材料的形变，从而实现机械运动。
磁致伸缩执行机构广泛应用于精密定位、机器人、微观操纵等领域。
磁致伸缩材料磁致伸缩材料在电子设备、汽车工业、航空航天等领域都有广泛应用。
在电子设备方面，磁致伸缩材料可以用于制造压电陶瓷、声表面波滤波器等元器件。
在汽车工业方面，磁致伸缩材料可以应用在刹车系统、悬挂系统等部位，提高汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，磁致伸缩材料可以用于制造形状可变机翼、自动调谐结构等。
结论磁致伸缩是一种利用磁性材料在磁场作用下发生形变的现象。
磁致伸缩材料及应用要点
超磁致伸缩材料优点
• （1）磁致伸缩系数大。 • （2）能量转换效率高。超磁致伸缩材料在49%~56%之
间，而压电陶瓷在23%~52%之间，传统的磁致伸缩材料仅 为9%左右。 • （3）居里温度在300℃以上。远比传统的磁致伸缩材料 高，可适用于较高的温度环境。 • （4）能量密度大。是Ni的400~500倍，是压电陶瓷的 12~30倍。 • （5）机械响应速度快。仅10-6s级且可电控。 • （6）承载能力大。可在强压力环境下工作。 • （7）工作频带宽。既适用于几十赫兹的低频又适用于 超高频。
谢谢大家！
磁致伸缩马达
• 1988年德国柏林大学的 L.Kiesewetter教授研制出 世界上第一台超磁致伸缩 马达。当移动线圈通入电 流且位置发生变化时, 超 磁致伸缩棒运动部分分别 在纵向和径向方向上产生 磁致伸缩应变, 使超磁致 伸缩棒交替伸缩, 像虫子 一样蠕动前进。它的最大 速度可达 20mm/s 并具有 驱动重载无反冲的优点。
磁致伸缩材料的特性
•
（1）焦耳效应。材料由于磁化状态的改变，其长度
和体积会发生微小的变化。
•
（2）维拉里效应。在磁场中，给磁体施加外力作用
，由于形状变化，导致磁化强度发生变化。
•
（3）ΔE效应。磁致伸缩材料由于磁化状态的改变而
引起自身杨氏模量发生变化的现象。
•
（4）维德曼效应。在磁性体上施加适当的磁场，当
磁致伸缩材料及应用要点
磁致伸缩效应
• 19世纪40年代，焦尔发现：当磁性体（如金属Fe 、Ni）等的磁化状态改变时，其外型尺寸或体积 会发生微小的变化，这就是磁致伸缩效应，又称 焦尔效应。
• 磁致伸缩材料：具有磁致伸缩效应的磁(电) —机 械能转换材料。
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磁致伸缩材料的设计和应用A.G Olabi A Grunwald(都柏林城市大学机械制造自动化学院)摘要：磁致伸缩效应是指材料在外加磁场条件下的变形。
磁畴的旋转被认为是磁致伸缩效应改变长度的原因。
磁畴旋转以及重新定位导致了材料结构的内部应变。
结构内的应变导致了材料沿磁场方向的伸展（由于正向磁致伸缩效应）。
在此伸展过程中，总体积基本保持不变，材料横截面积减小。
总体积的改变很小，在正常运行条件下可以被忽略。
增强磁场可以使越来越多的磁畴在磁场方向更为强烈和准确的重新定位。
所有磁畴都沿磁场方向排列整齐即达到饱和状态。
本文将展示磁致伸缩效应的研究方法现状和其应用，诸如：大型作动器响应、标准Terfenol-D 作动器、基于Terfenol-D的直线马达（蜗杆驱动）、用于声纳换能器的Terfenol-D、用于无线旋转马达的Terfenol-D、基于Terfenol-D的电动液压作动器、无线型直线微型马达、磁致伸缩薄膜的应用、基于磁致伸缩效应的无接触扭矩传感器和其他应用。
研究表明，磁致伸缩材料具有许多优良的特性，从而可以被用于许多先进设备。
关键词：磁致伸缩效应；作动器；传感器；Terfenol-D1.前言磁致伸缩效应是指材料在外加磁场条件下的变形。
磁致伸缩效应于19世纪（1842年）被英国物理学家詹姆斯.焦耳发现。
他观察到，一类铁磁类材料，如：铁，在磁场中会改变长度。
焦耳事实上观察到的是具有负向磁致伸缩效应的材料，但从那时起，具有正向磁致伸缩效应的材料也被发现了。
对于两类材料来说，磁致伸缩现象的原因是相似的。
小磁畴的旋转被认为是磁致伸缩效应改变长度的原因。
磁畴旋转以及重新定位导致了材料结构的内部应变。
结构内的应变导致了材料沿磁场方向的伸展（由于正向磁致伸缩效应）。
在此伸展过程中，总体积基本保持不变，材料横截面积减小。
总体积的改变很小，在正常运行条件下可以被忽略。
增强磁场可以使越来越多的磁畴在磁场方向更为强烈和准确的重新定位。
所有磁畴都沿磁场方向排列整齐即达到饱和状态。
图1中即为长度随磁场强度变化的理想化。
磁畴的重新定位的物理背景在于简要、纲要性的描述图2。
在0和1区间之间，提供的磁场很小，磁畴几乎不体现其定位模式。
由材料如何形成所决定的内容或许是其通常的定位形式的一小部分，显出其永久性的偏磁性。
其导致的应变与磁致伸缩材料的基本结构和材料化学成分均匀性有很大联系。
在1-2区间，我们设想，应变与磁场之间存在几乎趋于线性的关系。
因为关系简单，容易预测材料的性能，所以，大部分设备被设计工作于这个区间。
曲线超过点2后，应变与磁场关系又变为非线性，这是由于大部分磁畴已经按照磁场的方向排列整齐。
在点3，出现饱和现象，阻止了应变的进一步增加。
另一个基于预应力和偏磁的现象可以用优化理论进行解释。
磁致伸缩材料的性能在不同的应用中非常复杂，因为在运行过程中改变环境将改变材料的特性。
对于复杂性的全面了解将有助于工程师开发出磁致伸缩材料的潜在优点并由此优化基于巨磁致伸缩效应材料的作动器。
图3所示是长度在外加磁场作用下改变的理想化关系。
当磁场反向施加，现象理应相反，即材料负向应变，但负向场产生了如同正向场的伸长磁致伸缩效应。
曲线形状让人想起蝴蝶，所以，这条曲线又被叫做“蝴蝶曲线”。
2.磁致伸缩效应铁磁类材料的晶体在磁场中会发生变形。
这种现象被叫做磁致伸缩效应。
其与多种物理现象相关联。
通常来说，磁致伸缩效应是机械能与电磁能之间的一种可逆能量转化。
磁致伸缩材料因为其能够将能量从一种形式转化为另一种形式，从而在作动器和传感器中获得了应用。
图4所示即为与磁致伸缩效应相关的各种物理效应之间的关系。
与磁致伸缩效应相关的最为人们所知的效应就是焦耳效应。
即铁磁棒在纵向磁场中体积扩张（由于正向磁致伸缩效应），或者缩小（由于负向磁致伸缩效应）。
这种效应被广泛应用于磁致伸缩作动器中。
磁致伸缩是一种可逆的材料特性。
在磁场较弱的区域，试件形状即恢复至其原始尺寸。
Terfenol-D材料的∆LL比例在1500ppm范围之上，在共振频率下，可以达到4000ppm之上。
长度的增加（纵向应变）或直径的缩小（周向应变）大致与应用的磁场成比例，这种作动器机理可以被用于多种用途的。
另一种广泛应用的磁致伸缩效应被称为维拉利效应。
这种效应基于这样的现象，当外力施加于试件，穿过试件磁通密度由于磁场的产生而发生改变。
磁通密度的改变量可以被拾波线圈所检测，同时还与所加外力的大小相关。
维拉利效应是可逆的，并被应用于传感器。
ΔE效应也是一种磁致伸缩效应。
由于磁场的存在，试件弹性模量发生了改变。
Terfenol-D材料的∆EE比例大于5，因此被用于振动控制以及宽带声纳系统。
由于弹性模量改变，磁致伸缩材料内部的声速发生了改变，而这种改变可以被检测到。
魏德曼效应也是一种相关的效应。
这种现象的背景与焦耳效应相似。
只是，在磁场作用下，铁磁试件扭转位移所带来的切应变，代替了拉压应力-正应变的形式。
魏德曼效应的逆效应被称为马陶西效应。
在线圈中通入交流电，产生纵向磁场，这也反过来在试件中产生磁通密度。
已有的交变磁通可以被另一个线圈所探测，拾波线圈可以测量磁通密度的变化率。
扭转铁磁试件导致了试件的磁性变化，从而导致了磁通密度变化率的改变。
通过拾波线圈测试磁性改变，可以估测切应力的改变，进一步可以计算外加扭矩的大小。
马陶西效应在铁磁性试件引入永磁偏置后得以完善，这一效应被用于传感器。
一个额外的磁致伸缩效应是巴瑞特效应。
在特定的极端运行条件下，材料体积会随磁场而改变。
例如，镍在80Ka/m 的体积改变率只有710。
由于磁场而变化的体积太过微小，以至于在通常工作状态下，可以被忽略。
巴瑞特效应的逆效应被叫做长冈-本田效应，由于静压力而导致的试件体积变化，改变了磁场的状况。
两个最为常用的磁致伸缩效应是焦耳效应和维拉利效应。
他们可以由以下几个方程进行分析。
首先是维拉利效应：dB (1)方程（1）中，B 表示磁感应强度，d 表示磁致伸缩常数，σ表示应力改变，表示在恒定应力σ作用下的导磁系数。
焦耳效应可以用相似形式的方程表示：HSc d H (2)方程(2)中，S 表示机械应变，Hc 表示在恒定场强H 下的柔度系数，d 是在恒定应力下的磁致伸缩常数。
磁场强度H ，可以如下计算 H=IN (3)I 表示电流[A]，N 为线圈匝数。
由于典型的棒状试件轴向通常与磁场方向一致，因此，只有轴向的特性才被考虑。
所以，d, μ,c 可以被当做标量简化。
在磁致伸缩效应的运行、应用过程中，以上参数并不保持恒定。
关于这部分的内容将在下一章节中进行讨论。
表1呈现出了一组不同材料的一些特性，以及它们经常被使用的地方。
提供了一组关于传感器和作动器主流材料的比对。
表1类似的技术概述在以下几篇文献中有所归纳。
这些不同技术的分类可以被用于选择最优技术。
其他的材料特性（只与Terfenol-D 相关）在接下来的篇章中被归纳整理。
这些特征只能进行粗略的比较，因为每项应用的特性都是不同的。
这些关于Terfenol-D产品特性的表格只在起点处有效，因为制造过程对于这些性能的准确性有着重大影响。
同样，预应力大小和偏磁程度也对产品特性有着重大影响。
3.巨磁致伸缩材料及特性巨磁致伸缩材料的发展（GMM）始于上世纪60年代，由A.E.Clark和其他研究者牵头。
最好的结果是得到一种在商业上可以利用的合金0.30.7 1.9Tb D Fe，其在相对低磁场下产生大的磁应变，并能在比较宽的一个温度范围内工作。
Terfenol是一种稀土铁合金。
合金的方程式被称为Terfenol-D，“Ter”来自铽元素，“Fe”是铁的化学符号，“NOL”为海军军械实验室，“D”来自镝。
（Ter+fe+nol+D）。
Terfenol-D 于上世纪70年代由海军军械实验室科学家A.E.Clark领导小组研发而来。
Terfenol-D最早的一个用途是高性能声呐换能器。
Terfenol-D能够在磁场强度为50-200kA/m条件下比大多数材料多产生1000-2000ppm磁应变，在材料机械共振频率和强磁场下更高达4000ppm。
sLL (4)10004000ppms (5)在Terfenol-D棒的典型应用中，ppm的概念被理解为试件长度该变量与106的乘积。
图5所示为对于给定长度的Terfenol-D材料，所有的长度变化范围。
使用Terfenol-D膨胀性质的设备通常被设计为使用机械零偏和电磁偏置，从而在材料特性曲线线性部分起点获得零点。
当磁场被建立，材料特性将在曲线的线性部分变化，从而确保响应是可预测的以及成比例的，这一区段，响应可达2000ppm。
磁致伸缩应变的最大用处是在磁致伸缩作动器的应用中，确定机械输出的关键参数。
与其他磁致伸缩材料相比，Terfenol-D在较高应变和较高居里温度两者之间做出了比较恰当的权衡。
磁致伸缩效应只在材料居里温度以下发生，但通常居里温度都在室温以下，这就导致了磁致伸缩效应没有多少实用的价值。
表格3对比了不同磁致伸缩材料的几种典型应变。
由于材料的其他应用特性（磁滞、线性度等）也非常重要。
其他的一些Terfenol-D的常用性质以及用于超磁致伸缩作动器设计的性质也被归纳于表3当中。
4.Terfenol-D产品Terfenol-D是一种稀土合金，银白色，室温下易碎，原料具有高反应活性并含较多杂质，不易制取。
目前为止，至少已有四种不同方法制备Terfenol-D，并且利用了准生产的原则。
最为常用的方法是MB和FSZM。
在FSZM方法中，材料在熔点附近受表面张力作用悬浮。
这种方法也被叫做定向凝固方法。
在MB方法中，材料完全融化，晶体开始由晶种生长。
由于从模具壁开始的内部结晶将会覆盖其基础，即轴向树突的生长，所以，Terfenol-D材料的最小直径大约为10mm。
在两种方法中，材料的凝固特别控制，其方法为，通过减小热流来促进晶体结构的均匀性。
这两种方法都可以被用于制造具有高磁致伸缩率和高能量密度的Terfenol-D棒。
烧结和混合的流程更多被用于生产用于高频振动（大于1kHz）的Terfenol-D棒，诸如，涡流将会产生较大损失。
基于烧结的技术可以更好的运用于具有复杂几何外形的情形。
固体棒直径可达65mm，长度可达200mm。
板条式，有孔式，或其他特殊造型，如正方形截面，平板，盘状，目标喷溅Terfenol-D粉末的技术已经成熟，可以满足不同需求。
最新的以及优化过的方法，在生产大体积、低成本产品中体现出了其广阔前景。
Terfenol-D材料在较大拉力下会非常脆弱。
其拉应力极限（28Mpa）相比起压应力（高达880Mpa），是非常小的。
材料密度要高于常见的钢材，大约为9250km/m3。
弹性模量一些Terfenol-D的性质在一个运行周期中并不恒定。