「磁致伸縮[參考內(nèi)容]」.doc

所謂磁致伸縮是鐵磁物質(zhì)(磁性材料）由于磁化狀態(tài)的改變，其尺寸在各方向發(fā)生變化。 磁致伸縮現(xiàn)象 大家知道物質(zhì)有熱脹冷縮的現(xiàn)象。除了加熱外，磁場(chǎng)和電場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致物體尺寸的伸長(zhǎng)或縮短。鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下，其尺寸伸長(zhǎng)（或縮短），去掉外磁場(chǎng)后，其又恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮現(xiàn)象（或效應(yīng)）。另外有些物質(zhì)（多數(shù)是金屬氧化物）在電場(chǎng)作用下，其尺寸也伸長(zhǎng)（或縮短），去掉外磁場(chǎng)后又恢復(fù)其原來(lái)的尺寸，這種現(xiàn)象稱為電致伸縮現(xiàn)象。磁致伸縮效應(yīng)可用磁致伸縮系數(shù)（或應(yīng)變）來(lái)描述，（lHlo）lo， lo為原來(lái)的長(zhǎng)度，1 H為物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下伸長(zhǎng)（或縮短）后的長(zhǎng)度。一般鐵磁性物質(zhì)的很小，約百萬(wàn)分之一，通常用 p pm代表。例如金屬鎳（Ni）的約40ppm。 磁致伸縮材料 自從發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)后，人們就一直想利用這一物理效應(yīng)來(lái)制造有用的功能器件與設(shè)備。為此人們研究和發(fā)展了一系列磁致伸縮材料，主要有三大類：即：磁致伸縮的金屬與合金，如鎳和金煤（Ni）基合金（Ni， NiCo合金， NiCoCr合金）和鐵基合金（如 F eNi合金， FeAl合金， Fe CoV合金等）和鐵氧體磁致伸縮材料，如 N iCo和 NiCoCu鐵氧體材料等。這兩種稱為傳統(tǒng)磁致伸縮材料，其值（在2080ppm之間）過(guò)小，它們沒(méi)有得到推廣應(yīng)用，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料，如（ Pb， Zr，Ti）C03材料，（簡(jiǎn)稱為 P ZT或稱壓電陶瓷材料），其電致伸縮系數(shù)比金屬與合金的大約200400ppm，它很快得到廣泛應(yīng)用；第三大類是近期發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料，例如以（ Tb，Dy）Fe 2化合物為基體的合金 Tbo03Dy07Fe195材料（下面簡(jiǎn)稱 T bDy Fe材料）的達(dá)到15002000ppm，比前兩類材料的大12個(gè)數(shù)量級(jí)，因此稱為稀土超磁致伸縮材料。 特點(diǎn) 和傳統(tǒng)超磁致伸縮材料及壓電陶瓷材料（PZT）相比，稀土超磁致伸縮材料是佼佼者，它具有下列優(yōu)點(diǎn)：磁致伸縮應(yīng)變比純 N i大50倍，比PZT材料大525倍，比純 N i和 NiCo合金高400800倍，比PZT材料高1430倍；磁致伸縮應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生的推力很大，直徑約l0mm的 TbDyFe的棒材，磁致伸縮時(shí)產(chǎn)生約200公斤的推力：能量轉(zhuǎn)換效率（用機(jī)電耦合系數(shù) K33表示）高達(dá)70，而 Ni基合金僅有16，PZT材料僅有4060；其彈性模量隨磁場(chǎng)而變化，可調(diào)控；響應(yīng)時(shí)間（由施加磁場(chǎng)到產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變所需的時(shí)間稱響應(yīng)時(shí)間）僅百萬(wàn)分之一秒，比人的思維還快；頻率特性好，可在低頻率（幾十至1000赫茲）下工作，工作頻帶寬；穩(wěn)定性好，可靠性高，其磁致伸縮性能不隨時(shí)間而變化，無(wú)疲勞，無(wú)過(guò)熱失效問(wèn)題。 技術(shù)上的應(yīng)用 由于磁致伸縮材料在磁場(chǎng)作用下，其長(zhǎng)度發(fā)生變化，可發(fā)生位移而做功或在交變磁場(chǎng)作用可發(fā)生反復(fù)伸張與縮短，從而產(chǎn)生振動(dòng)或聲波，這種材料可將電磁能（或電磁信息）轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或聲能（或機(jī)械位移信息或聲信息），相反也可以將機(jī)械能（或機(jī)械位移與信息）。轉(zhuǎn)換成電磁能（或電磁信息），它是重要的能量與信息轉(zhuǎn)換功能材料。它在聲納的水聲換能器技術(shù)，電聲換能器技術(shù)、海洋探測(cè)與開發(fā)技術(shù)、微位移驅(qū)動(dòng)、減振與防振、減噪與防噪系統(tǒng)、智能機(jī)翼、機(jī)器人、自動(dòng)化技術(shù)、燃油噴射技術(shù)、閥門、泵、波動(dòng)采油等高技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。 海洋占地球面積的70，海洋是人類生命的源泉，但是人類對(duì)海洋的大部分還缺乏了解。21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，人類的生活、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和資源的獲及將逐漸的從山陸地轉(zhuǎn)移到海洋。而艦艇水下移動(dòng)通訊、海水溫度、海流、海底地形地貌的探測(cè)就需要聲納系統(tǒng)。聲納是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，它包括聲發(fā)射系統(tǒng)，反射聲的接收系統(tǒng)，將回聲信息轉(zhuǎn)變成電信息與圖像，以及圖像識(shí)別系統(tǒng)等。其中聲發(fā)射系統(tǒng)中的水聲發(fā)射換能器及其材料是關(guān)鍵技術(shù)之一。過(guò)去聲納的水聲發(fā)射換能器主要用壓電陶瓷材料（PZT）來(lái)制造。這種材料制造的水聲換能器的頻率高（20kHz以上），同時(shí)發(fā)射功率小，體積大，笨重。另外隨艦艇隱身技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代艦艇可吸收頻率在30kHz以上的聲波，起到隱身的作用。各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都正在大力發(fā)展低頻（頻率為幾十至2000赫茲），大功率（聲源級(jí)約220dB）的聲納用或水聲對(duì)抗用發(fā)射水聲換能器，并已用于裝備海軍。低頻可打破敵方艦艇的隱身技術(shù)，大功率可探測(cè)更遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，同時(shí)體積小，重量輕，可提高艦艇的作戰(zhàn)能力。低頻大功率是聲納用和水聲對(duì)抗用發(fā)射水聲換能器今后的發(fā)展方向。而制造低頻大功率水聲發(fā)射換能器的關(guān)鍵材料是稀土超磁致伸縮材料。發(fā)展稀土超磁致伸縮材料對(duì)發(fā)展聲納技術(shù)、水聲對(duì)抗技術(shù)、海洋開發(fā)與探測(cè)技術(shù)將起到關(guān)鍵性作用。日本已用稀土超磁致伸縮材料來(lái)制造海洋聲學(xué)斷層分析系統(tǒng) O AT （Ocean Acoustic Topography）和海洋氣候聲學(xué)溫度測(cè)量系統(tǒng) A TOC （The Acoustic Thermometry of Ocean climate）的水聲發(fā)射換能器，其信號(hào)可發(fā)射到1000km的范圍，可用于測(cè)量海水溫度和海流的分布圖。1.high magnetostriction alloys 高磁致伸縮合金 2.Calculation of Magnetostriction for RFe2 and Tb0.27Dy0.73Fe2 Compounds RFe_2和Tb_（027）Dy_（073）Fe_2化合物的磁致伸縮系數(shù)的 3.THE GIANT MAGNETOSTRICTION OF (Tb,Dy)Fe_2 ALLOYS (Tb,Dy)Fe_2金屬間化合物的巨大磁致伸縮 4.Experimental Study on the Abrasion of Material by Magnetostriction Apparatus 應(yīng)用磁致伸縮儀進(jìn)行材料磨蝕試驗(yàn)研究 5.Design of Differential Stress Sensor with Six Magnetic Pole Based on Counter Magnetostriction Effect 六磁極差動(dòng)式逆磁致伸縮效應(yīng)應(yīng)力傳感器的設(shè)計(jì) 6.Their typical magnetic effects include magnetostriction effect, inverse magnetostriction effect, giant E effect, giant Barkhausen effect,Matteucci effect, Hall effect, electromagnetic induction and magnetization-saturation related phenomenon, etc. 非晶態(tài)合金的諸多效應(yīng)都與其磁學(xué)特性有關(guān)，其典型磁效應(yīng)包括磁致伸縮效應(yīng)、逆磁致伸縮效應(yīng)、大西E效應(yīng)、大Barkhausen效應(yīng)、Matteucci效應(yīng)、Hall效應(yīng)、電磁感應(yīng)效應(yīng)和磁化曲線可飽和特性等。 7.Measurement of Stress Rate in Hopkinson Bar According to Principle of Magnetostriction Converse Effect 采用磁致伸縮逆效應(yīng)原理測(cè)定Hopkinson桿的應(yīng)力變化率 8.In the paper the effects of adulteration of Mn, B on Tb0.27Dy0.73 Fex giand magnetostriction properties is discussed. The purpose is to improve the giand magnetostriction properties through adulterating other elements. 本文討論了元素Mn,B摻雜對(duì)TbDyFe超磁致伸縮材料性能的影響,目的在于通過(guò)摻雜其它元素來(lái)提高超磁致伸縮材料性能. 9.The stress testing based on counter magnetostriction effect of ferromagnetic materials is a new technique. 摘要基于鐵磁材料壓磁效應(yīng)的應(yīng)力測(cè)量是一種新技術(shù)。 10.THE VARIATIONS OF SATURATION MAGNETOSTRICTION CONSTANTS IN A Co-RICH NEARLY ZERO-MAGNETOSTRICTIVE METALLIC GLASS AFTER ANNEALING 富鈷近零磁致伸縮金屬玻璃的飽和磁致伸縮常數(shù)隨退火的變化特殊用法 anisotropic isotropic magnetostriction 各向異性磁致伸縮 converse m