磁致伸缩材料及铁磁体性质 一.铁磁体的性质 首先要了解下述有关效应： 1.磁滞效应：铁磁体在磁化过程中，磁感应强度总是落后于磁场强度的现象称为磁滞效应。从物理学的知识可以知道，由于磁滞现象的存在，处于交变磁场中的铁磁体有能耗-磁滞损耗存在，这种能耗最终以热能形式散发掉。 假定对铁磁体施加的外加交变磁场是圆频率为ω的简谐量，则：H→=Hm·ejωt （这里上标“→”表示盖参数为矢量，下同） 由于存在磁滞效应，与 H 相应的磁感应强度为：B→=Bm·ej（ωt-φ1） （式中φ1称为动态磁滞损耗角） 这样，磁场强度与磁感应强度之间的比例系数--交变磁导率必为一个复磁导率μ→：μ→=B→/H→=μ·e-jφ1 式中μ=Bm/Hm 称为复磁导率的模，或称动态磁导率，为了和此动态磁导率相区别，我们把稳恒磁场的磁导率称为静态磁导率，以μ 表示。 2.涡流效应：铁磁体通常也是导电体，由于磁感应强度的变化，在铁磁体内将有感应电流--涡流产生。涡流的出现必将阻碍材料的磁化而且使能耗也随之增加，这会使得动态磁导率μ 比不存在涡流时更小。这里顺便提一句：在涡流检 测 技 术 中利 用 的是涡流效应，但 在磁致伸缩效应中，这种涡流效应则是起 到 损耗能量的作 用 。 考 虑 磁滞损耗与涡流损耗同时存在的情 况 时，复磁导率可表示为：μ→=B→/H→=μX·e-j（φ1+φ2） 式中μ 为动态磁导率，X 为涡流去 磁系数，φ2为涡流损耗角。 3.磁致伸缩效应：实 际 上，磁之伸缩现象能同时引 起 多 种变化，其 主 要表现可以归 纳 如 下： 由磁化引 起 的机 械 性变形（应变）中包 括 有： 一元 变化（材料沿 磁场方 向 的伸缩--焦 耳 效应； 材料垂 直 于磁场方 向 的伸缩--焦 耳 横 向 效应和因 磁化而使材料发生扭曲 --Guillemin 效应）； 扭 曲 变化（因 纵 向 磁场及其 周 围 的周 向 磁场的作 用 而被 磁化时产生的扭 曲 现象--Wiedemann 效应以及已 受 扭 曲 产生永久 性变形的材料在纵 向 或周 向 被 磁化时产生的扭 曲 现象）； 体积 变化（由磁化引 起 的体积 变化--Bernett 效应）。 实 际 上这些 是因 磁畴 转 动变化而引 起 的。 由机 械 性变形引 起 的磁性变化中包 括 有： 一元 变化（材料伸缩方 向 上磁化曲 线 的变化--Villari 效应，垂 直 于材料伸缩方 向 上磁化曲 线 的变化--Villari 横 ...
