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稀土超磁致伸缩材料介绍及应用

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稀土超磁致伸缩材料 在居里点温度以下时,铁磁材料和亚铁磁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,这种现象称之为磁致伸缩效应,长度的变化是1842年由焦耳发现 致伸缩材料是近期发展起来的一种新型稀土功能材料。它具有电磁能与机 械能或声能相互转换功能。“稀土超磁致伸缩材料” 是当今世界最新型的磁致缩 功能材料,是一种高效的 Tb-Dy-Fe 合金。它在低磁场驱动下产生的应变值高达 1500—2000ppm,是传统的磁致伸缩材料如压电陶瓷的 5—8 倍、镍基材料的 40—50 倍,因此被称之为“超磁致伸缩材料” 。 “稀土超磁致伸缩材料” 产生的应力大、能量密度高,可瞬间响应,并且具 有可靠性高、居里温度高等优点,而且还是一种环保型材料;其所具有的卓越的 电磁能与机械能或声能转换性能,是传统的磁致伸缩材料所无法比拟的。 “稀土超磁致伸缩材料” 可广泛应用于众多行业的科学研究与生产制造领 域,从军工、航空、海洋船舶、石油地质,到汽车、电子、光学仪器、机械制造, 再到办公设备、家用电器、医疗器械与食品工业,无处没有它大显身手的机会。 在国防、航空航天和高技术领域:如声纳与水声对抗换能器、线性马达、微位移 驱动(如飞机机翼和机器人的自动调控系统)、噪声与振动控制系统、海洋勘探 与水下通讯、超声技术(医疗、化工、制药、焊接等)、燃油喷射系统等领域, 有广阔的应用前景。 “稀土超磁致伸缩材料” 对生产技术与生产工艺的要求极高,目前只有少数 几个国家的个别企业能够生产。 由三个组元组成(Tbl -xDyx)Fey(X=0.27~0.40,Y=1.90~2.0) 在较低磁场下具有很高磁致伸缩应变λ的合金,如 Tbo0.3Dy0.7Fe1.95 首先 于 20 世纪 70 年代初由美国海军表面武器实验室的 A. C.Clark 博士等人发明, 当即他们申请了美国专利。美国海军表面武器实验室于 1987 年将该专利技术转 让给美国阿依华州 A mes 市的前沿技术公司创建了专门生产稀土超磁致伸缩材 料的 E trema INC 分公司。随后美国的 G ibson 和 Verhoeven 等人对 Tbo0.3Dy0.7Fe1.95 合金晶体取向棒材(包括管材,片材等)的制造设备、 技术与工艺做了大量的研究,发明了一种连续生产取向(Tb-Dy-Fe)磁致伸缩 材料的方法,并申请了专利。北京科技大学经系统的研究优化了成分,采用与美 国专利完全不同的成分、设备和技术来制造<110>轴向取向的 Tb-Dy(R’) -F...

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