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磁致伸縮材料

磁致伸縮材料
瀏覽人次:2986    發 布 者:lihua    發布日期:2011-08-11 19:22:51

波西亚时光客车材料 www.vfzpn.icu

    以Tb-Dy-Fe為代表的超磁致伸縮材料是繼壓電陶瓷、磁致伸縮材料之后,從七十年代逐漸發展起來的一種新型功能材料。它具有電磁能與機械能的轉換功能,是重的能量與信息轉換能材料,特別是聲納換能器的重要材料。由于其優異的磁致伸縮性能,超磁致伸縮材料剛一出現就引起了人們濃厚的興趣,在國民經濟和工業生產中起著越來越重要的作用。超磁致伸縮材料Tb-Dy-Fe。具有一系列優良的性能:磁致伸縮應變大,磁致伸縮應變比純Ni50倍,比PZT材料大5-25:磁致伸縮應變時產生的推力很大,直徑約1OmmTb-Dy-Fe的棒材,磁致伸縮時產生約200公斤的推力:能量密度高,其能量密度比Ni基合金大400800倍,比PZT1430倍;能量轉換效率(用機電禍合系數表示)高達70%,而Ni基合金僅有16%。 PZT材料僅有40-60%:H曲線線性好,彈性模量隨磁場而變化,可調控;響應速度快,達到10-6秒;頻率特性好,可在低頻率(幾十至1000赫茲)下工作,工作頻帶寬;可在低場(幾十至幾百奧斯特)下工作;工作電壓低,可在幾伏至100伏電壓下工作,可用電池驅動,而PZT的電極化電壓在2kV/mm 以上,有電擊穿危險;穩定性好,可靠性高,其磁致伸縮性能不隨時間而變化,無疲勞,無過熱失效問題。另外,與PZT陶瓷相比,超磁致伸縮材料在低場大功率傳感器上也具有不可替代的地位。超磁致伸縮材料在聲納的水聲換能器技術,電聲換能器技術、海洋探測與開發技術、微位移驅動、減振與防振、減噪與防噪系統、智能機翼、機器人、自動化技術、燃油噴射技術、閥門、泵、波動采油等高技術領域有廣泛的應用前景。

低頻聲源和接收系統

   聲訊號是人們進行水下通訊探測偵察和??氐鬧饕澆?。發射和接收聲波的聲納裝置,其核心元件一般由壓電陶瓷或磁致伸縮材料制成,低頻大功率是聲納用和水聲對抗用發射水聲換能器今后的發展方向。而制造低頻大功率水聲發射換能器的關鍵材料是稀土超磁致伸縮材料。發展稀土超磁致伸縮材料對發展聲納技術、水聲對抗技術、海洋開發與探測技術將起到關鍵性作用。<112 >軸向取向的超磁致伸縮材料Terfenol-D以及<110>軸向取向的Tb-Dy-Fe與壓電陶瓷PZT相比有以下幾個優點:輸出功率大、工作溫度高、低電壓驅動、滯后小、不老化、響應頻率低、低頻信號在水下衰減小、傳送距離遠等。從而使得超磁致伸縮材料有可能在聲納系統首先得到應用。

   另外,用超磁致伸縮材料制成的超聲波發生器在捕魚、海底測繪、建筑和材料的無損探傷方面有很好的應用前景,將Terfenol-D的優良的低頻聲學特性和壓電陶瓷的高頻特性相結合,可以制作出性能更好的聲振動傳感器,其頻響寬、單向性好。利用磁致伸縮材料的彈性模量隨磁場改變的性質,可制成頻率可隨磁場調節的延遲線,諧振器和濾波器等器件在聲納或其它系統中應用。

超聲技術和電聲換能技術

   稀土超磁致伸縮材料在聲頻和超聲技術方面也有廣闊的應用前景。例如用該材料可制造超大功率超聲換能器。過去的超聲換能器主要是用壓電陶瓷(PZT)材料來制造。它僅能制造小功率( 2.OkW)的超聲波換能器,國外已用稀土超磁致伸縮材料來制造出超大功率(625kW)的超聲波換能器。超大功率超聲波技術可產生低功率超聲技術所不能產生的新物理效應和新的用途,如它可使廢舊輪胎脫硫再生,可使農作物大幅度增產,可加速化工過程的化學反應,有重大的經濟、社會和環保效益;用該材料制造的電聲換能器,可用于波動采油,可提高油井的產油量達20%100%,可促進石油工業的發展。

高能快速微型位移執行器

   超磁致伸縮材料不僅磁致伸縮應變大,而且輸出應力大,響應速度快,因此可以用于高能快速微型機械的設計,用稀土超磁致伸縮材料制造的微位移驅動器,可用于機器人、自動控制、超精密機械加工、紅外線、電子束、激光束掃描控制、照相機快門、線性電機、智能機翼、燃油噴射系統、微型泵、閥門、傳感器等。

其它傳感器應用

   利用超磁致伸縮材料磁致伸縮應變大,響應速度快的特點,可以將其用于任何與磁場有關的物理量的測量。此外,用該材料制造的薄型(平板型)喇叭,振動力大、音質好、高保真,可使樓板、墻體、桌面、玻璃窗振動和發音,可作水下音樂、水下芭蕾伴舞的喇叭等。用該材料可制^造噪聲與噪聲控制,反振動與振動控制系統。

   作為一種新型的功能材料,稀土超磁致伸縮材料引起了高技術領域的高度關注,其應用指標得到了較深入的研究。應用研究一直比較活躍,優克公司采用電弧熔煉和定向凝固設備,并與蘭州理工大學國家實驗室致力合作,成功開發出磁致伸縮量大于1800ppm的超磁致伸縮材料,實現年產2000公斤生產規模,滿足了國內外對超磁致伸縮材料的需求。

 

 

 

 

 

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