磁致伸缩材料

    磁致伸缩材料 : 具有磁致伸缩效应的特种磁性 材料。物体在磁场中磁化时,会沿磁化方向 发生微量伸长和缩短,这一现象叫作磁致伸 缩效应,这是由于铁磁或亚铁磁材料在居里 点以下发生自发磁化形成磁畴,在每一畴内 晶格都沿磁化强度方向发生形变。当施加外 磁场时,磁体内部随机取向的磁畴即发生旋 转,使各磁畴的磁化方向与外加磁场方向趋 于一致,物体对外显示宏观效应,即沿外磁 场方向伸长或缩短,伸长者为正磁致伸缩,缩 短者为负磁致伸缩。磁致伸缩的大小以磁致 伸缩系数λ=Δl/l来度量,且随着外加磁场 的增大而增大,直至饱和磁场时达到λ_s。
磁致伸缩材料的主要性能指标为:(1)饱 和磁致伸缩系数λ_s,表明可获得的最大形变 量和所能承受的功率; (2) 产生饱和磁致伸 缩的磁场H_s; (3)灵敏度系数s; (4)磁-弹 耦合系数k_T,是表示机械能与电能之间的转 换系数。
磁致伸缩材料可分为三类。(1) 金属磁 致伸缩材料。具有较高饱和磁化强度,力学 性能好,可承受较高功率,但电阻率低,难 应用于高频率段,如Ni,Co,Fe-13%Al,铁 钴钒合金及铁硼系非晶态合金。(2) 铁氧体 (非金属)磁致伸缩材料。饱和磁化强度较低, 不能承受较高功率,但电阻率高,可在高频 段应用。(3) 巨磁致伸缩材料,磁致伸缩系 数远高于常规材料,耦合系数高,主要是稀 土基材料。
磁致伸缩材料的主要应用是利用磁-应 力效应和应力-磁效应。磁-应力效应的应用 有超声波器件,最基本有超声波振子、可变 延迟线、弹性波滤波器等;应力-磁效应可对 多种力学量进行检测,主要应用有张应力、压 力检测仪、应变仪、阀门控制、微定位、机 械传动机构等。