GMM稀土超磁致伸缩材料

以Tb-Dy-Fe为代表的超磁致伸缩材料是继压电陶瓷、磁致伸缩材料之后，从七十年代逐渐发展起来的一种新型功能材料。它具有电磁能与机械能的转换功能，是重的能量与信息转换能材料，特别是声纳换能器的重要材料。由于其优异的磁致伸缩性能，超磁致伸缩材料刚一出现就引起了人们浓厚的兴趣，在国民经济和工业生产中起着越来越重要的作用。超磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe。具有一系列优良的性能:磁致伸缩应变大，磁致伸缩应变 比纯Ni大50倍，比PZT材料大5-25倍:磁致伸缩应变时产生的推力很大，直径约10mm的Tb-Dy-Fe的棒材，磁致伸缩时产生约200公斤的推力:能量密度高，其能量密度比Ni基合金大400～800倍，比PZT大14～30倍；能量转换效率(用机电祸合系数表示)高达70%，而Ni基合金仅有16%。PZT材料仅有40-60%:其 一H曲线线性好，弹性模量随磁场而变化，可调控；响应速度快，达到10-6秒；频率特性好，可在低频率(几十至1000赫兹)下工作，工作频带宽；可在低场(几十至几百奥斯特)下工作；工作电压低，可在几伏至100伏电压下工作，可用电池驱动，而PZT的电极化电压在2kV/mm 以上，有***穿***；稳定性好，可靠性高，其磁致伸缩性能不随时间而变化，无疲劳，无过热失效问题。另外，与PZT陶瓷相比，超磁致伸缩材料在低场大功率传感器上也具有不可替代的地位。超磁致伸缩材料在声纳的水声换能器技术，电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域有广泛的应用前景。

低频声源和接收系统

声讯号是人们进行水下通讯探测侦察和遥控的主要媒介。发射和接收声波的声纳装置，其核心元件一般由压电陶瓷或磁致伸缩材料制成，低频大功率是声纳用和水声对抗用发射水声换能器今后的发展方向。而制造低频大功率水声发射换能器的关键材料是稀土超磁致伸缩材料。发展稀土超磁致伸缩材料对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。<112 >轴向取向的超磁致伸缩材料Terfenol-D以及<110>轴向取向的Tb-Dy-Fe与压电陶瓷PZT相比有以下几个优点:输出功率大、工作温度高、低电压驱动、滞后小、不老化、响应频率低、低频信号在水下衰减小、传送距离远等。从而使得超磁致伸缩材料有可能在声纳系统首先得到应用。

另外,用超磁致伸缩材料制成的超声波发生器在***、海底测绘、建筑和材料的无损探伤方面有很好的应用前景，将Terfenol-D的优良的低频声学特性和压电陶瓷的高频特性相结合，可以制作出性能更好的声振动传感器，其频响宽、单向性好。利用磁致伸缩材料的弹性模量随磁场改变的性质，可制成频率可随磁场调节的延迟线，谐振器和滤波器等器件在声纳或其它系统中应用。

超声技术和电声换能技术

稀土超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面也有广阔的应用前景。例如用该材料可制造超大功率超声换能器。过去的超声换能器主要是用压电陶瓷(PZT)材料来制造。它仅能制造小功率(≤ 2.OkW)的超声波换能器，国外已用稀土超磁致伸缩材料来制造出超大功率(6～25kW)的超声波换能器。超大功率超声波技术可产生低功率超声技术所不能产生的新物理效应和新的用途，如它可使废旧轮胎脱硫再生，可使农作物大幅度增产，可加速化工过程的化学反应，有重大的经济、社会和环保效益；用该材料制造的电声换能器，可用于波动采油，可提高油井的产油量达20%～100%，可促进石油工业的发展。

高能快速微型位移执行器

超磁致伸缩材料不仅磁致伸缩应变大，而且输出应力大，响应速度快，因此可以用于高能快速微型机械的设计，用稀土超磁致伸缩材料制造的微位移驱动器，可用于机器人、自动控制、超精密机械加工、红外线、电子束、激光束扫描控制、照相机快门、线性电机、智能机翼、燃油喷射系统、微型泵、阀门、传感器等。

其它传感器应用

利用超磁致伸缩材料磁致伸缩应变大，响应速度快的特点，可以将其用于任何与磁场有关的物理量的测量。此外，用该材料制造的薄型(平板型)喇叭，振动力大、音质好、高保真，可使楼板、墙体、桌面、玻璃窗振动和发音，可作水下音乐、水下芭蕾伴舞的喇叭等。用该材料可制^造噪声与噪声控制，反振动与振动控制系统。

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