高性能粘结超磁致伸缩复合材料的制备与性能表征

采用自行设计的简易压缩成型装置,以粉末粘结工艺,制备了环氧树脂粘结超磁致伸缩材料。对设计制造的成型模具及粘结超磁致伸缩材料的制备工艺及性能进行了研究。采用扫描电子显微镜（SEM）、排水测密度法、Agilent 4294A动态阻抗分析仪、电子万能试验机以及电阻应变片技术,表征了采用该装置和工艺制备的粘结超磁致伸缩材料的显微组织结构、密度、高频响应、力学性能、磁致伸缩及压应力特性。结果表明,采用该装置和工艺制备的粘结超磁致伸缩材料,组织均匀致密,气孔率低,性能重复性好,在420MPa的高压成型过程中无漏料现象发生,特别是材料的致伸缩伸缩性能高,无预压应力情况下其饱和磁致伸缩系数达820×10-6,在1MP压应力下其饱和磁致伸缩系数高达1006×10-6,同时该材料具有较高的截止使用频率。该制备方法具有成本低、成型设备及工艺简单、容易操作及产品性能高等优点,适合于工业生产。对复合材料性能改进的机理进行了阐述。     

高性能稀土-铁系超磁致伸缩复合材料的磁特性研究

以粉末粘结、模压成型方法,研制环氧树脂粘结稀土-铁系超磁致伸缩复合材料.采用电阻应变片技术,研究树脂含量、压应力大小对复合材料的磁致伸缩性能的影响规律.结果表明,当合金粉末与树脂体积比为9:1时,在1 MP压应力下其饱和磁致伸缩系数高达1070×10-6.树脂含量、压应力大小对复合材料的磁致伸缩特性的影响很大.过高或过低的树脂含量均不利于材料的磁致伸缩性能的提高,获得较高磁致伸缩性能时的合金粉末与树脂最优体积比为7:3.较小压应力能提高材料的磁致伸缩性能,压应力进一步增大则磁致伸缩性能降低,特别是在低磁场下,在较大预加应力条件下测得的样品的磁致伸缩性能较低.获得较高磁致伸缩性能时的压应力为1MPa.     

粘结工艺及粘结SmFe2棒材的磁性能

通过用树脂粘结法制备SmFe2合金样品，研究了粘结磁致伸缩棒材的模压成型工艺，分析了粘结SmFe2棒材的磁化过程与磁致伸缩性能。实验结果表明，所设计的粘结方案合理，所制备的粘结棒材径向磁致伸缩与轴向磁致伸缩差别很小，这说明样品内部的成分、组织均匀一致。     

两种处理工艺下Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的磁致伸缩系数

采用低频脉冲磁场和等温退火工艺分别对非晶合金Fe78Si9B13样品进行处理,用自制磁致伸缩测量系统对处理前后样品的磁致伸缩系数进行测量。实验结果表明,两种处理工艺都使样品的饱和磁致伸缩系数λs减小,饱和磁致伸缩系数与退火时间t有关,在300℃温度下等温退火40min,样品的饱和磁致伸缩系数最小,其值为49.52×10-5。饱和磁致伸缩系数λs与低频脉冲磁场强度Hp为非线性关系,饱和磁致伸系数λs对脉冲磁场处理参数有所选择,当Hp为19 900A/m、脉冲频率f为30Hz、t为240s时,饱和磁致伸缩系数最小,其值为2.70×10-5。低频脉冲磁场处理对样品的饱和磁致伸缩系数的影响明显大于等温退火。     

GMM的发展现状及其在精密致动器件中的应用

超磁致伸缩材料的制备及其应用开发已成为当前机电工程领域中的研究热点.本文回顾了超磁致伸缩材料的发展,全面分析了超磁致伸缩材料的特点,系统地介绍了国内外超磁致伸缩材料在精密致动领域的应用及其开发情况,并对该材料未来的发展及应用领域作了展望.     

步行能量采集器中磁致伸缩材料的机-磁耦合特性研究

针对步行能量采集器中磁致伸缩材料的机–磁耦合特性,提出了一种磁致伸缩材料机–磁耦合特性的研究方法,通过观察磁畴角度偏转的规律,研究应力和磁场载荷同时作用下的超磁致伸缩材料的机–磁耦合特性.发现外加磁场增加有利于磁畴的偏转和跃迁,而应力各向异性能不利于超磁致伸缩材料磁化的进行,使超磁致伸缩材料的磁化更加困难.依据以上结论选择最佳的外加磁场和应力的取值,并且计算磁致伸缩材料对外产生的磁化强度,该磁化强度具有更高的效率.     

超磁致伸缩执行器自感知机理研究

为了能有效地减小微器件的体积并实现同位控制，提出了超磁致伸缩执行器同时作为执行器和传感器的自感知工作原理. 分析了超磁致伸缩执行器作为双向换能器的自感知物理基础，以此建立了执行器和传感器的能量耦合模型. 根据磁致伸缩材料的压磁方程，并结合励磁线圈的截面积、匝数及磁致伸缩棒的截面积、长度、弹性模量、压磁系数等，推导了感知力和感知速度的计算方法. 提出了利用桥路法在强驱动信号的背景下提取感知信号的方法，在研制的执行器自感知实验系统上，验证了力感知和速度感知方法的有效性     

Terfenol-D磁致伸缩形变测试及应用研究

基于准静态条件下线性磁致伸缩理论 ,对 7mm× 2 0 mm的 Terfenol- D试样 ,在其轴向施加 0、0 .0 4 5、0 .1 5 6、0 .662、6.9MPa压应力和 0～ 3A直流电磁激励条件下的磁致伸缩形变特性进行了测试 ,测得试样的最大轴向形变量可分别达到 4.98μm、7.94μm、8.64μm、1 4.74μm和1 9.7μm。实验结果表明 :磁致应变量随压应力载荷增加而明显放大 ;磁致应变输出效率随压应力载荷的不同而发生变化 ,并具有优选励磁范围。该结果为进一步的在驱动器设计时选定预压应力载荷和确定励磁电流强度范围提供了实验依据。文中对已试制出的基于试样的驱动器样机作了简介。     

稀土超磁致伸缩材料电磁参数的实验研究

利用自制的稀土超磁致伸缩参数实验装置对采用独特工业化工艺技术生产的ＴｂＤｙＦｅ三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数和机电耦合系数等电磁参数进行了实验测定讨论了磁电耦合作用对磁致伸缩系数和机电耦合系数的影响,所得结果为超磁致伸缩材料应用器件提供了重要设计依据。     

超磁致伸缩材料特性测量的实验设计

简述超磁致伸缩材料及其特性测量原理,设计了用应变片法和光杠杆法分别测鼍微小长度变化量,并用计算机采集数据,实现了合金材料超磁致伸缩系数计算机实时测量的实验,得到了两种测量方法测量超磁致伸缩系数在误差允许范围内一致的结果.