Tb-Dy-Fe超磁致伸缩合金的动态机电耦合系数

用区熔定向凝固方法制备出成分为Tb0.3Dy0．7Fe1．90的（110）和（112）取向的超磁致伸缩材料,研究了在900℃真空热处理后材料的动态机电耦合系数．结果表明,定向生长的（110）和（112）取向样品K33值比铸态有明显的提高;随着磁场的增大,K33值先增大后又逐渐减小;外加压力从0MPa增大到10MPa,K33值逐渐增大;继续增大压力,K33值减小．适当的热处理使K33值明显提高．热处理后样品K33值的提高与样品磁畴结构的改变有关．     

粘结Sm-Dy-Fe合金的磁致伸缩性能研究

采用粘结法制备了Sm_(1-x)Dy_xFe_2合金样品,测量了粘结合金样品的静态磁致伸缩、动态磁致伸缩系数、增量磁导率和磁-机械耦合系数,研究了磁致伸缩性能等随磁场H的变化规律。发现当x<0.12时合金的低场磁致伸缩随x的增加而增加,高场磁致伸缩随x的增加而降低。棒状Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金在H=200kA/m时的磁致伸缩达405×10~(-6),磁-机械耦合系数和动态磁致伸缩系数分别达到0.34和1.28nm/A,因而粘结Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金具有一定的实用价值。     

铈元素的添加对金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix（x=1.6，1.4，1.2）的晶体结构、巡游电子转变特性和等温磁熵变的影响

定性地说明了在金属间化合物La0.8Ce0.2Fe11.4Si1.6中用少量Ce代替La，可以增加合金体系ac/b^2的值和临界磁场Bc（T），降低合金体系顺磁态和铁磁态间的能垒，增强IEMT特性，并使该化合物在居里温度处低磁场下的磁化系数发生了剧烈的变化。上述原因使化合物La0.8Ce0.2Fe11.4Si1.6在居里温度附近获得了巨大的等温磁熵变。此化合物在1T的低磁场下居里温度Tc～186K附近的最大等温磁熵变为74．79J（kg·K）。     

铁镓磁缩合金韧性好成本低

美国海军水面交战研究中心于1999年发明的、具磁致伸缩特性的铁镓合金已开始商业化。磁致伸缩是一种效应,当磁场作用于一些材料时,它们会发生尺寸变化。一种被称作Galfend的铁镓合金可以把电能转变为机械能。     

化学镀CoP/Insulator/BeCu复合结构丝的巨磁阻抗效应研究

采用含复合络合剂的碱性镀液,改变镀液配方组分和工艺条件在绝缘层上合成软磁性良好的CoP合金镀层,制备出CoP/Insulator/BeCu复合结构的巨磁阻抗效应材料.样品采用电流退火进行焦耳热处理.电流退火后,在较低频率下观察到显著的磁阻抗效应,在97kHz时最大磁阻抗效应为991%,磁场灵敏度高达2.78%/(A·m-1);在3kHz～30MHz的频率范围内,磁阻抗比率都在50%以上,具有很宽的频率应用范围.利用复数磁导率探讨材料的磁化特性,发现有效磁导率实部和虚部的频率特性在退火后发生了很大变化.     

低频脉冲磁场处理Co_(60.15)Fe_(4.35)Si_(12.5)B_(15)非晶合金薄带巨磁阻抗效应的研究

对Co60.15Fe4.35Si12.5B15非晶合金薄带进行了低频脉冲磁场处理,M ssbauer谱分析及透射电镜观察表明样品发生了纳米晶化,处理过程样品温升ΔT≤5℃,在直流磁场Hex为0.296kA/m、交变驱动电流频率为2MHz时,磁阻抗比值达255%。实验表明,材料的巨磁阻抗效应与低频脉冲磁场的频率、强度有关,同时低频脉冲磁场处理致非晶合金纳米晶化创新了一种获得巨磁阻抗效应新的处理工艺。     

真空磁场热处理对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁致伸缩性能的影响

研究了磁场热处理对Tb0.3Dy0.7Fe1.95多晶合金磁致伸缩性能的影响.将定向凝固得到的多晶合金,在真空条件下,加热到居里点附近不同温度,在加磁场下保温一定时间后冷却到室温,测量其磁致伸缩系数,并且进行X衍射分析.实验结果表明,在稍低于居里点的温度,沿垂直于棒的轴线加磁场保温一定时间后冷却,合金的磁致伸缩系数明显提高,沿样品棒轴线的晶体取向有一定程度的改变.     

Terfenol-D颗粒取向对树脂基磁致伸缩复合材料性能的影响

已有的研究表明,在树脂基磁致伸缩复合材料固化过程中,施加一定的磁场使Terfenol-D颗粒沿磁场方向取向排列可以形成伪1-3型复合结构,其静态磁致伸缩性能较颗粒随机取向的0～3型复合材料有一定程度的提高。本文旨在研究颗粒取向对磁致伸缩复合材料其它性能的影响。以Terfenol—D颗粒体积含量为50％的0-3型和1-3型环氧基磁致伸缩复合材料为研究对象,通过实验和计算对比两种材料的动静态磁致伸缩性能、增量磁导率、弹性模量、磁机械耦合系数。结果表明．颗粒取向不仅可以提高树脂基磁致伸缩复合材料的静态磁致伸缩性能和动态磁致伸缩性能,还能略微提高其弹性模量,但会适度降低其磁机械耦合系数。     

玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应(英文)

本文讨论了长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应的影响.通过测量不同频率下(0.1～1MHz)以及不同长度样品的巨磁阻抗效应,结果表明,长度对玻璃包覆钴基非晶丝巨磁阻抗效应有显著影响.通过计算样品的环向磁导率,发现样品的磁畴结构和饱和磁化后的退磁场影响着环向磁导率变化大小.没有加入恒定磁场时,特殊的磁畴结构决定了不同长度样品的环向磁导率近似相等.饱和磁化后,较长的样品的环向磁导率较小,其环向磁导率的变化较大,从而导致相应的巨磁阻抗效应增强.     

真空磁场热处理对Fe-Ga-Al合金磁致伸缩的影响

采用电弧炉熔炼方法得到Fe82Ga18-xAlx(x=3,9,12)合金的多晶样品。利用X射线衍射(XRD)和金相观察对合金的相组成进行分析,并对其磁致伸缩系数进行测量。经过真空磁场热处理后,对Fe-Ga-Al合金的结构和磁致伸缩性能进行研究。结果表明,真空磁场热处理后Fe-Ga-Al合金磁致伸缩系数均有提高,其中Fe82Ga9Al9合金经磁场热处理后,磁致伸缩达到114×10-6;Fe82Ga15Al3合金经磁场热处理后,其磁致伸缩增幅最大,比处理前增加165%。     

Fe-Ga合金发音振子换能器的多场耦合模型

建立了Fe-Ga合金弓张结构发音振子换能器电场、磁场和固体力学场的多场耦合模型,研究了发音振子换能器磁场强度、磁感应强度和应变分布情况,并进行了换能器在不同频率下的磁场强度分析和模态分析。分析发现,随着频率的增高,Fe-Ga合金发音振子换能器的磁场强度逐渐减小,计算得到换能器的共振频率为984 Hz。测试了Fe-Ga合金换能器中的核心元件Fe-Ga合金的磁场强度与应变的关系,当磁场强度饱和值为40 k A·m-1时,应变为70×10-6。搭建了磁致伸缩材料磁特性测试系统,测试了Fe-Ga合金磁场频率为5、20、50 Hz的磁滞曲线,并测试了Fe-Ga合金的应变随频率的变化曲线,实验结果与换能器中Fe-Ga合金的应变仿真结果一致。     

三叠片压电复合换能器弯曲振动的比较研究

用瑞利法对三叠片弯振圆盘换能器在三种不同边界条件下的振动特性进行理论研究,推导了谐振频率及有效机电耦合系数的表达式,通过数值计算分析了复合换能器的谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各结构参数的变化规律并进行比较研究,同时将计算结果与有限元模拟结果比较,结果表明不同边界条件下换能器的结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数影响不同:在换能器结构参数一定时,自由边界条件下谐振频率最大,简支边界条件下最小,固定边界条件下次之;有效机电耦合系数随着金属片厚度、陶瓷片厚度和陶瓷片半径变化时,分别有一个最大值;其他参数一定时,有效机电耦合系数在简支边界条件下最大,自由边界条件下的值稍大于固定边界条件下的值。上述研究结果可为三叠片弯曲振动换能器的设计和实际应用提供一定的理论支持。     

基于新型鼓包法测试NiFe2O4薄膜的力磁性能

为表征NiFe_2O_4(NFO)薄膜材料的力磁性能,利用自主研发的新型多场耦合鼓包测试系统和发展的铁磁材料鼓包力磁本构方程,采用溶胶-凝胶法和化学腐蚀法制备了NFO薄膜鼓包样品,并在不同力磁条件下研究了NFO薄膜力磁耦合性能。结果表明,在外加磁场为0Oe时,NFO薄膜弹性模量和残余应力分别为187.8GPa和500.8 MPa。随着外加磁场的增大,NFO薄膜弹性模量由0Oe时的187.8GPa逐渐增大到800Oe时的484.6GPa;磁致伸缩系数由200Oe时的-94.2×10~(-6)增大到800Oe时的-326.2×10~(-6)。当鼓包油压由0kPa增大到50kPa时,NFO薄膜剩余磁化强度降低75%,矫顽磁场降低44%。     

预应力钢拉杆的理论分析及试验研究

为了考察钢拉杆在不同受力条件下的力学性能,对10根GLG650钢拉杆试件分别进行单调受拉和低周往复拉压试验,得到钢拉杆的荷载-位移曲线、屈服承载力、最大承载力、极限承载力以及相应的变形和破坏形态。试验及分析结果表明：钢拉杆屈服强化阶段,荷载-位移曲线接近于直线;在往复拉压作用下,长细比较小的钢拉杆荷载-位移曲线出现循环软化现象。受拉屈服后,随着钢拉杆轴向变形加大,反向受压时其侧向挠曲变形随之增大,杆件中部在压弯作用下进入屈服。钢拉杆的断后伸长率约为3.4%~6.8%,远小于钢材试样的破断伸长率。钢拉杆破断多发生在加载端或固定端,受压弯累计塑性损伤的影响,长细比较小时杆件中部破断的情况增多。根据受力特征点确定的钢拉杆荷载-位移滞回规则,可供在往复荷载作用下弹塑性计算分析时应用。     

各向异性不同含量羟基铁粉颗粒/磁性聚氨酯泡沫的可控力学和声学性能

聚氨酯泡沫(PUFs)被广泛应用于飞机、车辆和许多其他设施中的噪声控制。本文研究的磁性聚氨酯泡沫(MPUFs)是一种新型智能泡沫,其力学和声学特性可通过磁场控制。采用一步全水法制备了添加羟基铁粉颗粒的磁性聚氨酯泡沫(CIPs/MPUFs),在发泡过程中施加一定强度的磁场,磁颗粒沿着外加磁场方向排列成链状有序结构,得到各向异性磁性泡沫。在外加磁场作用下,CIPs/MPUFs内部磁性颗粒发生迁移,材料的力学和声学性能发生改变。实验研究了外加磁场对CIPs/MPUFs力学性能和吸声性能的影响。实验结果表明:在外加磁场条件下,CIPs/MPUFs的储能模量和损耗模量随磁性颗粒含量的增加而增加;CIPs/MPUFs的平均吸声系数变化幅度在1%~7%之间,当颗粒含量为5wt%、制备磁场为200 mT、测试施加1.5 A电流时,CIPs/MPUFs的平均吸声系数增加幅度最大,为6.5%。      

基于超磁致伸缩材料的FBG电流传感器温度特性研究

针对基于超磁致伸缩材料的FBG电流传感器,分析了温度对传感头各个部分和整个传感头的影响,通过试验研究了FBG、Fe—Ga超磁致伸缩棒以及传感头三个部分的温度特性。结果表明,FBG的温度特性为线性,Fe—Ga超磁致伸缩棒以及传感头的温度特性整体为非线性,Fe—Ga超磁致伸缩棒的温度响应大于FBG的温度响应,传感头的温度特性主要取决于Fe—Ga超磁致伸缩棒的温度特性。在26℃到60℃范围内,根据传感头的温度特性,可采取分段补偿的方法消除温度影响,将温度特性分为线性区和非线性区两个范围,分别得到了传感头温度特性拟合方程。     

铌酸钾钠/铁酸钴铜多铁性磁电复合材料的制备及性能研究

通过固相法制备了(1–x)(0.9462K0.5Na0.5NbO3-0.0498LiSbO3-0.004BiFeO3)-xCo0.85Cu0.15Fe2O4((1–x)(KNN-LS-BFO)-xCCFO)(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)复合多铁性磁电陶瓷.XRD分析表明:烧结后的样品为复合的钙钛矿和尖晶石结构,没有发现杂相产生.SEM照片显示KNN-LS-BFO晶粒生长完好尺寸较大,而CCFO晶粒尺寸较小.当x从0.1增加到0.5时,复合材料的压电系数从120 pC/N减小到33 pC/N,而饱和磁化强度和剩磁增加,饱和磁致伸缩系数从18×10–6增加到51.5×10–6左右.材料的磁电耦合系数随着外磁场的增加先增大到极大值后再减小;当交变磁场频率为1 kHz,x=0.3时材料的磁电电压系数达到最大值20.6 mV/A.     

碳纳米管磁化氢等离子体薄膜的微波吸收特性

为从理论上掌握有外加静磁场存在时铁催化高压歧化生成的碳纳米管中氢等离子体的微波吸收特性,根据磁离子理论和Appleton-Hartee方程,采用W.K.B近似方法,导出了碳纳米管磁化氢等离子体薄膜的微波衰减系数公式,数值计算了不同条件下碳纳米管磁化氢等离子体薄膜在0.3～30 GHz频段的微波衰减系数。研究结果表明:随着外加磁场强度的增加,Att30.00 dB/cm的频宽明显增大,吸收峰向高频方向移动.适当控制碳纳米管中等离子体的自由电子密度、电子碰撞的有效频率和外加磁场强度,能够实现碳纳米管中磁化氢等离子体薄膜对对特定微波段的强吸收.在外磁场等于0时,运用所构建的微波吸收模型得到的数值计算结果与已有的实验数据相吻合.