稀土—铁系超磁致伸缩材料的应用研究

本文对稀土－铁系超磁致伸缩的基本特性及应用前景进行了回顾与总结，剖析了该材料应用器件原理及结构，系统地介绍了国外稀土铁系超磁致伸缩材料在各个领域的应用及开发情况。展示了作者研制的低频水声换能器。该换能器具有低频，宽频带及电流灵敏度高的特点。     

稀土磁致伸缩材料的应用

稀土工业是第二次世界大战以后迅速发展并崛起的新兴产业。稀土产品作为一种特殊的功能材料,能够大幅度地提高其它产品的质量和性能,号称工业的“维生素”。本文着重介绍了稀土磁致伸缩材料的应用,包括稀土磁致伸缩材料的应用基础,研究现状和发展前景等。     

稀土—铁系超磁致伸缩材料水声换能器的研制

本文对稀土－铁系超磁致伸缩材料在水声换能错（大功率低频声纳）中的应用进行了探讨。研制的水声换能器样机采用预应力结构，其振动核心为一根φ０．０１×Ｌ０．０５ｍ的稀土－铁系超磁致伸缩材料棒；该换能器具有低频（２．４ｋＨｚ）、频带宽（８００Ｈｚ）、发射电流灵敏度高（Ｓｉ＝１７３ｄＢ）、电声效率高（η（ｅａ）＝４５％）等特性，说明了稀土－铁系超磁致伸缩材料适用于低频大功率水声换能器。     

稀土超磁致伸缩材料进展

稀土超磁致伸缩材料(Rare Earth Giant Magneto-Strictive Materials)作为2l世纪一种最具有战略性的新型智能材料，其优良的特性和广泛的应用前景在国际范围内得到普遍重视，已成为磁致伸缩材料研究的重点。简要介绍了稀土超磁致伸缩材料的特性，研究现状及应用，指出了今后的研究方向和工作重点。     

稀土磁致伸缩材料的热处理

研究了真空悬浮定向凝固工艺生产的稀土磁致伸缩材料的热处理及其对材料组织、性能的影响,结果表明,定向凝固工艺生产的材料可以沿轴向形成择优取向;在９００－９５０℃范围内,保温１－２ｈ退火后,可以明显提高材料的λ和（ｄλ／ｄＨ）值,改善材料的磁致伸缩特性。     

Tb—Dy—Fe—M四元系超磁致伸缩材料的磁性

研究了Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅｘ（ｘ＝１．８，１．９，２，２．１）三元系和Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅ１．８Ｍ０．１（Ｍ＝Ｚｎ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｒ）四元系超磁致伸缩材料的磁性。合金在氩气保护的真空电弧炉中熔炼，铸锭在１０００℃真空热处理７天，用法拉第磁秤测定居里温度，用ＬＤＪ９５００振动样品磁强计测磁化曲线，用电阻应变计测量磁致伸缩。Ｔｂ０．２７Ｄｙ０．７３Ｆｅｘ合金的居里温度在３５５～３７５℃范围内，加入Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ和Ｃｒ降低合金的居里温度，加Ｃｒ增加合金的磁致伸缩，加Ａｌ增加合金在低磁场下的磁致伸缩，加Ｚｎ，Ｔｉ降低磁致伸缩。除加Ｃｒ外，热处理也能提高合金的磁致伸缩。     

TbDyFe合金的磁致伸缩特征

采用自行研发的 5kg级MBDS 10 0型定向凝固炉在不同工艺参数条件下制备 8～ 30mm规格TbDyFe合金棒。围绕磁致伸缩特征 ,本文对材料组织、取向和磁致伸缩行为进行分析。研究结果表明 ,ReFe3 相组织会明显降低磁致伸缩率 ;同一试样中组织不均匀时 ,磁致伸缩率也存在显著差异 ;通过定向凝固得到取向为〔110〕的片状孪晶材料 ,其磁致伸缩率明显提高 ,预应力下磁致伸缩率λ超过 2 0 0 0× 10 -6。     

超磁致伸缩材料

超磁致伸缩材料（GMM）是20世纪70年代以来迅速发展起来的新型功能材料。利用GMM材料制作的器件,性能优于压电陶瓷换能材料,应用领域越来越广泛。     

超磁致伸缩薄膜材料及其应用

超磁致伸缩薄膜是一种应用于微型机电系统及传感器的新型材料 ,它具有很高的机电耦合系数、较高的响应速度以及非接触式驱动等优点。对磁致伸缩薄膜的研究现状进行了综述 ,介绍了磁致伸缩薄膜的制备方法 ,性能特征及应用前景。     

超磁致伸缩材料的性能测试及应用

测试了Terfenol-D磁致伸缩棒的磁致伸缩性能,并利用此性能在机械构件上推广应用。取Terfenol-D磁致伸缩棒放在测试仪上,对测试仪进行加压、通电、标定等进行初始化,然后给测试仪线圈传送变化的电流值,不同的电流会引起磁致伸缩棒周围按照一定规律变化,最后观察传送回的应变位移数据,通过这些数据进行计算、总结、图表分析。Terfenol-D磁致伸缩棒磁致伸缩系数在磁场强度增加初期增长率较小,当驱动磁场强度继续增加时,磁致伸缩系数增加得很快并且线性较好,当磁场强度再持续增加时,磁致伸缩系数增长开始变缓,并逐渐趋于饱和状态。Terfenol-D磁致伸缩棒的磁致伸缩性能优于其他材料,并可以对位移进行更加精确地控制。     

巨磁致伸缩材料及应用研究进展

巨磁致伸缩材料是20世纪70年代发展起来的新型功能材料,具有应变大,能量转换效率高等优点,在功能转换、智能驱动、智能传感等高技术领域有重要应用。简要介绍了磁致伸缩及巨磁致伸缩材料的发展历史,从稀土巨磁致伸缩材料、非稀土巨磁致伸缩材料的合金化研究、制备技术和应用技术等方面综述了我国巨磁致伸缩材料的发展历程,介绍了我国的科研工作者在巨磁致伸缩材料研究领域所取得的重要研究成果,最后对巨磁致伸缩材料发展及应用进行了展望。     

稀土超磁致伸缩材料在水下发射器中的应用

本文从稀土超磁致伸缩材料的独特性能入手,结合国内外一些新的换能器设计理念,针对宽频水声换能器的使用特点,给出了换能器的理论设计方法,同时还给出了其结构形式.测试结果和使用性能表明,达到了预期的目的,这也是该材料在国内首次应用于单只宽频水声换能器中,开创了稀土超磁致伸缩材料应用的又一个先例.     

大磁致伸缩执行器

本文阐述了大磁致伸缩材料的特性和大磁致伸缩材料在执行器中应用情况。大磁致伸缩执行器作为新一代小型强力执行器,被应用于低频声纳、新型马达、流体传动系统以及抗振系统等。大磁致伸缩执行器将有远大的发展前景。     

超磁致伸缩执行器温控系统设计

超磁致伸缩执行器(GMA)具有大行程、低压驱动、大功率、大承载等优越性能,在精密、超精密加工等领域具有广阔的应用前景。文章分析了超磁致伸缩执行器内部的热变形机理,提出了采用半导体制冷技术的GMA温控系统设计方案,同时在热端采用水冷强化散热措施,提高了半导体的制冷效率和系统的温控精度。     

超磁致伸缩材料的冶炼铸造工艺研究

用作者研制的电弧冶炼铸造设备进行了超磁致伸缩材料的冶炼铸造工艺研究。经过大量熔铸试验说明该设备较简单,冶炼铸造工艺合理,时间短,成本低,能制备６～１５,长１０～１１０ｍｍ的多晶合金棒。合金回收率可达８９５７％～９６６２％,稀土元素烧损率可控制在４５５％～１２３３％范围内。     

钛资源综合利用技术政策探讨

总结了磁致伸缩材料的局长及其在器件方面的应用,对该材料的各种性能作了阐述并与Pb(Zr,Ti）O3(PZT)压电材料进行了比较,报道了武汉理工大学开展的超精微致动器和磁场光纤传感等方面的研究并对该材料今后的应用进行了展望。     

超磁致伸缩执行器串级温度控制策略研究

为减少温度对超磁致伸缩执行器(GMA)输出位移的影响,采用串级PID控制策略对GMA进行精确温度全闭环控制.通过热平衡方程推导了GMA的传热学数学模型,并建立了串级PID控制策略的实施方案.采用遗传算法对串级PID控制器进行PID参数优化整定.仿真结果表明,遗传算法优化得到的GMM温度阶跃响应曲线的调节时间和超调量指标均优于单纯形法优化后的响应曲线指标.而在GMA温控平台上的试验结果表明,串级PID控制获得的GMM温度阶跃响应调节时间513.2s,超调量2.75％,温控精度可达±0.1℃,控制效果远远优于单环控制.