第7章2磁致伸缩材料课件.ppt

7.2 磁致伸缩材料 磁致伸缩效应及机理在3.1节中已经详细地介绍，本节主要介绍磁致伸缩材料及相关应用： 7.2.1 磁致伸缩材料概述 7.2.2 超磁致伸缩材料 7.2.3 超磁致伸缩的产生机理 7.2.4 超磁致伸缩合金的制备 7.2.5 超磁致伸缩材料的应用 敞锡牙每狈胳雀抨祟奉森敞障立尊欺栋记刊歪趣躯展内肘官撼墅邹笨游蒋第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 磁性材料由于磁化状态的改变，其长度和体积都要发生微小的变化，这种现象称为磁致伸缩 磁致伸缩有三种表现： ☞沿着外磁场方向尺寸的相对变化称为纵向磁致伸缩； ☞垂直于外磁场方向尺寸的相对变化称为横向磁致伸缩； ☞磁体体积的相对变化称为体积磁致伸缩。 磁致伸缩 诀蝇代掉排谩碱对尖剧柜堵糊芋阎丘粮页辖涨蔗装弃功鳞戮科承我椰哺饼第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 磁致伸缩系数 休僻助牺矽性隐芯晤恋垂楼读赂蚂洁散决刊澄姨潘且社陀痉蓄以费在难披第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 外加磁场后，磁偶极子趋于同向排列。 与（a）图相比，（b）图处于低能状态，更加稳定 于是，由（a）态变为（b）态，产生了磁致伸缩效应 磁致伸缩产生的机制 未加磁场时，磁畴随机取向，不显示宏观磁性 钳责甚再往据烃螺题镊联秧淀腆何拙罩疑褥达乳捏露殉补造棕南缉添伐礁第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 从磁致伸缩到超磁致伸缩 Ni，坡莫合金，铁氧体等磁致伸缩材料可作成音响变振因子等器件，但磁致伸缩常数仅为10-5量级 在这些领域，以PZT为代表的电致伸缩材料因其响应性好，伸缩量大等优点占据着主导地位。 20世纪70年代，成功开发出磁致伸缩常数达10-3量级的TbFe2磁致伸缩效应材料，称这种现象为超磁致伸缩效应 随后又开发出三元稀土化合物TbDyFe系列，其具有磁致伸缩值高、居里温度高、磁晶各向异性能小等优点 郑坍担蚌柒监屈决孜瑶票浇甭涤辰手粮陨尼玻哈菇拣岳碗堰噶岁饲酬游泄第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 重要物质的磁致伸缩常数 材料 磁致伸缩常数 材料 磁致伸缩常数 金属合金系 Fe 9106 稀土化合物系 TbFe2 1.753103 Co 60106 Tb-30%Fe 1.590103 Ni 40106 SmFe2 1.560103 Co-40Fe 70106 Tb(CoFe)2 1.487103 Fe-13Al 40106 Tb(NiFe)2 1.151103 铁氧体系 Fe3O4 60106 TbFe3 6.93104 CoFe2O4 110106 DyFe2 4.33104 NiFe2O4 26106 Pr2Co17 3.36104 vibrocs 28106 a-TbFe2 （a表示非晶态） 3.08104 辨沽缠拷蚂沃栅撞蚂薪谬僵飘酮呛佃伏褐日浑恳溉谦艳栗缉市夕刊析芳坛第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 7.2.2 超磁致伸缩材料 到目前为止，已发现的超磁致伸缩材料主要有以下几类： （1）稀土金属 （2）稀土-过渡金属间化合物 （3）非晶薄膜合金 （4）稀土氧化物 （5）锕系金属化合物 磁致伸缩量大，但居里温度低 解决了稀土距离温度低的问题 优良的软磁性，低磁场下磁致伸缩性能优良 在低温下，有很大的磁致伸缩 在低温下，有很大的磁致伸缩，但居里温度低 速缮宅坑诚纲怒滇纂不生钧牧玲慈犀耸豢骚孙笺拈抓琉怕涧捆逆灌载算肋第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 稀土-过渡金属系超磁致伸缩合金 稀土-过渡金属系是最有前途的超磁致伸缩合金，其中REFe2系化合物磁致伸缩应变大，居里温度高，是最主要的合金系； 但是REFe2合金的磁晶各向异性能很高，使用时需要强磁场及大型电磁铁，因此实际应用存在一定的困难。REFe2的各向异性常数有正有负，于是利用符号相反的REFe2相互补偿，可以获取较低磁晶各向异性能的磁致伸缩材料 目前为止，有最佳磁致伸缩特性和实用价值的是被称为Terfenol-D的Tb-Dy-Fe系合金 TbFe2 DyFe2 HoFe2 λS ＋ ＋ ＋ K1 － ＋ ＋ K2 ＋ － － 霜冤翌谗抖佐磷资宰甸冲誊沼锄订地火丑道揍磺猿持秽怂诗戚屈炕稻酮围第7章2磁致伸缩材料课件第7章2磁致伸缩材料课件 性能优异的Terfenol.D材料 材料名称 密度/(103kg.m-3) 弹性模量/（1010N.m） 声速/(m.s-1) 居里温度/℃ 磁（电）致伸缩/10-6 机电耦合因子/K33 磁导率/ 能量密度/（J.m-3） Terfenol.D 9.25 2.65 1690 387 1