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稀土超磁致伸缩材料

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稀土超磁致伸缩材料
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稀土超磁致伸缩材料

【摘要】:
磁场可以引起材料尺寸和形状变化,这就是磁致伸缩效应,过去主要在金属镍等材料中可观察到相对伸缩为10-5变化,并广泛应用于超声波发生器等换能器中.但1974年美国A.E.Clark发现 稀土-铁化合物具有大至近百倍磁致伸缩值,显然具有重要应用价值.经过10多年努力,美国,日本等国都有若干公司可以提供有实用意义(Tb,Dy)Fe2多晶取向棒.我国由中国科学院物理研究所 在1976年首次对此开展研究,以

磁场可以引起材料尺寸和形状变化,这就是磁致伸缩效应,过去主要在金属镍等材料中可观察到相对伸缩为10-5变化,并广泛应用于超声波发生器等换能器中.但1974年美国A. E. Clark发现

 
稀土-铁化合物具有大至近百倍磁致伸缩值,显然具有重要应用价值.经过10多年努力,美国,日本等国都有若干公司可以提供有实用意义(Tb,Dy)Fe2多晶取向棒.我国由中国科学院物理研究所
 
在1976年首次对此开展研究,以后相继有北京钢铁研究总院,北京科技大学等许多单位从事该项研究与开发,并建立了若干公司生产取得稀土-铁磁致伸缩棒及相关器件产品.特别是1997年中国科
 
学院物理研究所成功生长出(Tb,Dy)Fe2<111>取向单晶棒材,这一取向是磁致伸缩最佳取向,但生长难度很大,国际上一直没有突破,因此这一成果使我国单晶生长处于国际领先水平.另外,北京
 
科技大学也用自己专利生长出<110>取向多晶棒材,对应用有直接意义.这类稀土材料将在水声声纳系统,精密加工系统,光学微调系统,航空航天减震系统,重要阀门,喷口调节系统中获得应用.
  2002年12月,北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心采用自行开发"一步法"新工艺(即熔炼-定向凝固-热处理在一台设备上连续完成),成功地制备出目前我国直径最大(直径
 
70mm,长度250mm)稀土超磁致伸缩材料,在低磁场下磁致伸缩应变,机械性能,产品一致性,成品率等主要技术经济指标均达到国际先进水平. 含稀土金属铽,镝约60%Tb-Dy-Fe系稀土磁致伸缩材
 
料是继钕铁硼磁体之后稀土在新材料中应用又一项重要突破.美国前沿技术公司(Edge Technologies)1989年开始生产牌号为Terfenol-D稀土磁致伸缩材料,可用于电(磁)-机械(声)能转换领
 
域.自问世以后,美国海军系统开发了其在声纳中应用,随后瑞典,日本等国也相继开展了研究和开发.到2000年,估计稀土磁致伸缩合金产量将达到100吨,高纯Tb,Dy,Sm金属需求总量将达到60吨.
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