稀土超磁致伸缩材料的工作原理(稀土超磁致伸缩材料的应用)

在生活中，很多人可能想了解和弄清楚稀土超磁致伸缩材料的相关问题？那么关于稀土超磁致伸缩材料的工作原理的答案我来给大家详细解答下。

稀土就是化学元素周期表中镧系元素-镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素-钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素.简称稀土.

稀土的分类也是多种,分别是以下种类:

稀土永磁材料

稀土超磁致伸缩材料

稀土超导材料

稀土磁光材料

稀土磁致冷材料

稀土激光材料

稀土储氢材料

稀土超磁致伸缩材料具有许多非稀土材料所不具备的基本物理特性。与稀土超磁致伸缩材料传统的材料相比,有以下优点:

(1)一定的磁场作用下,稀土超磁致伸缩材料的长度发生变化.在室温下其磁致伸缩系数比传统材料高数百倍.目前制备的稀土超磁致伸缩材料的最佳值可达2 500X10-6.巨大的磁致伸缩值使其实际应用成为可能.这也是稀土超磁致伸缩材料得到迅速发展的主要原因。

(2)高机电转换效率.比压电陶瓷高6~30倍.这使其称为实现电-磁-机械能量转换的优异的功能材料.

(3输出应力大.在外加预应力时,在低磁场下材料的磁致伸缩随磁场产生&34;式増加,其磁化率也随之变化.这一效应对于实际应用具有重要意义.因为产生巨大磁致伸缩应变所需的磁场很容易达到,可以使器件的结构简单紧凑.输出功率比PZT材料高数十倍.可用来制作大功率超声激振源,用于工程地质勘探和超声加工及声纳系统.

(4}机械响应速度快,仅10-6s级且可电控.可用于直线马达的快速行进,利用这一特性,既可以用作机械功率源如声发射源,也可以用作力传感器如声接收器

(5)磁致伸缩变形的线性范围大.这有利于磁致伸缩量的准确控制,可用于精密磨床给进和阀门控制.精度可达纳米级.

(6)频率特性好、频带宽可以在低频几十赫下工作,从而可应用于制作水声换能器。也可用于高频环境,如超声加工,超声诊断等.

(7)居里温度高,可适用于高温环境.

(8)具有Villari效应,即逆磁致伸缩现象.在一定的磁场中,稀土超磁致伸缩材料受力后其磁化强度发生变化.利用这种现象可以制作压力传感器.

稀土超磁致伸缩材料也存在若干缺点,如由于其电阻率低,会产生涡流损耗导致高频特性差;抗拉强度低,不能承受较大的拉力;材质硬但较脆易碎,机械加工困难;制造工艺复杂,成本较高.这些缺点在一定程度上制约了该材料的推广应用.针对这些问题目前已提出了一些解决方法并付诸实施,如为了控制线圏发热导致磁致伸缩棒膨胀而影响纳米、埃米级超精密定位精度,研制了用在棒与螺线管之间的恒温水冷却管,使强制水冷却控温精度达±0.01℃,系统位移效率高于90%.对于涡流效应,可采用多层绝缘薄片粘结成棒形,减小涡损.粉末冶金法可以在压制成型过程中制成所需的不很复杂的形状.

稀土材料应用:

1.稀土在炼钢中的应用

稀土加入钢中,可起到脱氧、脱硫、改变夹杂物形态等净化和变质作用,在某些钢中还能有微合金化的作用,稀土能够提高钢的抗氧化能力,高温强度和塑性、疲劳寿命、耐腐蚀性及抗裂性等.

稀土加入钢中的主要作用:

2.稀土在铸铁中的应用:

铸铁是高碳硅铁合金的通称,其碳含量在1.8~4.5之间,铸铁以碳在合金中的分布状态可分为灰口铸铁、球墨铸铁、珠光体铸铁、可锻铸铁和白口铁.我国从上世纪60年代中期开始研究稀土与铁的作用机理和处理工艺,先后解决了稀土球化剂、孕育剂的冶炼制备、稀土加入方法等问题.目前稀土处理的铸铁主要分三大类:球铁件、蠕铁件和高强灰铸铁件以及稀土处理的合金铸铁件.

温馨提示：通过以上关于稀土超磁致伸缩材料内容介绍后，相信大家有新的了解，更希望可以对你有所帮助。