应用无限制的稀土超磁致伸缩材料
2015-02-10 15:08:49
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稀土元素因其独特的电、光、磁、热性能而被人们称之为新材料的“宝库”,广泛用于各种新材料,特别是功能材料,而功能材料又是全球新材料领域中的核心,占比约85%。
磁致伸缩材料是目前研究、开发和应用较快的功能材料,在磁场作用下,具有伸长或压缩的性能,通过材料变形与磁场的相互作用,实现电磁能与机械能或声能相互转换功能,而当今世界具有最佳磁致伸缩特性和实用价值的磁致伸缩材料是Tb-Dy-Fe系合金,又叫Terfenol-D。它在低磁场驱动下产生的应变值高达1500~2000ppm,是传统的磁致伸缩材料如压电陶瓷的5~8倍、镍基材料的40~50倍,因此被称之为“稀土超磁致伸缩材料”,也被评为未来最具发展潜力的新材料之一。
“稀土超磁致伸缩材料”产生的应力大、能量密度高,可瞬间响应,并且具有可靠性高、居里温度高等优点,而且还是一种环保型材料;其所具有的卓越的电磁能与机械能或声能转换性能,是传统的磁致伸缩材料所无法比拟的。自从20世纪70年代发明稀土超磁致伸缩材料以来,经过30多年的研究与开发,稀土超磁致伸缩材料制造工艺不断完善、性能不断提高、成本不断降低,应用领域不断扩大,市场迅速发展,在军民两用高技术领域显示了广阔的应用前景,是21世纪军工与高新技术的重要战略材料。
稀土超磁致伸缩材料的应用范围十分广阔,涉及军事、民用等方方面面,业内人士称,Terfenol-D材料的应用行业及应用产品几乎是无限的。迄今已有1000多超磁致伸缩材料种器件问世,应用面涉及航空航天、国防军工、电子、机械、石油、纺织、农业等诸多领域。
稀土超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面也有广阔的应用前景。超大功率超声波技术可产生低功率超声技术所不能产生的新物理效应和新的用途,如它可使废旧轮胎脱硫再生,可使农作物大幅度增产,可加速化工过程的化学反应。有重大的经济、社会和环保效益;用该材料制造的电声换能器,可用于波动采油,可提高油井的产油量达 20%~100%,可促进石油工业的发展;用该材料制造的薄型(平板型)喇叭,振动力大,音质好,高保真,可使楼板、墙体、桌面、玻璃窗振动和发音,可作水下音乐、水下芭蕾伴舞的喇叭等。
此外,用该材料可制造反噪声与噪声控制,反振动与振动控制系统。将一个咖啡杯人力反噪声控制器安装在与引擎推进器相连接的部件内,使它与噪声传感器联接,可使运载工具的噪声降低到使旅客感到舒服的程度(≤20dB)以下。
专家认为,稀土超磁致伸缩材料的应用可诱发一系列的新技术,新设备,新工艺。它是可提高一个国家竞争力的材料,是 21 世纪战略性功能材料。稀土超磁致伸缩材料是下一世纪最有应用前景的稀土功能材料之一,是高新技术的物质基础。
磁致伸缩材料是目前研究、开发和应用较快的功能材料,在磁场作用下,具有伸长或压缩的性能,通过材料变形与磁场的相互作用,实现电磁能与机械能或声能相互转换功能,而当今世界具有最佳磁致伸缩特性和实用价值的磁致伸缩材料是Tb-Dy-Fe系合金,又叫Terfenol-D。它在低磁场驱动下产生的应变值高达1500~2000ppm,是传统的磁致伸缩材料如压电陶瓷的5~8倍、镍基材料的40~50倍,因此被称之为“稀土超磁致伸缩材料”,也被评为未来最具发展潜力的新材料之一。
“稀土超磁致伸缩材料”产生的应力大、能量密度高,可瞬间响应,并且具有可靠性高、居里温度高等优点,而且还是一种环保型材料;其所具有的卓越的电磁能与机械能或声能转换性能,是传统的磁致伸缩材料所无法比拟的。自从20世纪70年代发明稀土超磁致伸缩材料以来,经过30多年的研究与开发,稀土超磁致伸缩材料制造工艺不断完善、性能不断提高、成本不断降低,应用领域不断扩大,市场迅速发展,在军民两用高技术领域显示了广阔的应用前景,是21世纪军工与高新技术的重要战略材料。
稀土超磁致伸缩材料的应用范围十分广阔,涉及军事、民用等方方面面,业内人士称,Terfenol-D材料的应用行业及应用产品几乎是无限的。迄今已有1000多超磁致伸缩材料种器件问世,应用面涉及航空航天、国防军工、电子、机械、石油、纺织、农业等诸多领域。
稀土超磁致伸缩材料在声频和超声技术方面也有广阔的应用前景。超大功率超声波技术可产生低功率超声技术所不能产生的新物理效应和新的用途,如它可使废旧轮胎脱硫再生,可使农作物大幅度增产,可加速化工过程的化学反应。有重大的经济、社会和环保效益;用该材料制造的电声换能器,可用于波动采油,可提高油井的产油量达 20%~100%,可促进石油工业的发展;用该材料制造的薄型(平板型)喇叭,振动力大,音质好,高保真,可使楼板、墙体、桌面、玻璃窗振动和发音,可作水下音乐、水下芭蕾伴舞的喇叭等。
稀土超磁致伸缩材料音响
此外,用该材料可制造反噪声与噪声控制,反振动与振动控制系统。将一个咖啡杯人力反噪声控制器安装在与引擎推进器相连接的部件内,使它与噪声传感器联接,可使运载工具的噪声降低到使旅客感到舒服的程度(≤20dB)以下。
专家认为,稀土超磁致伸缩材料的应用可诱发一系列的新技术,新设备,新工艺。它是可提高一个国家竞争力的材料,是 21 世纪战略性功能材料。稀土超磁致伸缩材料是下一世纪最有应用前景的稀土功能材料之一,是高新技术的物质基础。
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标签: 稀土;新材料
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