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磁致伸缩线性位置传感器与显示。影像学分:Sergey Ryzhov / shutterstock.com Magneto-strictors是压电材料的磁类似物。亚博网站下载他们改变尺寸时成为磁化,使它们intrinsically-ferromagnetic。 磁致伸缩材料,强烈的磁场(饱和通量密度通常在1 t)将扭曲的电子轨道的形状,材料本身将进行尺寸变化。这种变形可以与磁场的强度直接相关但不依赖于磁场极性。 亚博网站下载有积极的磁致伸缩材料在磁场的方向扩张时,导致横向收缩。在这些材料中,磁化亚博网站下载可以通过应用拉应力增加。反过来也适用于负磁致伸缩材料。亚博网站下载 诱导应变滞后相对较低(通常是2 - 3%),和磁致伸缩元素可以产生高力量(例如10毫米棒0.1%应变需要大约4 kn的锁模力产生零位移)。0.1%应变通常是可以实现的最大应变。约1毫秒的响应时间也可以实现。这种行为可以用来把电能转换成声能,反之亦然。
这些材料的缺点是成本高的生产由于铽等原材料的成本亚博网站下载。此外,交付的磁场驱动的方法不容易兼容嵌入的复合材料。亚博网站下载这些材料也脆亚博网站下载弱,难以形状。 磁致伸缩材料亚博网站下载最著名的磁致伸缩材料Terfenol,组成的一个复合铽(Te)和铁(Fe)。这些元素的名称成为灵感来源的材料,和研究人员只添加后缀“NOL”来表示材料的海军条例实验室进行了研究。镍、钴和铁也表现出磁致伸缩等做一些最近发现稀土镝(Dy)。镍和钴负磁致伸缩,而铁是积极的磁致伸缩在弱磁场的存在和负磁致伸缩时受到更强的磁场。 电致伸缩陶瓷的一些例子包括镁铌酸铅、钛酸铅、钛酸铅锆酸镧。这些表现出应变变形在电场的存在和滞后2 - 3百分比的顺序。他们还可以实现10 nm左右的位置反馈和工作频率高达40 khz。这些材料唯一的缺点是对温度的依赖。亚博网站下载例如,材料设计在室温下操作可能会经历一个高达50%的恶化在50°C。 关键属性
- 能力进行纵向变形(或应变)磁场的影响下的反应
- 相对较低的磁滞
- 生产成本
应用和研究现状研究使用magneto-strictors一直关注他们的适用性磁致伸缩换能器或任何声纳应用程序。这些设备可以用于电子输入转换成振动机械能,或相反的振动机械能转换成电输出。 |