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磁致伸缩材料稀土超磁致伸缩材料在技术上的应用楼盘网

发布时间:2019-10-18 16:57:40 阅读: 来源:冰格厂家

磁致伸缩材料——稀土超磁致伸缩材料在技术上的应用

由于磁致伸缩材料在磁场作用下,其长度发生变化,可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短,从而产生振动或声波,这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息),相反也可以将机械能(或机械位移与信息)。转换成电磁能(或电磁信息),它是重要的能量与信息转换功能材料。它在声纳的水声换能器技术,电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域有广泛的应用前景。 海洋占地球面积的70%,海洋是人类生命的源泉,但是人类对海洋的大部分还缺乏了解。21世纪是海洋世纪,人类的生活、科学实验和资源的获及将逐渐的从山陆地转移到海洋。而舰艇水下移动通讯、海水温度、海流、海底地形地貌的探测就需要声纳系统。声纳是一个庞大的系统,它包括声发射系统,反射声的接收系统,将回声信息转变成电信息与图像,以及图像识别系统等。其中声发射系统中的水声发射换能器及其材料是关键技术之一。过去声纳的水声发射换能器主要用压电陶瓷材料(PZT)来制造。这种材料制造的水声换能器的频率高(20kHz以上),同时发射功率小,体积大,笨重。另外随舰艇隐身技术的发展,现代舰艇可吸收频率在3.0kHz以上的声波,起到隐身的作用。各工业发达国家都正在大力发展低频(频率为几十至2000赫兹),大功率(声源级约220dB)的声纳用或水声对抗用发射水声换能器,并已用于装备海军。低频可打破敌方舰艇的隐身技术,大功率可探测更远距离的目标,同时体积小,重量轻,可提高舰艇的作战能力。低频大功率是声纳用和水声对抗用发射水声换能器今后的发展方向。而制造低频大功率水声发射换能器的关键材料是稀土超磁致伸缩材料。发展稀土超磁致伸缩材料对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。日本已用稀土超磁致伸缩材料来制造海洋声学断层分析系统 OAT (Ocean Acoustic Topography)和海洋气候声学温度测量系统 ATOC (The Acoustic Thermometry of Ocean climate)的水声发射换能器,其信号可发射到1000km的范围,可用于测量海水温度和海流的分布图。

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。例如用该材料可制造超大

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。例如用该材料可制造超大功率超声换能器。过去的超声换能器主要是用压电陶瓷(PZT)材料来制造。它仅能制造小功率(≤2.0kW)的超声波换能器,国外已用稀土超磁致伸缩材料来制造出超大功率(6—25kW)的超声波换能器。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。反振动与减振器应用到运载工具,如汽车等,可使汽车振动减少到令人舒服的程度。

用稀土超磁致伸缩材料制造的微位移驱动器,可用于机器人、自动控制、超精密机械加工、红外线、电子束、激光束扫描控制、照相机快门、线性电机、智能机翼、燃油喷射系统、微型泵、阀门、传感器等等。

有专家认为,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。

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