磁致伸缩材料

磁致伸缩材料是一类具有电磁能/机械能相互转换功能的材料。70 年代开始出现的室温下具有巨磁致伸缩性能的稀土-铁合金(RFe2)材料，由于它们能量密度高、耦合系数大，具 有传感和驱动功能，因而作为智能材料或相应器 件在智能材料领域得到了越来越广泛的应用和发展。

磁致伸缩材料，主要有三大类：

磁致伸缩的金属与合金，如镍（Ni）基合金（Ni， Ni－Co合金， Ni－Co－Cr合金）和铁基合金（如 Fe－Ni合金， Fe －Al合金， Fe－ Co－V合金等）和铁氧体磁 致伸缩材料，如 N i－Co和 Ni－Co－Cu铁氧体材料等。

电致伸缩材料，如（ Pb， Zr，Ti）C03材料，（简称为 P ZT或称压电陶瓷材料），其电致伸缩系数比 金属与合金的大约200~400ppm，它很快得到广泛应用；

稀土金属间化合物磁致伸缩材料，例如以（ Tb，Dy）Fe2化合物为基体的合金 Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料（下面简称 T b－Dy— Fe 材料）的λ达到1500~2000ppm，比前两 类材料的λ大1~2个数量级，因此称为稀土超磁致伸缩材料。

应用前景

工程上常用磁致伸缩材料制成各种超声器件，如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等 ；回声器件，如声呐、回声探测仪等；机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等。

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。

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。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。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。