Materiały i współczynniki selekcji dla czujników przemieszczenia magnetostrykcyjnego

1. Współczynnik magnetostrykcji nasycenia materiału λ S tak duży, jak to możliwe;


Anizotropia materiału magnetycznego materiału powinna być wystarczająco wysoka. Bez wystarczającej wydajności anizotropowej nie można mieć znacznego magnetostrykcji. Jednak energia anizotropowa nie może być zbyt duża, w przeciwnym razie pole magnetyczne wymagane do obrotu momentu magnetycznego będzie zbyt duże, co uniemożliwia osiągnięcie znacznego magnetostrykcji na niższych polach magnetycznych;


3. Materiały (λ- h) Maksymalne nachylenie krzywej D = (D) λ⁄ dh) maks. Powinno być większe. W ten sposób materiał ma wyższą wydajność w przekształcaniu energii elektromagnetycznej w energię mechaniczną;


4. Wymagaj materiałów, aby mieć maksymalny możliwy elektromechaniczny współczynnik sprzężenia (lub współczynnik sprzężenia sprężystego magneto);


5. Ma pewną wytrzymałość na ściskanie (dla dodatnich materiałów magnettrictive) i wytrzymałość na rozciąganie (dla negatywnych materiałów magnettrictive), a także pewną wytrzymałość, aby uniknąć awarii i uszkodzenia magnetycznego naprężenia zewnętrznego, gdy materiał ulega magnenetostkowaniu;


6. Dobre charakterystyki temperatury. Drut prowadzący jest kluczowym materiałem dla czujników przesunięcia magnetostrykcyjnego, a zmienność temperatury różnych parametrów jest głównym czynnikiem określającym charakterystykę temperatury czujnika, szczególnie współczynnik temperatury prędkości propagacji fal skrętnych musi być tak mały; W celu uzyskania praktycznych i wysokowydajnych materiałów magnettrictive, ludzie przeprowadzają badania nad tym, co skutkuje serią materiałów magnetostrykcyjnych


Istnieją trzy główne typy jego procesu rozwoju:;


(1) Tradycyjne metale magnetostryckie i stopy, ferryt i materiały amorficzne


① Tradycyjne metale i stopy magnettrictive obejmują wyżarzony czysty nikiel, stopy kobaltowe nikiel, żelazne stopy niklu, żelazne stopy aluminium itp.


Ferrian Magnenetostrictive Materials obejmują ferryt Ni Co i ferryt Ni Co Cu, a skład tych materiałów można odpowiednio dostosować zgodnie z różnymi wymaganiami wydajności. Zwykle są one sformułowane z różnymi proporcjami tlenku niklu (Nio), tlenku żelaza (Fe ₂ O æ), tlenku miedzi (CUO) i tlenku cynku (ZnO).


③ Materiały amorficzne obejmują głównie trzy kategorie: oparte na żelazie, oparte na żelazie i kobalcie. Nie ma dalekiego zasięgu metalu ani stopu z wewnętrznym układem atomowym.


(2) Materiały magnetostryczne nieograniczni ziemi. Najbardziej widocznym materiałem tego typu jest stop z serii ferromagnetycznej Ni Mn GA (FSMA), który może indukować kilka procent ogromnego odkształcenia pod działaniem pola magnetycznego.


(3) Gigantyczne materiały magnetostryckie (GMM) to żelaza ciężkich metali rzadkich ziem rzadkich TB Terbium i DY Dysprosium, z współczynnikiem magnetostrykcyjnym do (1-2) × 10-3 (0,1-0,2%), co stanowi dwa zamówienia na dwa zamówienia z tytułu zamówień z Wielkość wyższą w wydajności niż produkty tradycyjne jest zatem nazywane gigantycznym materiałem magnetostryckim. Takie jak TBFE Å (terfenol) i Tbo. Å Dyo.7Fe ₂ (terfenol D).


① Metale ziem rzadkich, zwłaszcza ciężkie metale ziem rzadkich, wykazują znaczącą magnetostrykcję w niskich temperaturach, osiągając rzędu 10-3-10-2 przy 0k i 77K. Ze względu na niską temperaturę curie metali ziem rzadkich nie można ich bezpośrednio zastosować w temperaturze pokojowej.


② Związki metali przejściowych Rzorczych Ziemi zostały zaproponowane przez Callen w 1969 r. W oparciu o charakterystykę chmur elektronów metalowych przejściowych, które mają wyższy punkt temperatury curie. Współczynnik magnetostryktu tlenków metali ziem rzadkich, takich jak TB3FE5O12 przy 4,2k, wynosi 2460 × przy 78K, współczynnik magnetostryktu wynosi 560 × 10-6.


③ Związki metalowe aktynidowe wykazują również znaczącą magnetostrykcję w niskich temperaturach, niektóre nawet przewyższające związki ziem rzadkich, takie jak USA przy 4,2k λ 111 do 7000 × 10-6. Ale temperatura curie tych związków wynosi tylko około 100 000, co utrudnia stosowanie w praktyce inżynierskiej.


Giant Magnetostrictive proszkowe kompozyt (GMPC) jest opracowywany w celu przezwyciężenia niedociągnięć prętów terfenolu-D, takich jak wysoka kruchość, trudności w przetwarzaniu i ogrzewanie materiału w polach magnetycznych o wysokiej częstotliwości. Opiera się na gigantycznych stopach magnetostrykcyjnych i może znacznie pokonać powyższe wady. GMPC stanie się nowym kierunkiem rozwoju materiałów magnetostrictive tefenol-D.