磁致伸缩是指磁性材料在磁场作用下,其尺寸和形状发生可逆变化的现象。具体来说,当铁磁性材料(如铁、镍、钴及其合金)受到外加磁场作用时,材料内部的磁畴和晶格会发生变化,导致整个材料的形状和尺寸发生微小变化。磁致伸缩效应可以用来实现电能与机械能之间的转换,因此被广泛应用于传感器和执行机构等领域。
磁致伸缩材料可以分为两类:
金属磁致伸缩材料:
这类材料的磁致伸缩系数相对较小,但响应速度快,适用于一般的磁致伸缩应用。
稀土-铁(RFe2)超磁致伸缩材料:
这类材料具有极高的磁致伸缩系数,能量密度高,耦合系数大,响应速度快,适用于需要高灵敏度和较大位移的应用,如声纳系统、大功率超声器件、精密定位控制、机械制动器、各种阀门和驱动器件等。
磁致伸缩技术的应用非常广泛,包括:
传感器:用于测量位置、速度、加速度等物理量。
执行机构:用于驱动机械部件,如阀门、泵等。
能量转换:将电能转换为机械能,或将机械能转换为电能。
磁致伸缩材料在智能材料领域具有很好的应用前景,因为它们具有高能量密度、高耦合系数和快速响应等优点。