3.5 超磁致伸缩材料

磁致伸缩是指材料在磁场作用下,其长度或形状发生伸长或缩短的现象。具有较大磁致伸缩应变的材料称为磁致伸缩材料,一般的镍、镍钴铬等合金的饱和磁致伸缩应变仅有0.4×10-4~1×10-4,由于饱和磁致伸缩系数值过小,没有得到广泛应用。而超磁致伸缩材料在室温环境下具有极大的磁致伸缩量,其饱和磁致伸缩量达1.5×10-3~2×10-3,相当于传统材料的20~30倍。进一步的研究表明薄膜化后的超磁致伸缩材料仍具备超磁致伸缩性。

微机电系统使用的磁致伸缩材料,如磁致伸缩金属,同时兼有正逆磁机械耦合特性的功能材料,可用作微传感器和微致动器材料。当受到外加磁场作用时,便会产生弹性变形。若对其施加作用力,则其形成的磁场将会发生相应的变化。

磁致伸缩材料在磁场的作用下,其长度、应力、弹性模量与声在其中传播的速度均会发生变化,同时,因其磁畴呈直线,可承受比压电陶瓷高一个数量级的应变,并且具有高的机电耦合系数和宽的工作温区,制成的超高精密致动器具有高的精度与大的输出力,可有效地简化伺服系统。