鋱鏑鐵（TbDyFe）合金稀土超磁致伸縮材料Terfenol-D介紹

鋱鏑鐵（TbDyFe）合金是一種新型的稀土超磁致伸縮材料，其室溫下的磁致伸縮應(yīng)變量（磁致伸縮系數(shù)）之大是以往任何場(chǎng)致伸縮材料所無法比擬的。它比傳統(tǒng)的鎳鈷（Ni-Co）等磁致伸縮合金的應(yīng)變量大幾十倍，是電致伸縮材料的五倍以上?？筛咝У貙?shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，傳輸出巨大的能量。在10^-5～10^-6秒的極短時(shí)間內(nèi)，精密、穩(wěn)定地形成與磁場(chǎng)靜、動(dòng)態(tài)特性相匹配的無滯后型響應(yīng)。其響應(yīng)穩(wěn)定，速度敏捷，使鋱鏑鐵合金作為驅(qū)動(dòng)元件的機(jī)械系統(tǒng)反應(yīng)滯后時(shí)間顯著降低，這也是鋱鏑鐵合金元件在交變磁場(chǎng)中快速產(chǎn)生伸縮應(yīng)變響應(yīng)的重要特性，從而使它在工業(yè)的科技開發(fā)中作為執(zhí)行元件、控制元件、敏感元件得到了越來越廣泛的應(yīng)用

稀土超磁致伸縮材料在聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用成果之一，是平板揚(yáng)聲器技術(shù)。平板揚(yáng)聲器（Flat panel technology）具有優(yōu)異的頻響特性和音質(zhì)，可以產(chǎn)生360度的聲場(chǎng)，幾乎穿越任何平面，開辟了設(shè)計(jì)各種新型揚(yáng)聲器的可能性。

把稀土超磁致伸縮材料元件用于微位移機(jī)構(gòu)，可以快速、精確、穩(wěn)定地控制復(fù)雜的位移運(yùn)動(dòng)。在機(jī)器人準(zhǔn)確的關(guān)節(jié)控制；機(jī)床部件的精密位移控制；成型加工機(jī)床的伺服刀架控制；機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤差和刀具磨損的補(bǔ)償控制；電力分配系統(tǒng)中開關(guān)、繼電器的強(qiáng)力觸頭控制；激光鏡、望遠(yuǎn)鏡、電子顯微鏡的精細(xì)聚焦等控制中，可顯著地優(yōu)化結(jié)構(gòu)、改善性能、提高效率、降低損耗。

在用稀土超磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)的線性馬達(dá)、伺服閥、強(qiáng)力液壓泵、精密輸液泵（醫(yī)用）、高速閥門、燃油噴射系統(tǒng)（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)）等裝置中進(jìn)行隨機(jī)控制，有效地提高自動(dòng)化程度，簡(jiǎn)化液壓控制系統(tǒng)，達(dá)到高效節(jié)能，安全可靠。

利用鋱鏑鐵合金元件的即時(shí)響應(yīng)特性，可有效地控制機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，達(dá)到消振、降噪之目的。反之，利用稀土超磁致伸縮材料元件的可控特性，改善振動(dòng)工藝過程（拋光、振動(dòng)切削），提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

以上為部分稀土超磁致伸縮材料應(yīng)用的實(shí)例，但決不是應(yīng)用的頂點(diǎn)。稀土超磁致伸縮材料的更多應(yīng)用正在開發(fā)中，相信它在各行各業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景，帶來深遠(yuǎn)的影響力。

 湖南創(chuàng)一電子科技股份有限公司可提供鋱鏑鐵（TbDyFe）合金規(guī)格：圓柱形，直徑2.0～50mm，長度≤200mm

品牌：大力神磁致伸縮磁棒

供貨能力：有長期穩(wěn)定的批量生產(chǎn)能力，月產(chǎn)量可達(dá)80～120kg

性能及優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定、磁致伸縮轉(zhuǎn)換效率高，伸縮率及輸出能量大，即時(shí)響應(yīng)無滯后，強(qiáng)度高不易碎裂，制作振動(dòng)音響時(shí)音域?qū)拸V、音色優(yōu)美。

產(chǎn)品包裝：真空密封包裝

產(chǎn)品用途：制作新型振動(dòng)音響、微位移控制器、超聲發(fā)射器件等

現(xiàn)貨規(guī)格：直徑30mm

以Tb-Dy-Fe為代表的超磁致伸縮材料是繼壓電陶瓷、磁致伸縮材料之后，從七十年代逐漸發(fā)展起來的一種新型功能材料。它具有電磁能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換功能，是重的能量與信息轉(zhuǎn)換能材料，特別是聲納換能器的重要材料。由于其優(yōu)異的磁致伸縮性能，超磁致伸縮材料剛一出現(xiàn)就引起了人們濃厚的興趣，在國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中起著越來越重要的作用。超磁致伸縮材料Tb-Dy-Fe。具有一系列優(yōu)良的性能:磁致伸縮應(yīng)變大，磁致伸縮應(yīng)變比純Ni大50倍，比PZT材料大5-25倍:磁致伸縮應(yīng)變時(shí)產(chǎn)生的推力很大，直徑約10mm的Tb-Dy-Fe的棒材，磁致伸縮時(shí)產(chǎn)生約200公斤的推力:能量密度高，其能量密度比Ni基合金大400～800倍，比PZT大14～30倍；能量轉(zhuǎn)換效率(用機(jī)電禍合系數(shù)表示)高達(dá)70%，而Ni基合金僅有16%。PZT材料僅有40-60%:其一H曲線線性好，彈性模量隨磁場(chǎng)而變化，可調(diào)控；響應(yīng)速度快，達(dá)到10^-6秒；頻率特性好，可在低頻率(幾十至1000赫茲)下工作，工作頻帶寬；可在低場(chǎng)(幾十至幾百奧斯特)下工作；工作電壓低，可在幾伏至100伏電壓下工作，可用電池驅(qū)動(dòng)，而PZT的電極化電壓在2kV/mm 以上，有電擊穿危險(xiǎn)；穩(wěn)定性好，可靠性高，其磁致伸縮性能不隨時(shí)間而變化，無疲勞，無過熱失效問題。另外，與PZT陶瓷相比，超磁致伸縮材料在低場(chǎng)大功率傳感器上也具有不可替代的地位。超磁致伸縮材料在聲納的水聲換能器技術(shù)，電聲換能器技術(shù)、海洋探測(cè)與開發(fā)技術(shù)、微位移驅(qū)動(dòng)、減振與防振、減噪與防噪系統(tǒng)、智能機(jī)翼、機(jī)器人、自動(dòng)化技術(shù)、燃油噴射技術(shù)、閥門、泵、波動(dòng)采油等高技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

低頻聲源和接收系統(tǒng)

聲訊號(hào)是人們進(jìn)行水下通訊探測(cè)偵察和遙控的主要媒介。發(fā)射和接收聲波的聲納裝置，其核心元件一般由壓電陶瓷或磁致伸縮材料制成，低頻大功率是聲納用和水聲對(duì)抗用發(fā)射水聲換能器今后的發(fā)展方向。而制造低頻大功率水聲發(fā)射換能器的關(guān)鍵材料是稀土超磁致伸縮材料。發(fā)展稀土超磁致伸縮材料對(duì)發(fā)展聲納技術(shù)、水聲對(duì)抗技術(shù)、海洋開發(fā)與探測(cè)技術(shù)將起到關(guān)鍵性作用。<112 >軸向取向的超磁致伸縮材料Terfenol-D以及<110>軸向取向的Tb-Dy-Fe與壓電陶瓷PZT相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):輸出功率大、工作溫度高、低電壓驅(qū)動(dòng)、滯后小、不老化、響應(yīng)頻率低、低頻信號(hào)在水下衰減小、傳送距離遠(yuǎn)等。從而使得超磁致伸縮材料有可能在聲納系統(tǒng)首先得到應(yīng)用。

另外,用超磁致伸縮材料制成的超聲波發(fā)生器在捕魚、海底測(cè)繪、建筑和材料的無損探傷方面有很好的應(yīng)用前景，將Terfenol-D的優(yōu)良的低頻聲學(xué)特性和壓電陶瓷的高頻特性相結(jié)合，可以制作出性能更好的聲振動(dòng)傳感器，其頻響寬、單向性好。利用磁致伸縮材料的彈性模量隨磁場(chǎng)改變的性質(zhì)，可制成頻率可隨磁場(chǎng)調(diào)節(jié)的延遲線，諧振器和濾波器等器件在聲納或其它系統(tǒng)中應(yīng)用。

超聲技術(shù)和電聲換能技術(shù)

稀土超磁致伸縮材料在聲頻和超聲技術(shù)方面也有廣闊的應(yīng)用前景。例如用該材料可制造超大功率超聲換能器。過去的超聲換能器主要是用壓電陶瓷(PZT)材料來制造。它僅能制造小功率(≤ 2.OkW)的超聲波換能器，國外已用稀土超磁致伸縮材料來制造出超大功率(6～25kW)的超聲波換能器。超大功率超聲波技術(shù)可產(chǎn)生低功率超聲技術(shù)所不能產(chǎn)生的新物理效應(yīng)和新的用途，如它可使廢舊輪胎脫硫再生，可使農(nóng)作物大幅度增產(chǎn)，可加速化工過程的化學(xué)反應(yīng)，有重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益；用該材料制造的電聲換能器，可用于波動(dòng)采油，可提高油井的產(chǎn)油量達(dá)20%～100%，可促進(jìn)石油工業(yè)的發(fā)展。

高能快速微型位移執(zhí)行器

超磁致伸縮材料不僅磁致伸縮應(yīng)變大，而且輸出應(yīng)力大，響應(yīng)速度快，因此可以用于高能快速微型機(jī)械的設(shè)計(jì)，用稀土超磁致伸縮材料制造的微位移驅(qū)動(dòng)器，可用于機(jī)器人、自動(dòng)控制、超精密機(jī)械加工、紅外線、電子束、激光束掃描控制、照相機(jī)快門、線性電機(jī)、智能機(jī)翼、燃油噴射系統(tǒng)、微型泵、閥門、傳感器等。

其它傳感器應(yīng)用

利用超磁致伸縮材料磁致伸縮應(yīng)變大，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可以將其用于任何與磁場(chǎng)有關(guān)的物理量的測(cè)量。此外，用該材料制造的薄型(平板型)喇叭，振動(dòng)力大、音質(zhì)好、高保真，可使樓板、墻體、桌面、玻璃窗振動(dòng)和發(fā)音，可作水下音樂、水下芭蕾伴舞的喇叭等。用該材料可制造噪聲與噪聲控制，反振動(dòng)與振動(dòng)控制系統(tǒng)。