Magnetostrictieve materialen van zeldzame aarde
Wanneer een stof in een magnetisch veld wordt gemagnetiseerd, zal deze in de magnetisatierichting uitrekken of verkorten, wat magnetostrictie wordt genoemd. De magnetostrictieve waarde van algemene magnetostrictieve materialen is slechts 10-6-10-5, wat zeer laag is, waardoor de toepassingsmogelijkheden beperkt zijn. De laatste jaren is echter ontdekt dat er legeringsmaterialen in zeldzame-aardelegeringen bestaan die 102-103 keer groter zijn dan de oorspronkelijke magnetostrictie. Dit materiaal met grote magnetostrictie wordt ook wel zeldzame-aarde-reuzenmagnetostrictief materiaal genoemd.
Zeldzame-aarde-reuzenmagnetostrictieve materialen zijn een nieuw type functioneel materiaal dat eind jaren 80 door het buitenland is ontwikkeld. Het verwijst voornamelijk naar intermetallische verbindingen op basis van zeldzame-aarde-ijzer. Dit type materiaal heeft een veel hogere magnetostrictieve waarde dan ijzer, nikkel en andere materialen. De afgelopen jaren is de marktvraag steeds sterker geworden, dankzij de voortdurende prijsdaling van producten op basis van zeldzame-aarde-reuzenmagnetostrictieve materialen (REGMM's) en de voortdurende uitbreiding van toepassingsgebieden.
Ontwikkeling van zeldzame-aarde magnetostrictieve materialen
Het Beijing Iron and Steel Research Institute (IGI) is al eerder begonnen met onderzoek naar de technologie voor de bereiding van GMM's. In 1991 was het het eerste instituut in China dat GMM-staven bereidde en verkreeg het een nationaal patent. Daarna werd verder onderzoek gedaan en werden toepassingen gevonden in laagfrequente onderwaterakoestische transducers, glasvezelstroomdetectie, ultrasone lastransducers met hoog vermogen, enz., en werden efficiënte, geïntegreerde GMM-productietechnologie en -apparatuur met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten en een jaarlijkse productiecapaciteit van ton ontwikkeld. Het GMM-materiaal, ontwikkeld door de Beijing University of Science and Technology, is in 20 eenheden getest, zowel nationaal als internationaal, met goede resultaten. Lanzhou Tianxing Company heeft ook een productielijn ontwikkeld met een jaarlijkse productiecapaciteit van ton en heeft aanzienlijke resultaten geboekt in de ontwikkeling en toepassing van GMM-apparaten.
Hoewel China's onderzoek naar GMM niet te laat is begonnen, bevindt het zich nog in een vroeg stadium van industrialisatie en toepassingsontwikkeling. Momenteel moet China niet alleen doorbraken boeken op het gebied van GMM-productietechnologie, productieapparatuur en productiekosten, maar moet het ook energie steken in de ontwikkeling van apparaten voor materiaaltoepassing. Buitenlandse landen hechten veel belang aan de integratie van functionele materialen, componenten en apparaten voor toepassing. Het ETREMA-materiaal in de Verenigde Staten is het meest typische voorbeeld van de integratie van onderzoek en verkoop van materiaal en apparaten voor toepassing. De toepassing van GMM omvat vele gebieden en insiders en ondernemers in de industrie zouden een strategische visie, vooruitziende blik en voldoende begrip moeten hebben van de ontwikkeling en toepassing van functionele materialen met brede toepassingsperspectieven in de 21e eeuw. Zij zouden de ontwikkelingstrends op dit gebied nauwlettend moeten volgen, het industrialisatieproces moeten versnellen en de ontwikkeling en toepassing van GMM-apparaten voor toepassing moeten bevorderen en ondersteunen.
Voordelen van zeldzame-aarde-magnetostrictieve materialen
GMM heeft een hoge mechanische en elektrische energieomzettingssnelheid, een hoge energiedichtheid, een hoge reactiesnelheid, een goede betrouwbaarheid en een eenvoudige bediening bij kamertemperatuur. Het zijn deze prestatievoordelen die hebben geleid tot revolutionaire veranderingen in traditionele elektronische informatiesystemen, sensorsystemen, vibratiesystemen, enzovoort.
Toepassing van zeldzame-aarde magnetostrictieve materialen
In de zich snel ontwikkelende nieuwe eeuw van technologie zijn er meer dan 1000 GMM-apparaten geïntroduceerd. De belangrijkste toepassingsgebieden van GMM zijn onder andere:
1. In de defensie-, militaire en lucht- en ruimtevaartindustrie wordt het toegepast op mobiele communicatiesystemen voor onderwaterschepen, geluidssimulatiesystemen voor detectiesystemen, vliegtuigen, grondvoertuigen en wapens;
2. In de elektronica-industrie en de industrie voor automatische precisieregeltechnologie kunnen microverplaatsingsaandrijvingen die met behulp van GMM zijn vervaardigd, worden gebruikt voor robots, ultraprecieze bewerking van verschillende precisie-instrumenten en optische schijfstations;
3. Mariene wetenschappen en offshore-engineeringindustrie, meetapparatuur voor de verspreiding van zeestromingen, onderwatertopografie, aardbevingsvoorspelling en krachtige laagfrequente sonarsystemen voor het verzenden en ontvangen van akoestische signalen;
4. De machine-, textiel- en automobielindustrie, die gebruikt kunnen worden voor automatische remsystemen, brandstof-/injectiesystemen en hoogwaardige micromechanische energiebronnen;
5. Hoogvermogen ultrageluid, petroleum- en medische industrieën, gebruikt in ultrageluidchemie, medische ultrageluidtechnologie, gehoorapparaten en hoogvermogentransducers.
6. Het kan in veel sectoren worden gebruikt, zoals bij trillingsmachines, bouwmachines, lasapparatuur en hifi-audio.
Magnetostrictieve verplaatsingssensor van zeldzame aarde
Geplaatst op: 16-08-2023