Рідкоземельні магнітострикційні матеріали
Коли речовина намагнічується в магнітному полі, вона видовжується або скорочується в напрямку намагнічування, що називається магнітострикцією. Магнітострикційне значення загальних магнітострикційних матеріалів становить лише 10⁻⁶·10⁻⁶, що дуже мало, тому області застосування також обмежені. Однак в останні роки було виявлено, що існують сплави рідкоземельних сплавів, які мають у 10⁻⁶-10⁻⁶ разів більшу магнітострикцію, ніж початкова. Такі матеріали з великою магнітострикцією називають гігантським магнітострикційним матеріалом рідкоземельних елементів.
Рідкоземельні гігантські магнітострикційні матеріали – це новий тип функціонального матеріалу, нещодавно розроблений зарубіжними країнами наприкінці 1980-х років. В основному це інтерметалеві сполуки на основі рідкісноземельного заліза. Цей тип матеріалу має набагато більше магнітострикційне значення, ніж залізо, нікель та інші матеріали. В останні роки, з постійним зниженням вартості продукції з рідкісноземельних гігантських магнітострикційних матеріалів (РГММ) та постійним розширенням сфер застосування, попит на ринку стає все більш сильним.
Розробка магнітострикційних матеріалів рідкоземельних елементів
Пекінський науково-дослідний інститут заліза і сталі розпочав дослідження технології підготовки металорежучого матеріалу (GMM) раніше. У 1991 році він першим у Китаї почав виготовляти прутки GMM та отримав національний патент. Згодом були проведені подальші дослідження та застосування низькочастотних підводних акустичних перетворювачів, волоконно-оптичного детектування струму, потужних ультразвукових зварювальних перетворювачів тощо, а також розроблено ефективну інтегровану технологію та обладнання для виробництва GMM з незалежними правами інтелектуальної власності та річною виробничою потужністю тонн. Матеріал GMM, розроблений Пекінським університетом науки і технологій, був випробуваний на 20 одиницях як всередині країни, так і за кордоном, з хорошими результатами. Компанія Lanzhou Tianxing також розробила виробничу лінію з річною виробничою потужністю тонн та досягла значних успіхів у розробці та застосуванні пристроїв GMM.
Хоча дослідження ГММ у Китаї розпочалися не надто пізно, вони все ще перебувають на ранніх стадіях індустріалізації та розробки застосувань. Наразі Китаю потрібно не лише досягти проривів у технології виробництва ГММ, виробничому обладнанні та виробничих витратах, але й інвестувати енергію в розробку пристроїв для нанесення матеріалів. Зарубіжні країни надають великого значення інтеграції функціональних матеріалів, компонентів та пристроїв для нанесення. Матеріал ETREMA у Сполучених Штатах є найтиповішим прикладом інтеграції досліджень та продажів матеріалів та пристроїв для нанесення. Застосування ГММ охоплює багато галузей, і галузеві інсайдери та підприємці повинні мати стратегічне бачення, передбачення та достатнє розуміння розробки та застосування функціональних матеріалів з широкими перспективами застосування у 21 столітті. Вони повинні уважно стежити за тенденціями розвитку в цій галузі, прискорювати процес її індустріалізації, а також сприяти та підтримувати розробку та застосування пристроїв для нанесення ГММ.
Переваги магнітострикційних матеріалів рідкоземельних металів
GMM має високий коефіцієнт перетворення механічної та електричної енергії, високу щільність енергії, високу швидкість відгуку, добру надійність та простий режим керування за кімнатної температури. Саме ці переваги в продуктивності призвели до революційних змін у традиційних електронних інформаційних системах, сенсорних системах, вібраційних системах тощо.
Застосування магнітострикційних матеріалів рідкоземельних елементів
У новому столітті швидкого розвитку технологій було представлено понад 1000 пристроїв GMM. Основні сфери застосування GMM включають наступне:
1. В оборонній, військовій та аерокосмічній промисловості застосовується для підводного мобільного зв'язку на суднах, систем звукового моделювання для систем виявлення/виявлення, літаків, наземних транспортних засобів та зброї;
2. В електронній промисловості та галузях високоточних технологій автоматичного керування мікропереміщувальні приводи, виготовлені з використанням GMM, можуть використовуватися для роботів, надточної обробки різних точних інструментів та оптичних дисководів;
3. Морська наука та шельфова інженерна галузь, обладнання для дослідження розподілу океанських течій, підводної топографії, прогнозування землетрусів та потужні низькочастотні гідролокаційні системи для передачі та прийому акустичних сигналів;
4. Машинобудування, текстильна та автомобільна промисловість, які можуть бути використані для автоматичних гальмівних систем, систем уприскування палива/палива та високопродуктивних мікромеханічних джерел живлення;
5. Ультразвук високої потужності, нафтова та медична промисловість, що використовується в ультразвуковій хімії, ультразвуковій медичній техніці, слухових апаратах та потужних перетворювачах.
6. Його можна використовувати в багатьох галузях, таких як вібраційне обладнання, будівельна техніка, зварювальне обладнання та високоточна аудіосистема.
Датчик переміщення магнітострикційних елементів рідкоземельних металів
Час публікації: 16 серпня 2023 р.