Materiały magnetostrykcyjne ziem rzadkich
Gdy substancja jest namagnesowana w polu magnetycznym, wydłuża się lub skraca w kierunku namagnesowania, co nazywa się magnetostrykcją. Wartość magnetostrykcyjna ogólnych materiałów magnetostrykcyjnych wynosi tylko 10-6-10-5, co jest bardzo małą wartością, więc pola zastosowań są również ograniczone. Jednak w ostatnich latach odkryto, że istnieją materiały stopowe w stopach ziem rzadkich, które są 102-103 razy większe niż pierwotna magnetostrykcja. Ludzie nazywają ten materiał o dużej magnetostrykcji gigantycznym materiałem magnetostrykcyjnym ziem rzadkich.
Materiały magnetostrykcyjne olbrzymów ziem rzadkich to nowy typ materiału funkcjonalnego, który został opracowany przez kraje zagraniczne pod koniec lat 80. XX wieku. Odnosi się głównie do związków międzymetalicznych na bazie żelaza ziem rzadkich. Ten typ materiału ma znacznie większą wartość magnetostrykcyjną niż żelazo, nikiel i inne materiały. W ostatnich latach, wraz z ciągłą redukcją kosztów produktów z materiałów magnetostrykcyjnych olbrzymów ziem rzadkich (REGMM) i ciągłą ekspansją obszarów zastosowań, popyt rynkowy stał się coraz silniejszy.
Rozwój materiałów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich
Beijing Iron and Steel Research Institute rozpoczął badania nad technologią przygotowania GMM wcześniej. W 1991 r. jako pierwszy w Chinach przygotował pręty GMM i uzyskał patent krajowy. Następnie przeprowadzono dalsze badania i zastosowania dotyczące przetworników akustycznych podwodnych o niskiej częstotliwości, detekcji prądu światłowodowego, przetworników spawalniczych ultradźwiękowych dużej mocy itp., a także opracowano wydajną zintegrowaną technologię produkcji GMM i sprzęt z niezależnymi prawami własności intelektualnej i roczną zdolnością produkcyjną wynoszącą tony. Materiał GMM opracowany przez Beijing University of Science and Technology został przetestowany w 20 jednostkach zarówno w kraju, jak i za granicą, z dobrymi wynikami. Lanzhou Tianxing Company opracowała również linię produkcyjną o rocznej zdolności produkcyjnej wynoszącej tony i poczyniła znaczące osiągnięcia w zakresie rozwoju i stosowania urządzeń GMM.
Chociaż chińskie badania nad GMM nie rozpoczęły się zbyt późno, wciąż znajdują się na wczesnym etapie industrializacji i rozwoju zastosowań. Obecnie Chiny nie tylko muszą dokonać przełomów w technologii produkcji GMM, sprzęcie produkcyjnym i kosztach produkcji, ale także muszą zainwestować energię w rozwój urządzeń do aplikacji materiałów. Kraje zagraniczne przywiązują dużą wagę do integracji materiałów funkcjonalnych, komponentów i urządzeń do aplikacji. Materiał ETREMA w Stanach Zjednoczonych jest najbardziej typowym przykładem integracji badań i sprzedaży materiałów i urządzeń do aplikacji. Zastosowanie GMM obejmuje wiele dziedzin, a osoby z branży i przedsiębiorcy powinni mieć strategiczną wizję, przewidywanie i wystarczające zrozumienie rozwoju i zastosowania materiałów funkcjonalnych o szerokich perspektywach zastosowania w XXI wieku. Powinni oni uważnie monitorować trendy rozwojowe w tej dziedzinie, przyspieszyć proces industrializacji oraz promować i wspierać rozwój i zastosowanie urządzeń do aplikacji GMM.
Zalety materiałów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich
GMM ma wysoki współczynnik konwersji energii mechanicznej i elektrycznej, wysoką gęstość energii, wysoką szybkość reakcji, dobrą niezawodność i prosty tryb jazdy w temperaturze pokojowej. To właśnie te zalety wydajności doprowadziły do rewolucyjnych zmian w tradycyjnych elektronicznych systemach informacyjnych, systemach czujników, systemach wibracyjnych itd.
Zastosowanie materiałów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich
W szybko rozwijającym się nowym stuleciu technologii wprowadzono ponad 1000 urządzeń GMM. Główne obszary zastosowań GMM obejmują:
1. W przemyśle obronnym, wojskowym i lotniczym stosuje się ją w podwodnej łączności mobilnej statków, systemach symulacji dźwięku dla systemów wykrywania/detekcji, samolotów, pojazdów naziemnych i broni;
2. W przemyśle elektronicznym i w branży technologii automatycznego sterowania o wysokiej precyzji, mikronapędy przemieszczeniowe produkowane przy użyciu GMM mogą być stosowane w robotach, do obróbki precyzyjnej różnych precyzyjnych instrumentów oraz w napędach dysków optycznych;
3. Przemysł nauk morskich i inżynierii morskiej, sprzęt pomiarowy do pomiaru rozkładu prądów oceanicznych, topografii podwodnej, przewidywania trzęsień ziemi oraz systemy sonarowe o dużej mocy i niskiej częstotliwości do przesyłania i odbierania sygnałów akustycznych;
4. Przemysł maszynowy, tekstylny i motoryzacyjny, w którym można stosować automatyczne układy hamulcowe, układy wtrysku paliwa/wtrysku i wysokowydajne mikromechaniczne źródła energii;
5. Ultradźwięki dużej mocy, przemysł naftowy i medyczny, stosowane w chemii ultradźwiękowej, technologii medycznej ultradźwiękowej, aparatach słuchowych i przetwornikach dużej mocy.
6. Może być stosowany w wielu dziedzinach, np. w maszynach wibracyjnych, maszynach budowlanych, sprzęcie spawalniczym i systemach audio wysokiej jakości.
Czujnik przemieszczenia magnetostrykcyjnego ziem rzadkich
Czas publikacji: 16-08-2023