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磁致伸缩材料的特性及换能器的工作原理(二)
来源: | 发布日期:2022-10-28

(2)磁致伸缩材料的特性

①纵向磁致伸缩正效应(焦耳效应)。铁磁材料(如铁、镣、钻及其合金等)制成的棒在受外磁场作用时,沿磁力线方向会产生伸缩相对形变的效应称为纵向磁致伸缩正效应(或称焦耳效应)。纵向磁致伸缩效应具有下面一些性质。


a.由上述效应所引起的相对形变是较小的,约在10-6数量级。


b.不同铁磁材料制成的棒,在相同磁场强度或磁感应强度作用下所产生的相对形变是不同的,如图4-3所示。从图中可以看出45%坡莫合金的相对形变总是正的,纯镣、退火钻的相对形变总是负的,而纯铁在弱磁场时是正的,在强磁场时变为负的。


c.磁致伸缩形变与温度有密切关系,当温度升高时,由于铁磁材料晶格的变化,磁化强度会发生变化。变化的情况如图4-4所示。从图中可看出,几条变化的曲线形态各异,但无论是哪种变化情况,它们都存在一个Qt的温度,一旦到达这一温度,自发磁化不再存在,铁磁体变为顺磁体。我们称Qt 为居里点。要使磁致伸缩换能器正常工作,必须让它处于远低于居里点的温度环境内,在设计大功率辐射器时尤其要考虑温度对换能器的影响问题。


d.磁致伸缩材料均具有磁致伸缩饱和现象,当外加磁场强度逐渐增大过程中,开始时形变会随之逐渐增加,当磁场强度增加到某一值时,形变就不再增加,此时的形变称为饱和磁致伸缩形变,用02 来表示。例如对于退火镣在磁场强度为4800A/m时饱和磁致伸缩形变为一36X10-6


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e.相对形变近似与磁感应强度B的平方成正比。


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式中,k(B)为比例系数。



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