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1 磁致伸缩1

1.1 磁致伸缩效应1

1.2 磁致伸缩起源2

1.3 磁致伸缩的唯象理论5

1.4 RFe2化合物磁致伸缩的原子模型8

1.5 磁致伸缩的单离子模型9

1.6 磁弹性能11

1.7 温度与合金成分对磁致伸缩的影响14

参考文献16

2 磁致伸缩材料17

2.1 磁致伸缩材料的发展历程17

2.2.1 过渡金属及其氧化物20

2.2 磁致伸缩材料的种类20

2.2.2 稀土金属23

2.2.3 稀土-过渡金属化合物24

2.2.4 锕系金属化合物28

2.3 磁致伸缩薄膜材料28

参考文献31

3 稀土-铁合金相图及其化合物33

3.1 稀土-铁二元系合金相图及其化合物34

3.2 稀土-铁三元系合金相图40

3.3 稀土-铁多元系合金相图46

3.4 Sm-R-Fe-Co四元系相图及其化合物49

3.4.1 Sm-Nd-Fe-Co系50

3.4.2 Sm-Pr-Fe-Co系52

3.4.3 Sm-Dy-Fe-Co系54

参考文献57

4 超磁致伸缩材料制备技术59

4.1 合金熔炼法59

4.1.1 布里吉曼法60

4.1.2 浮区法61

4.1.3 丘克拉尔斯基法65

4.2 超磁致伸缩材料的热处理68

4.3 烧结超磁致伸缩材料的制备73

4.4 粘结超磁致伸缩材料的制备76

4.5 氢化-歧化-脱氢法(HDD法)79

4.6 薄膜超磁致伸缩材料的制备技术81

参考文献83

5.1 稀土合金的磁致伸缩性能85

5 超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能85

5.2 铽-镝-铁合金的磁致伸缩性能89

5.3 合金元素替代对Tb0.27Dy0.73Fe2合金的结构与磁致伸缩的影响92

5.4 Sm-R-Fe(R=Dy,Pr)合金的磁致伸缩性能97

5.4.1 Sm-Dv-Fe合金的磁致伸缩性能97

5.4.2 Sm-Pr-Fe合金的磁致伸缩性能103

5.5 (Tb0.25Dy0.65Pr0.1)-Fe合金的磁致伸缩性能107

参考文献109

6 超磁致伸缩材料的性能测试112

6.1 静态性能测量112

6.1.1 磁致伸缩的测量112

6.1.2 磁感应强度的测量115

6.1.3 磁导率的测量117

6.1.4 电阻的测量118

6.2 动态性能测量119

6.2.1 增量磁导率的测量119

6.2.2 动态磁致伸缩系数的测量121

6.2.3 柔顺系数的测量124

6.3 阻抗频率特性和磁机械耦合系数的测量126

6.3.1 阻抗频率特性测量126

6.3.2 磁机械耦合系数的测量128

参考文献131

7 超磁致伸缩材料的应用132

7.1 超磁致伸缩材料(Terfenol—D)和压电陶瓷材料(PZT)的特性对比132

7.2 超磁致伸缩材料在磁(电)-声换能器中的应用134

7.2.1 水声换能器135

7.2.2 大功率超声换能器137

7.2.3 用于扬声器的超磁致伸缩电声换能器138

7.3 超磁致伸缩材料在磁(电)-机械致动器中的应用139

7.3.1 精密致动器139

7.3.2 大量程致动器140

7.3.3 流量控制阀与燃料注入系统142

7.4 超磁致伸缩材料的其他应用143

7.4.1 智能传感致动器143

7.4.2 超磁致伸缩传感器144

7.4.3 石油降黏解聚装置144

7.4.4 智能振动时效装置144

7.4.5 超磁致伸缩泵145

7.5 超磁致伸缩薄膜材料的应用146

7.4.6 超磁致伸缩转动马达146

参考文献149

8 超磁致伸缩材料的器件设计150

8.1 器件的工作特点150

8.2 器件结构设计152

8.2.1 偏置磁场设计152

8.2.2 预加压力156

8.2.3 水冷系统158

8.2.4 工作频率160

8.3 器件磁路设计161

8.3.1 超磁致伸缩棒中的磁场161

8.3.2 均匀磁场设计163

8.4.1 基本关系式168

8.4 典型器件设计168

8.4.2 器件设计171

8.4.3 器件特性测试177

8.5 器件的控制系统与仿真179

8.5.1 致动器控制系统的数学模型180

8.5.2 致动器控制系统的特性183

8.5.3 致动器系统的控制器设计186

8.6 薄膜材料微执行器的设计190

8.6.1 设计原理190

8.6.2 薄膜型超磁致伸缩微执行器191

参考文献194

附录196

索引199