當今世界具有較佳磁致伸縮特性和實用價值的磁致伸縮材料是Tb-Dy-Fe系合金,又叫Terfenol-D。它在低磁場驅動下產生的應變值高達1500~2000ppm,是傳統的磁致伸縮材料如壓電陶瓷的5~8倍、鎳基材料的40~50倍,因此被稱之為“稀土超磁致伸縮材料”,也被評為未來較有發展潛力的新材料之一。
“稀土超磁致伸縮材料”產生的應力大、能量密度高,可瞬間響應,并且具有可靠性高、居里溫度高等優點,而且還是一種環保型材料;其所具有的卓越的電磁能與機械能或聲能轉換性能,是傳統的磁致伸縮材料所無法比擬的。自從20世紀70年代發明稀土超磁致伸縮材料以來,經過30多年的研究與開發,稀土超磁致伸縮材料制造工藝不斷完善、性能不斷提高、成本不斷降低,應用領域不斷擴大,市場迅速發展,在軍民兩用高技術領域顯示了廣闊的應用前景,是21世紀軍工與高新技術的重要戰略材料。
稀土超磁致伸縮材料的應用范圍十分廣闊,涉及軍事、民用等方方面面,著名的美國Etrema公司銷售經理ToddKreamer先生稱說:“Terfenol-D材料的應用行業及應用產品幾乎是無限的。”迄今已有1000多超磁致伸縮材料種器件問世,應用面涉及航空航天、國防軍工、電子、機械、石油、紡織、農業等諸多領域,大大促進了相關產業的技術進步。例如大功率換能器用于油井處理,可降低石油粘度,改善流動特性,大大提高石油產量。預計稀土超磁致伸縮材料的應用領域主要有以下幾方面:1、軍工及航空航天領域:水下艦艇移動通訊,探/檢測系統,聲音模擬系統,航空飛行器,地面運載工具和武器等;2、電子工業:微位移驅動器,機器人,超精密機械加工設備,精密儀器,光盤驅動器等;3、化工醫療:超聲化學,超聲醫療技術,助聽器,大功率換能器等;4、海洋科學與工程:海流分布、水下地貌、地震預報等的勘測裝置,發射及接收聲訊號的大功率低頻聲納系統等;5、機械及汽車工業:自動剎車系統,燃料/注入噴射系統,高性能微型機械功率源等。
近年來,隨著稀土超磁致伸縮材料應用范圍的擴大,產量不斷增加,已成為繼稀土永磁材料之后的又一大稀土功能材料。美國前沿技術(Edge Technologies)公司1989年開始生產稀土大磁致伸縮材料,其商品牌號為Terfenol-D,隨后瑞典Feredyn AB公司也生產、銷售稀土大磁致伸縮材料,產品牌號為Magmeg86,近10多年來,日本、俄羅斯、英國和澳大利亞等也相繼研究開發出TbDyFe2型磁致伸縮材料,并有少量產品銷售。據美國前沿技術公司統計,全世界Terfenol-D合金產量,1989年僅為100kg,1993年約1000kg,1995年達到10噸,而到1997年已達到70噸。美國國內每年用于聲納等器件的Terfenol-D材料價值約數百萬到1千萬美元,聲納、油壓機、機器人等器件的市場金額每年約6億美元。該公司的總裁Larson還預測稀土超磁致伸縮材料已進入一個穩定的需求增長期,其成長趨勢與釹鐵硼NdFeB永磁材料極為相似;TbDyFe材料的未來市場為:2000年2億美元,2005年4億美元,2010年8億美元,2015年17.5億美元。
Terfenol-D磁致伸縮性能:
磁致伸縮系數≥1000PPM
楊氏彈性模量2.5~6.5x1010N/m2
抗拉強度≥25MPa
抗壓強度≥260MPa
熱膨脹系數(8~12)x 10-6/℃
居里溫度 380℃
使用溫度 -40~150℃
密度:9.25g/cm3
能量密度14~25KJ/m3
響應速度<1μs
精度: 10-1~10-3μs
響應頻帶 1~104Hz
可提供產品規格:
棒材(圓棒):直徑5~50mm,長度≤200mm
棒材(方棒):長寬2~35mm,高2~100mm
圓環:外徑8~50mm,壁厚2~4mm,長度2~100mm
圓片:直徑4~50mm,較小厚度1mm
方片(矩形片):較薄1mm
層疊片:直徑10~50mm,長5~100mm,較小層疊厚度2mm
粉末:協商供應
品牌:ETREMA
供貨能力:有長期穩定的批量生產能力,月產量可達80~120kg。