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铽对镍锰铁镓磁致伸缩材料组织的影响磁致伸缩材料科技名词定义中文名称：磁致伸缩材料英文名称：magnetostrictive material 定义：具有显著磁致伸缩效应的、可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的金属、合金以及铁氧体等磁性材料。
所属学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表材料（二级学科）；磁性材料(仪器仪表)（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁致伸缩材料magnetostrictive material 具有磁致伸缩特性的材料。
工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。
磁致伸缩是指在交变磁场的作用下，物体产生与交变磁场频率相同的机械振动；或者相反，在拉伸、压缩力作用下，由于材料的长度发生变化，使材料内部磁通密度相应地发生变化，在线圈中感应电流，机械能转换为电能。
磁致伸缩材料根据成分可分为金属磁致伸缩材料和铁氧体磁致伸缩材料。
金属磁致伸缩材料电阻率低，饱和磁通密度高，磁致伸缩系数λ大（λ＝Δl/l，l为材料原来的长度，Δl为在磁场H作用下的长度改变量）,用于低频大功率换能器，可输出较大能量。
铁氧体磁致伸缩材料电阻率高，适用于高频，但磁致伸缩系数和磁通密度均小于金属磁致伸缩材料。
Ni-Zn-Co铁氧体磁致伸缩材料由于磁致伸缩系数λ的提高而得到普遍应用。
工程上常用磁致伸缩材料制成各种超声器件，如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等；回声器件，如声呐、回声探测仪等；机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等。
磁致伸缩科技名词定义中文名称：磁致伸缩英文名称：magnetostriction 定义1：由于外加磁场产生磁化强度引起物体的可逆变形。
所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）定义2：指磁性材料或磁性物体由于磁化状态的改变引起的弹性形变现象。
所属学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表材料（二级学科）；磁性材料(仪器仪表)（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片所谓磁致伸缩是铁磁物质(磁性材料）由于磁化状态的改变，其尺寸在各方向发生变化。
逆磁致伸缩效应逆磁致伸缩效应（inverse magnetostriction effect）是指在外加磁场下产生的应变效应。
这一效应最早由美国物理学家W. J. Gore在1911年发现，其后又被多位科学家进行了深入的研究。
逆磁致伸缩效应在材料科学、电子工程、物理学等领域都有着广泛的应用。
一、逆磁致伸缩效应的基本原理逆磁致伸缩效应是指在外加磁场下，材料会发生形变。
这种形变是由于材料中存在着自发极化，并且自发极化方向与外加磁场方向垂直，导致了材料结构的略微改变。
这种改变可以通过测量材料长度或体积的变化来表征。
二、逆磁致伸缩效应的实验方法为了测量逆磁致伸缩效应，通常需要使用一些实验方法来进行测试。
其中最常用的方法是通过光栅干涉仪来测量样品长度的变化。
具体操作流程如下：1. 将待测试样品固定在一个支架上，并将支架放置在光栅干涉仪中。
2. 在样品上施加一个恒定的磁场，并测量样品长度的变化。
3. 测量得到的长度变化将被转换为电信号，并通过光栅干涉仪进行放大和处理。
4. 最终，可以得到逆磁致伸缩效应的相关数据，如应变值、材料系数等等。
三、逆磁致伸缩效应的应用逆磁致伸缩效应在材料科学、电子工程和物理学等领域都有着广泛的应用。
以下是一些具体的例子：1. 磁性记忆合金磁性记忆合金是一种利用逆磁致伸缩效应制成的材料。
这种合金可以在外加磁场下发生形变，并且能够记录下外加磁场的信息。
因此，它被广泛地应用于机械传感器、精密驱动装置等领域。
2. 磁致伸缩陶瓷磁致伸缩陶瓷也是一种利用逆磁致伸缩效应制成的材料。
这种材料可以在外加电场或者外加磁场下发生形变，因此被广泛地应用于精密控制系统、智能材料等领域。
3. 磁致伸缩传感器磁致伸缩传感器是一种利用逆磁致伸缩效应制成的传感器。
这种传感器可以测量外加磁场的强度，并将其转换为电信号输出。
因此，它被广泛地应用于物理学、电子工程等领域。
四、逆磁致伸缩效应的发展前景逆磁致伸缩效应作为一种新型的材料效应，在未来有着广阔的发展前景。
磁致伸缩导波在桥梁索体结构检测中的应用研究摘要：缆索桥梁因具有跨越能力强、结构轻盈、造型美观等优点而被城市桥梁广泛采用，缆索系统是桥梁结构的主要承重构件也是结构的薄弱点，缆索系统的健康检测对维持桥梁有效运营具有重大作用。
磁致伸缩导波无损检测技术拥有远距离检测、不会破坏构件、不受构件尺寸限制等优点，已经广泛应用于拉（吊）索桥梁锚固区的无损检测中。
本文主要介绍磁致伸缩导波检测原理、检测设备以及实际工程应用，列举了大佛寺长江大桥、桃夭门大桥以及金塘大桥采用磁致伸缩导波检测桥梁索体结构的应用效果。
关键词：磁致伸缩导波；桥梁索体；无损检测；1 引言21世纪以来，缆索桥梁因具有跨越能力强、结构轻盈、造型美观等优点而被城市桥梁广泛采用，如斜拉桥、悬索桥等。
缆索系统作为缆索桥梁的主要承重构件，是桥梁结构中的薄弱处，容易在外界环境的侵蚀下破坏损伤，进而影响桥梁结构性能及耐久性[1]。
所以要求桥梁管养部门加强对缆索桥梁的日常养护和检测，提前发现缆索系统的安全隐患，保证缆索系统处于安全健康的状态[2]。
拉（吊）索桥梁锚固区由于其构造的限制，很少能够检测到，成为桥梁检测的薄弱部位；磁致伸缩导波技术是桥梁缆索无损检测技术的一种，将其应用于桥梁缆索扫描，可以快速得到桥梁损伤情况。
实现现代城市桥梁无盲区检测。
磁致伸缩导波无损检测技术拥有远距离检测、不会破坏构件、不受构件尺寸限制等优点，故将其应用于拉（吊）索桥梁锚固区的无损检测中。
本文介绍磁致伸缩导波的桥梁拉索锚固系统无损检测技术原理、设备与重庆大佛寺长江大桥、桃夭门大桥、金塘大桥拉索锚固系统无损检测应用，为今后相关研究应用提供参考。
2 磁致伸缩导波检测原理磁致伸缩导波检测原理的基础是磁致伸缩(或Joule)效应及其逆(或Villari)效应[3]。
磁致伸缩效应是指由外部施加的磁场引起的铁磁材料物理尺寸的微小变化(在碳钢中约为百万分之几)。
对于磁致伸缩导波检测，它依赖于逆磁致伸缩(Villari)效应，指由机械应力(或应变)引起的铁磁材料磁感应的变化。
二维反铁磁磁致伸缩二维反铁磁磁致伸缩随着科技的不断发展，人们对材料的性能与应用需求也越来越高。
磁性材料作为一类重要的功能材料，其性能的研究一直备受关注。
二维反铁磁磁致伸缩现象是一种磁性材料的特殊现象，它在功能材料的设计和应用中具有重要的意义。
磁致伸缩效应是指材料在磁场的作用下发生形变的现象。
一般来说，磁致伸缩效应在铁磁材料中比较常见，例如铁、镍等金属。
但是在反铁磁材料中，磁致伸缩效应往往很弱或者不存在。
然而，二维反铁磁材料却展现出了令人惊奇的磁致伸缩效应，这为材料科学领域带来了新的机遇和挑战。
二维反铁磁材料是指晶格结构中存在着反铁磁性的材料。
反铁磁性是指材料中存在两个相互耦合的反平行磁矩，导致材料没有自发磁化的现象。
二维反铁磁材料的磁致伸缩效应是指在外加磁场的作用下，材料的尺寸发生可逆的变化。
这种变化可以是线性的，也可以是非线性的，取决于材料的特性和外加磁场的强度。
二维反铁磁材料的磁致伸缩效应主要是由于磁矩的重新排列引起的。
在没有外加磁场的情况下，材料中的磁矩是有序排列的，呈现出反平行的形式。
当外加磁场作用于材料时，磁矩会发生重新排列，导致材料的尺寸发生变化。
这种变化可以通过测量材料的长度、宽度或厚度来得到。
二维反铁磁材料的磁致伸缩效应在材料工程和器件设计中具有广泛的应用前景。
首先，磁致伸缩效应可以用于制备高精度的磁力传感器和执行器。
通过控制磁场的强度和方向，可以实现对材料尺寸的精确控制，从而实现微米级的位移和形变。
这对于微纳器件的制备和微操纵具有重要意义。
磁致伸缩效应还可以用于制备自适应材料和智能材料。
通过将二维反铁磁材料与其他材料相结合，可以实现材料的自适应性能。
例如，将二维反铁磁材料与聚合物复合，可以制备出具有可调节形状和尺寸的智能材料。
这种材料可以根据外界环境的变化自动调节形状和尺寸，具有很大的潜力在生物医学和机械工程领域应用。
二维反铁磁材料的磁致伸缩效应还可以用于能量转换和传感器领域。
电致伸缩和磁致伸缩一、电致伸缩技术电致伸缩是一种通过施加电场来实现材料伸缩变形的技术。
它基于智能材料的电致变形效应，根据不同的电场强度和极性来调控材料的伸缩行为。
常见的电致伸缩材料包括压电材料、电致伸缩液晶和电致伸缩高分子等。
1.1 压电材料压电材料是最早被发现具有电致变形效应的材料之一，具有压电效应的材料在施加电场后会发生形变。
这种形变可以是线性的、非线性的或者是复合的，取决于材料的结构和电场的作用方式。
压电材料被广泛应用于超声波换能器、声波滤波器和伺服阀等领域。
1.2 电致伸缩液晶电致伸缩液晶是一种利用电场调控液晶分子排列以实现材料伸缩变形的技术。
通过改变电场的强度和方向，可以实现液晶分子的有序排列或者无序排列，从而引起液晶体的伸缩变形。
电致伸缩液晶在显示技术、光学调制和光学变焦等领域有着广泛的应用。
1.3 电致伸缩高分子电致伸缩高分子是一种能够在电场作用下实现形变的聚合物材料。
通过在高分子链上引入电活性基团或者电荷基团，可以实现高分子材料的电致变形。
电致伸缩高分子被广泛应用于人工肌肉、可穿戴设备和智能结构等领域。
二、磁致伸缩技术磁致伸缩是一种利用磁场来实现材料伸缩变形的技术。
它基于智能材料的磁致变形效应，根据不同的磁场强度和方向来控制材料的伸缩行为。
常见的磁致伸缩材料包括磁形记忆合金、磁流变流体和磁致伸缩复合材料等。
2.1 磁形记忆合金磁形记忆合金是一种具有磁致变形效应的智能材料，能够在磁场的作用下发生形变。
磁形记忆合金通常由镍、钴和铁等元素组成，在不同的磁场强度和方向下会产生不同的形变效应。
磁形记忆合金在医疗器械、航空航天和汽车工程等领域有着广泛的应用。
2.2 磁流变流体磁流变流体是一种能够在磁场的作用下改变流变性质的智能材料，通常由磁性粒子和悬浮介质组成。
通过改变磁场的强度和方向，可以调节磁流变流体的粘度和流动性，从而实现材料的伸缩变形。
磁流变流体被广泛应用于减震器、密封件和振动控制系统等领域。
智能材料在土木工程中的应用智能材料是指可以对外部刺激做出响应的材料，其具有高灵敏度、高精度和高可靠性等特点。
智能材料在土木工程中的应用已经得到了广泛的关注，它可以大大提高结构的可靠性、减少维修成本、延长使用寿命和提高安全性能。
本文将从智能材料的种类、土木工程中的应用和未来的发展方向等方面进行探讨。
一、智能材料的种类1.压电材料：压电材料是指在外部电场的作用下，能够发生机械变形的材料。
它的应用主要是在结构振动控制和能量回收等方面。
2.磁致伸缩材料：磁致伸缩材料是指在外部磁场的作用下，能够发生机械变形的材料。
它的应用主要是在结构振动控制、变形控制和形状记忆合金等领域。
3.形状记忆合金：形状记忆合金是可以在外部温度或应变作用下改变形状，且能够恢复原状的材料。
它的应用主要是在结构变形控制、形状记忆合金缓冲器和结构减震等领域。
4.纳米复合材料：纳米复合材料是指由两种或两种以上不同材料复合而成的材料。
它的应用主要是在结构增强、防爆材料和防弹材料等领域。
二、土木工程中的应用1.结构控制：智能材料可以通过改变材料内部的形态，实现对结构的控制。
在土木工程中，智能材料可以通过振动控制、形变控制和噪声控制等方式，对建筑物进行控制，提高其耐久性和稳定性。
2.结构监测：智能材料可以通过感应器、光纤传感器、纳米材料传感器等方式对结构的应变、应力、振动、温度等进行监测。
这将大大提高土木工程结构的安全性和可靠性。
3.结构减震：智能材料在土木工程中的另一个重要应用是减震。
智能材料可以通过振动控制和形变控制等方式来实现结构的减震和抗震性能的提高。
4.形状记忆合金缓冲器：形状记忆合金缓冲器是将形状记忆合金与缓冲器相结合，用于减轻结构的冲击和变形。
这种材料被广泛应用于桥梁、建筑物、地铁车站等土木工程项目中，可以有效地保护结构免受外部冲击的影响。
三、未来发展方向未来，智能材料在土木工程中的应用将会越来越广泛。
随着技术的不断进步，智能材料的精度和可靠性将会不断提高。
智能材料有哪些智能材料是一种具有响应外部刺激和改变自身特性的材料，它可以根据环境变化或外部信号实现自主感知、自主调控和自我适应的功能。
智能材料的研究和应用领域涉及材料科学、化学工程、生物医学工程、机械工程等多个学科领域。
本文将介绍智能材料的种类、特性及应用领域。
智能材料主要分为以下几类：形状记忆材料、压电材料、磁致伸缩材料、光致变色材料、化学敏感材料等。
形状记忆材料是一种可以在外部作用下恢复原始形状的材料，常见的形状记忆合金有铜锌铝合金和镍钛合金。
压电材料是一种可以在外加电场下产生机械变形的材料，常用于传感器、致动器等领域。
磁致伸缩材料是一种可以在外加磁场下产生机械变形的材料，常用于声音换能器、振动控制等领域。
光致变色材料是一种可以在光照下改变颜色的材料，常用于光学器件、显示器件等领域。
化学敏感材料是一种可以在化学环境变化下产生物理变化的材料，常用于化学传感器、智能包装等领域。
智能材料具有许多优良的特性，如高灵敏度、快速响应、自主调控、多功能集成等。
这些特性使得智能材料在许多领域具有广泛的应用前景。
在生物医学工程领域，智能材料可以用于制备人工肌肉、智能药物释放系统、仿生传感器等医疗器械，为医学诊断和治疗提供新的解决方案。
在机械工程领域，智能材料可以用于制备智能结构材料、智能传感器、智能控制系统等，提高机械设备的性能和智能化程度。
在材料科学领域，智能材料可以用于制备智能纳米材料、智能复合材料、智能表面涂层等，为材料设计和制备提供新的思路和方法。
总之，智能材料是一种具有巨大应用潜力的新型材料，它将在未来的科技发展中发挥重要作用，推动人类社会的进步和发展。
随着科学技术的不断进步，智能材料的研究和应用将会迎来更加广阔的发展空间，为人类社会带来更多的创新和变革。
0 前言铁磁体在外磁场中磁化时，其长度及体积均发生变化，这个现象为磁致伸缩效应。
具有磁致伸缩效应的磁致伸缩材料可以将电磁信息转化为机械位移信息或声信息，也可以反向转
换。
这样一来，就可以实现许多换能工作。
由于磁致伸缩材料具有机械能与电能之间转换的特点，所以在机械机电方面非常有优势，可以实现高稳定性、高效率的能量转换。
1 磁致伸缩材料的研发现状磁致伸缩材料主要有三大类：镍和镍基合金，压电陶瓷材料（简称为PZT），稀土超磁致伸缩材料。
稀土超磁致伸缩材料主要是指稀土-铁系金属间化合物。
这类材料的磁致伸缩值达到1500×10-6～2000×10-6，比镍和镍基合金的磁致伸缩大约2个数量级，因此被称为稀土超磁致伸缩材料。
1.1 国外有关超磁致伸缩材料的应用研究1991年美国依阿华大学的R.chung 等开发出一种超磁致伸缩激光二极管磁强计原型，精度为160×10-6μmA/m。
美国海军采用超磁致伸缩材料开发了磁致伸缩应变计，它动态范围更大，灵敏度和精度更高，并且它的温度依赖性小，可测的频带更宽，可测应变量最小达到3×10-10。
日本东芝公司M.sahashi 等发明了用磁致伸缩薄膜制作的接触性扭矩传感器，其动态范围大、响应快，灵敏度比用传统金属电阻薄膜制成的扭转应变计高10倍。
日本茨城大学江田弘和东芝公司的Kobayashi 合作设计了定位精度达到纳米级的超磁致伸缩致动器，并将其成功地用于大型光学金刚石车床的微进给装置。
螺线管式压磁效应扭矩传感器为非接触型扭矩传感器，安装方便，可检测瞬时磁致伸缩材料及其在机械工程中的应用
王泽源 山东理工大学机械工程学院 山东淄博 255000
扭矩，并且灵敏度高，易于小型化，是当前研究的主流。
1.2 国内有关超磁致伸缩材料的应用研究南京航空航天大学的顾仲权、朱金才等研究了磁致伸缩材料改动器在振动主动控制中的应用，海军工程大学的欧阳光耀、施引研究了超磁致伸缩改动器的设计方法，并将其作为振动主动控制的执行器，取得了较好的振动控制效果浙江大学的夏春林、丁凡等研究了超磁
致伸缩改动器在流体伺服器件中的应用。
今后
有必要不断进行成分调整与掺杂研究，不断改进材料性能以克服现有器件在位移分辨率和响应灵敏度等方面的不足，使超磁致伸缩材料能应用到更多的新领域中。
国内在超磁致伸缩材
料的制备方面已基本达到国际先进水平，但应
用研究则明显落后于西方发达国家。
我国作为稀土大国，资源优势没有得到充分的发挥和利用。
2 磁致伸缩材料在机械机电方面的应用
磁致伸缩式电机利用磁致伸缩材料的伸缩位移直接转化为电机输出位移，其运动精度由材料的伸缩精度决定，由于GMM（超磁致伸
缩材料）存在非线性，常用偏置磁场和预紧力
等改善电机精度。
电机可工作在非共振模式和共振模式下，高频时涡流效应使GMM 内部的磁场不均匀，降低材料的利用率，目前普遍认为GMM 最适合工作在低频场合，0～5 kHz 内的能量转换效率远优于PZT;若工作频率较高，需将GMM 切片处理，把材料切割成薄片，以提高截比频率减小涡流损耗。
另一种减
小涡流损失的方法是将稀土超磁致伸缩材料粉
末与粘合剂合成磁致伸缩复合材料。
2.1 在旋转电机中的应用
旋转电机常由两相互垂直的致动器构成，致动器的微小位移使用椭圆壳结构放大，当致动器激励电流相位差为90°，定子质点椭圆运动;也可改变直线电机的结构实现旋转电机的设计。
虽然磁致伸缩材料相对于磁场的形变不具有方向性，但它处于环形磁场中时会扭转，也可基于该原理设计旋转电机。
2.1.1 超磁致伸缩谐波电动机它主要由8个（或8个以上）超磁致伸缩驱动器、柔轮和刚轮三部分组成。
其中由超磁致伸缩驱动器组成波发生器。
它的主要工作原理是通过依次控制超磁致伸缩驱动器的伸缩位移，使柔轮产生流动的弹性变形，根据谐波传动原理，若柔轮固定，刚轮产生低速旋转输出，若刚轮固定，柔轮产生低速旋转输出，实现电磁能到机械能的变换。
2.2 在直线电机中的应用机器中除了旋转运动外，还有不少直线运动。
这些直线运动多数采用旋转式电动机，通过齿轮、带、滚珠丝杠等传动装置，进行力矩、速度、运动方式的变换。
由于有中间传动装置，所以整部机器存在着体积大、效率低、精度差等问题。
与旋转电机相对应，直线电机是一种利用电能产生直线运动的电机，它可以直接驱动机械负载作直线运动。
其最大优点是取消了从电机到工作台之间的一切中间环节，把工作台进给传动链的长度缩短为零，即“零传动”或“直接传动”。
直线电机可实现无接触传递力，没有机械损耗，结构简单，工作稳定，寿命长，容易密封，不怕污染，适应性强。
2.2.1 磁致伸缩式惯性直线电动机传统的惯性冲击直线电动机一般采用压电功能材料驱动，也就是利用压电陶瓷晶体逆压电效应，将电能转化为机械能。
压电式惯性冲击直线电动机是利用压电材料在迅速通电或断电时的快速变形产生惯性冲击，继而形成驱动能力来实现精密位移的一种驱动机构。
但是由于压电材料存在有缆驱动、变形量小、功率密度小、高电压驱动的不足，导致现有的压电式惯性冲击直线电动机存在运动稳定性较差、运动速度慢、负载能力弱、可靠性低的问题，因而在交大功率场合应用受到限制。
通过适当的结构将超磁致伸缩棒一端固接惯性质量块，另一端固接移动体，磁致伸缩棒外部绕由电磁线圈。
另外，结构中需要预紧装置，采用弹簧可提供一定的预压力，以消除间隙，特别当电磁线圈上的电流减小，超磁致伸缩棒回缩时，弹簧迫使质量块回位，使质量块始终与超磁致伸缩棒紧密接触。
对惯性冲击式直线电动机施加快升缓降或缓升快降的锯齿波信号时，由驱动元件和惯性质量块组成的冲击体会对电机主体产生惯性冲击力。
当这个反向冲击力大于移动体与外界的摩擦力时，机构就可以产生运动;当这个反向冲击力小于或等于移动体与外界的摩擦力时，机构保持不动。
通过控制信号的频率、波形和幅值，能够实现不同步长的双向连续运动。
3 结语磁致伸缩材料的研发和应用，使工作效率得到大大提高，对机械电子方面技术的改善非常可观。
所以，为了促进高新技术的进步和经济的发展，要继续研发和改进磁致伸缩材料的产品，尤其是性能更优的超磁致伸缩材料产品，为科技事业的腾飞奠定坚实的基础。
