Υλικά και παράγοντες επιλογής για αισθητήρες μετατόπισης μαγνητοσυστολών

1. Ο συντελεστής μαγνητοσκοπίας κορεσμού του υλικού λ S όσο το δυνατόν μεγαλύτερο.


Η ανισοτροπία του μαγνητικού κρυστάλλου του υλικού πρέπει να είναι αρκετά υψηλή. Χωρίς επαρκή ανισότροπη απόδοση, είναι αδύνατο να υπάρχει σημαντική μαγνητοσκοπία. Ωστόσο, η ανισότροπη ενέργεια δεν μπορεί να είναι πολύ μεγάλη, διαφορετικά, το μαγνητικό πεδίο που απαιτείται για την περιστροφή της μαγνητικής ροπής θα είναι πολύ μεγάλη, καθιστώντας αδύνατη την επίτευξη σημαντικής μαγνητοσυστολής σε χαμηλότερα μαγνητικά πεδία.


3. Υλικά (λ-Η) Η μέγιστη κλίση της καμπύλης d = (d) λ / dh) max πρέπει να είναι μεγαλύτερη. Με αυτόν τον τρόπο, το υλικό έχει υψηλότερη απόδοση στη μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια.


4. Απαιτούν τα υλικά να έχουν το μέγιστο δυνατό συντελεστή ηλεκτρομηχανικής σύζευξης (ή συντελεστή ελαστικής σύζευξης Magneto).


5. Έχει μια ορισμένη αντοχή σε συμπιεστική (για θετικά μαγνητοκομικά υλικά) και αντοχή σε εφελκυσμό (για αρνητικά μαγνητοσυστολικά υλικά), καθώς και μια ορισμένη ανθεκτικότητα, για να αποφευχθεί η αποτυχία και η βλάβη της μαγνητοσυστολής που προκαλείται από το εξωτερικό στρες όταν το υλικό υποβάλλεται σε μαγνητοσυστολή.


6. Καλά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας. Το καλώδιο οδηγού είναι ένα υλικό κλειδιού για τους αισθητήρες μετατόπισης των μαγνητικών μετατόπισης και η μεταβολή της θερμοκρασίας των διαφόρων παραμέτρων είναι ο κύριος παράγοντας που καθορίζει τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας του αισθητήρα, ειδικά ο συντελεστής θερμοκρασίας της ταχύτητας διάδοσης των στρεπτικών κυμάτων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερος. Προκειμένου να αποκτήσουν πρακτικά και υψηλής απόδοσης μαγνητοσυστολικά υλικά, οι άνθρωποι διεξάγουν έρευνα σχετικά με αυτό, με αποτέλεσμα μια σειρά μαγνητοσυστολικών υλικών


Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι αναπτυξιακής διαδικασίας:;


(1) Τα παραδοσιακά μαγνητοσυγκροτημένα μέταλλα και τα κράματα, ο φερρίτης και τα άμορφα υλικά


① Τα παραδοσιακά μαγνητοσυστολικά μέταλλα και τα κράματα περιλαμβάνουν ανόπτηση καθαρού νικελίου, κράματα κοβαλτίου νικελίου, κράματα από νικέλιο σιδήρου, κράματα σιδήρου αλουμινίου κ.λπ.


② Τα μαγνητοποιητικά υλικά Ferrite περιλαμβάνουν Ni Co Ferrite και Ni Co Cu Ferrite και η σύνθεση αυτών των υλικών μπορεί να ρυθμιστεί κατάλληλα σύμφωνα με διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Συνήθως, διαμορφώνονται με διαφορετικές αναλογίες οξειδίου του νικελίου (NIO), οξειδίου του σιδήρου (Fe ₂ o æ), οξειδίου του χαλκού (CuO) και οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO).


③ Τα άμορφα υλικά περιλαμβάνουν κυρίως τρεις κατηγορίες: με βάση το σίδηρο, το σιδερένιο-νικέλιο και τη βάση με κοβάλτιο. Δεν υπάρχει μέταλλο ή κράμα μεγάλης εμβέλειας με εσωτερική ατομική διάταξη.


(2) Μη σπάνια γήινα μαγνητικά υλικά. Το πιο σημαντικό υλικό αυτού του τύπου είναι το κράμα μνήμης σιδηρομαγνητικού σχήματος Ni MN GA (FSMA), το οποίο μπορεί να προκαλέσει αρκετό τοις εκατό της τεράστιας πίεσης κάτω από τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου.


(3) Τα γιγαντιαία μαγνητικά υλικά (GMM) είναι σιδηροώνες βαρέων μετάλλων σπάνιων γαιών Tb terbium και dy dysprosium, με μαγνητοσυστρωματικό συντελεστή μέχρι (1-2) × 10-3 (0,1-0,2%), που είναι δύο παραγγελίες του Το μέγεθος υψηλότερο σε απόδοση από τα παραδοσιακά προϊόντα, ονομάζεται επομένως ένα γιγαντιαίο μαγνητοσκοπικό υλικό. Όπως το TBFE Å (terfenol) και το TBO. Å dyo.7fe ₂ (terfenol d).


① Τα μέταλλα των σπάνιων γαιών, ειδικά τα βαριά μέταλλα σπάνιων γαιών, παρουσιάζουν σημαντική μαγνητοσκοπία σε χαμηλές θερμοκρασίες, φθάνοντας στη σειρά 10-3-10-2 στα 0k και 77k. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας Curie των μετάλλων σπάνιων γαιών, δεν μπορούν να εφαρμοστούν άμεσα σε θερμοκρασία δωματίου.


② Οι ενώσεις μετάλλων μετάλλων σπάνιων γαιών προτάθηκαν από το Callen το 1969 με βάση τα χαρακτηριστικά των σύννεφων ηλεκτρονίων μεταβατικών μετάλλων, τα οποία έχουν υψηλότερο σημείο θερμοκρασίας Curie. Ο συντελεστής μαγνητοσυστολής των οξειδίων μετάλλων σπάνιων γαιών όπως το TB3FE5O12 στα 4.2K είναι 2460 χ στα 78Κ, ο συντελεστής μαγνητοσυστολής είναι 560 × 10-6.


③ Οι μεταλλικές ενώσεις ακτινιδίου παρουσιάζουν επίσης σημαντική μαγνητοσκοπία σε χαμηλές θερμοκρασίες, μερικές ακόμη και ξεπερνούν τις ενώσεις σπάνιων γαιών, όπως οι ΗΠΑ σε 4.2Κ λ 111 έως 7000 × 10-6. Αλλά η θερμοκρασία Curie αυτών των ενώσεων είναι μόνο περίπου 100k, καθιστώντας δύσκολη την εφαρμογή της μηχανικής πρακτικής.


④ Το Giant Magnetostrictive Powder Composite (GMPC) αναπτύσσεται για να ξεπεράσει τις αδυναμίες των ράβδων τερφενόλης-D, όπως η υψηλή ευγένεια, οι δυσκολίες επεξεργασίας και η υλική θέρμανση κάτω από μαγνητικά πεδία υψηλής συχνότητας. Βασίζεται σε γιγαντιαία μαγνητικά κράματα και μπορεί να ξεπεράσει σημαντικά τα παραπάνω μειονεκτήματα. Το GMPC θα γίνει μια νέα κατεύθυνση ανάπτυξης για τα μαγνητοσωτικά υλικά Terfenol-D.