磁致伸缩是指材料在磁场下产生形变的现象。这种效应最早于1842年被观察到,当时是由法国物理学家贝克勒尔发现的。随着对磁性材料性质深入理解,磁致伸缩也逐渐被广泛应用于传感器、执行机构等领域。
1.磁致伸缩原理
磁致伸缩原理是指当一个磁性材料(如铁、镍、钴及其合金)处于外加磁场中,该材料自身的磁畴和晶格会发生变化,导致整个材料的形状和尺寸发生微小变化。其中,磁畴将跟随磁场的方向偏转,而晶格则表现为拉伸或收缩。这种微小的变形通常是纳米级别的,但复合多个材料时,可以引起显著的形变。
2.磁致伸缩材料
磁致伸缩材料分为单晶磁性材料和多晶磁性材料两种。其中,单晶铁基合金等对磁场变化特别敏感。而最广泛应用的是多晶材料,如铁-镍合金、钴-铁合金等,这些合金的性能可以通过调节组分和加工方式进行控制。
3.磁致伸缩应用
目前,磁致伸缩技术已经被广泛应用于传感器、执行机构等领域。比如在汽车制造业中,磁致伸缩技术已经被应用于ABS刹车、发动机控制以及安全气囊等诸多方面。另外,一些高精度型的科学仪器也需要使用到磁致伸缩材料来实现微调和纠偏。
阅读全文