稀土超磁致伸缩材料的智能化应用

(1)性能优势

以Terfenol-D为代表的稀土超磁致伸缩材料作为一种新的高效磁(电)能-机械(声)能转换材料，其性能远远优于压电陶瓷(PZT)等其他材料，表1是Torfenol-D、Ni和PZT的物理性能比较。可见Terfenol-D材料的磁弹性、声学力学、磁电热性能呈现出明显的优势，因此将其作成换能器则具有大位移、强力、大功率、精密控制、快响应、高可靠、磁(电)-机转换效率高、频带宽、能量供应简单等优点，所以在智能化应用方面有着广阔的前景。

(2)智能化应用

应用Terfenol-D材料的性能优势可制成大量应用器件，如磁(电)-机械换能器(驱动器)、传感器和电子器件，至今已有千种之多，表2示出了应用的基本情况。

美国海军于20世纪80年代初开始研制Terfenol-D水下声纳，图6为6节环状声纳示意图。每单节由永磁体产生偏磁场，螺线管产生交流磁场，随着磁场的变化环就膨胀收缩将声波发射出去，其性能良好。表3是两种声纳弯张换能器的比较。日本用Terfenol-D驱动单元装置了8单元环状换能器，工作距离为10000km，而压电换能器在水下的工作距离仅300km，使用2年未出现过故障。

4 结束语

智能材料是本世纪材料科学技术发展的重要方向之一，智能磁性材料是其中的一个成员，磁性液体、磁流变液和稀土超磁致伸缩材料具有优异的智能功能，因而具有良好的应用前景，不久将会成为磁性材料发展的重点。