Terfenol-D

Terfenol-D是1972年Clark發現的運用在大功率超大型超聲器件的機器。

基本介紹

• 外文名：Terfenol-D
• 時間：1972年
• 發現者：Clark
• 特點：詳見正文

Terfenol-D簡介

1972年，Clark等首次發現Laves相稀土鐵化合物RFe2的磁致伸縮在室溫下是Fe、Ni等傳統磁致伸縮材料的100倍，並且高於PZT、PLZT壓電陶瓷，其通常是稀土與鐵、鈷、鎳等金屬的合金。近年來又研究了（Tb，Dy）Fe2等贗二元化合物，發現Tb1-xDyxFe2（0.68≤x≤0.73）的磁致伸縮應變值最大，常稱為Terfenol-D，該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首先研製成功。其具有很好的磁致伸縮性能和低的磁晶各向異性，並發現該材料製備成單晶或晶粒取向的多晶後在壓應力作用下，在低磁場中磁致伸縮係數大大提高，即出現了所謂“跳躍效應”。

稀土超磁致伸縮材料Terfenol-D屬立方晶體，其磁致伸縮係數一般是通過測量沿主軸（<100>，<110>，<111>）長度變化得到的，磁場從垂直轉到平行於測量方向。當Terfenol-D置於一個磁場中時，其尺寸的變化比一般磁性材料變化大，這種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納，目前已廣泛套用於多種領域，從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、太空望遠鏡的調節機構和飛機機翼調節器等領域。它具有比傳統的磁致伸縮材料和壓電陶瓷高几十倍的伸縮性能。所以可廣泛用於聲納系統、大功率超大型超聲器件、精密控制系統、各種閥門、驅動器等，是一種具有廣闊發展前景的稀土功能材料。這種材料的發展使電-機械轉換技術獲得突破性進展。對尖端技術、軍事技術的發展及傳統產業的現代化產生了重要作用。

Terfenol-D的特點

與壓電材料和傳統的磁致伸縮材料相比具有以下特點：Terfenol-D飽和磁致伸縮應變很大，比鎳大40~50倍，比PZT壓電陶瓷大5~8倍，故在低頻下可使得水聲換能器獲得很高的體積速度和聲源級；能量密度高，比鎳大400~500倍，比PZT壓電陶瓷大10~14倍；磁機械耦合係數大，有利於換能器的寬頻高頻率工作；聲速低，比鎳小3倍，約為壓電陶瓷的一半，有利於換能器小型化設計；居里點溫度高。對大功率而言，即使是瞬間過熱都會導致PZT壓電陶瓷的永久性極化完全消失，而Terfenol-D工作到居里溫度以上只會使其磁致伸縮特性暫時消失，冷卻到居里溫度以下，其磁致伸縮特性可完全恢復，故無過熱失效問題。

Terfenol-D的套用

廣泛用於聲納系統、大功率超大型超聲器件、精密控制系統、各種閥門、驅動器等，是一種具有廣闊發展前景的稀土功能材料。這種材料的發展使電-機械轉換技術獲得突破性進展。對尖端技術、軍事技術的發展及傳統產業的現代化產生了重要作用。