Magnetostrikcijski materiali redkih zemelj
Ko snov magnetiziramo v magnetnem polju, se v smeri magnetizacije podaljša ali skrajša, kar imenujemo magnetostrikcija. Magnetostrikcijska vrednost splošnih magnetostrikcijskih materialov je le 10⁻⁶·10⁻⁶, kar je zelo majhno, zato so tudi področja uporabe omejena. Vendar pa so v zadnjih letih ugotovili, da obstajajo zlitine redkih zemelj, ki imajo 10⁻⁶–10⁻⁶-krat večjo magnetostrikcijo od prvotne. Te materiale z veliko magnetostrikcijo imenujemo redki zemeljski velikanski magnetostrikcijski material.
Redkozemeljski velikanski magnetostriktivni materiali so nova vrsta funkcionalnega materiala, ki so ga tuje države razvile v poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja. V glavnem se nanašajo na intermetalne spojine na osnovi redkozemeljskega železa. Ta vrsta materiala ima veliko večjo magnetostriktivno vrednost kot železo, nikelj in drugi materiali. V zadnjih letih se je zaradi nenehnega zniževanja stroškov izdelkov iz redkozemeljskih velikanskih magnetostriktivnih materialov (REGMM) in nenehne širitve področij uporabe povpraševanje na trgu vse bolj povečalo.
Razvoj magnetostrikcijskih materialov redkih zemelj
Pekinški raziskovalni inštitut za železo in jeklo je že prej začel z raziskavami tehnologije priprave GMM. Leta 1991 je bil prvi na Kitajskem, ki je pripravil palice GMM in pridobil nacionalni patent. Nato so bile izvedene nadaljnje raziskave in uporaba nizkofrekvenčnih podvodnih akustičnih pretvornikov, optičnih vlaken za zaznavanje toka, visokozmogljivih ultrazvočnih varilnih pretvornikov itd. Razvita je bila učinkovita integrirana proizvodna tehnologija in oprema GMM z neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine in letno proizvodno zmogljivostjo ton. Material GMM, ki ga je razvila Pekinška univerza za znanost in tehnologijo, je bil preizkušen v 20 enotah tako doma kot v tujini z dobrimi rezultati. Podjetje Lanzhou Tianxing je razvilo tudi proizvodno linijo z letno proizvodno zmogljivostjo ton in doseglo pomembne dosežke pri razvoju in uporabi naprav GMM.
Čeprav se je kitajsko raziskovanje GMM začelo prepozno, je še vedno v zgodnjih fazah industrializacije in razvoja aplikacij. Trenutno Kitajska ne potrebuje le preboja v proizvodni tehnologiji GMM, proizvodni opremi in proizvodnih stroških, temveč mora vlagati energijo tudi v razvoj naprav za nanašanje materialov. Tujina pripisuje velik pomen integraciji funkcionalnih materialov, komponent in naprav za nanašanje. Material ETREMA v Združenih državah Amerike je najbolj tipičen primer integracije raziskav in prodaje materialov in naprav za nanašanje. Uporaba GMM zajema številna področja, strokovnjaki iz industrije in podjetniki pa bi morali imeti strateško vizijo, predvidevanje in zadostno razumevanje razvoja in uporabe funkcionalnih materialov s širokimi možnostmi uporabe v 21. stoletju. Pozorno bi morali spremljati razvojne trende na tem področju, pospešiti proces industrializacije ter spodbujati in podpirati razvoj in uporabo naprav za nanašanje GMM.
Prednosti magnetostrikcijskih materialov redkih zemelj
GMM ima visoko stopnjo pretvorbe mehanske in električne energije, visoko gostoto energije, visoko odzivno hitrost, dobro zanesljivost in preprost način vožnje pri sobni temperaturi. Prav te prednosti delovanja so privedle do revolucionarnih sprememb v tradicionalnih elektronskih informacijskih sistemih, senzorskih sistemih, vibracijskih sistemih in tako naprej.
Uporaba redkozemeljskih magnetostrikcijskih materialov
V hitro razvijajočem se novem stoletju tehnologije je bilo predstavljenih več kot 1000 naprav GMM. Glavna področja uporabe GMM vključujejo naslednja:
1. V obrambni, vojaški in vesoljski industriji se uporablja za podvodno mobilno komunikacijo ladij, sisteme za simulacijo zvoka za sisteme za odkrivanje/zaznavanje, letala, kopenska vozila in orožje;
2. V elektronski industriji in industriji visoko natančne avtomatske krmilne tehnologije se lahko mikro pogoni, izdelani z uporabo GMM, uporabljajo za robote, ultra natančno obdelavo različnih natančnih instrumentov in optične diskovne pogone;
3. Pomorska znanost in industrija inženiringa na morju, oprema za raziskovanje porazdelitve oceanskih tokov, podvodna topografija, napovedovanje potresov in nizkofrekvenčni sonarni sistemi z visoko močjo za oddajanje in sprejemanje akustičnih signalov;
4. Strojna, tekstilna in avtomobilska industrija, ki se lahko uporabljajo za avtomatske zavorne sisteme, sisteme za vbrizgavanje goriva/vbrizgavanje in visokozmogljive mikromehanske vire energije;
5. Ultrazvok visoke moči, naftna in medicinska industrija, ki se uporablja v ultrazvočni kemiji, ultrazvočni medicinski tehnologiji, slušnih aparatih in pretvornikih visoke moči.
6. Uporablja se lahko na številnih področjih, kot so vibracijski stroji, gradbeni stroji, varilna oprema in visokokakovostni zvok.
Senzor premika magnetostrikcijskih elementov redkih zemelj
Čas objave: 16. avg. 2023