Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivsed materjalid
Kui ainet magnetväljas magnetiseeritakse, siis see pikeneb või lüheneb magnetiseerumise suunas, mida nimetatakse magnetostriktsiooniks. Üldiste magnetostriktiivsete materjalide magnetostriktiivne väärtus on vaid 10⁻⁶⁵⁵, mis on väga väike, seega on ka rakendusalad piiratud. Viimastel aastatel on aga leitud, et haruldaste muldmetallide sulamites on sulammaterjale, mille magnetostriktsioon on 10⁻⁶–10⁶ korda suurem kui algne magnetostriktsioon. Seda suure magnetostriktsiooniga materjali nimetatakse haruldaste muldmetallide hiiglaslikuks magnetostriktiivseks materjaliks.
Haruldaste muldmetallide hiiglaslikud magnetostriktiivsed materjalid on uut tüüpi funktsionaalsed materjalid, mille töötasid välisriigid välja 1980. aastate lõpus. Peamiselt viitavad need haruldaste muldmetallide raua baasil valmistatud metallidevahelistele ühenditele. Seda tüüpi materjalil on palju suurem magnetostriktiivne väärtus kui raual, niklil ja muudel materjalidel. Viimastel aastatel on haruldaste muldmetallide hiiglaslike magnetostriktiivsete materjalide (REGMM) toodete hinna pideva vähenemise ja rakendusalade pideva laienemisega turunõudlus üha tugevamaks muutunud.
Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivsete materjalide väljatöötamine
Pekingi Raua- ja Teraseuuringute Instituut alustas GMM-i ettevalmistustehnoloogia uurimistööd varem. 1991. aastal valmistati Hiinas esimesena GMM-vardaid ja saadi riiklik patent. Seejärel tehti edasisi uuringuid ja rakendusi madalsageduslike veealuste akustiliste muundurite, fiiberoptiliste voolu tuvastamise, suure võimsusega ultraheli keevitusmuundurite jms valdkonnas ning töötati välja tõhus integreeritud tootmise GMM-tehnoloogia ja -seadmed, millel on sõltumatud intellektuaalomandi õigused ja aastane tootmisvõimsus tonni. Pekingi Teadus- ja Tehnoloogiaülikooli väljatöötatud GMM-materjali on testitud 20 seadmes nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt ning tulemused on head. Lanzhou Tianxingi ettevõte on samuti välja töötanud tootmisliini aastase tootmisvõimsusega tonni ning on saavutanud märkimisväärseid edusamme GMM-seadmete väljatöötamisel ja rakendamisel.
Kuigi Hiina GMM-i uuringud algasid hiljuti, on see alles industrialiseerimise ja rakenduste arendamise algstaadiumis. Praegu peab Hiina tegema läbimurdeid mitte ainult GMM-i tootmistehnoloogias, tootmisseadmetes ja tootmiskuludes, vaid ka investeerima energiat materjalide rakendusseadmete arendamisse. Välisriigid peavad funktsionaalsete materjalide, komponentide ja rakendusseadmete integreerimist väga oluliseks. ETREMA materjal Ameerika Ühendriikides on materjalide ja rakendusseadmete uurimise ja müügi integreerimise kõige tüüpilisem näide. GMM-i rakendamine hõlmab paljusid valdkondi ning tööstuse siseringi esindajatel ja ettevõtjatel peaks olema strateegiline visioon, ettenägelikkus ja piisav arusaam funktsionaalsete materjalide arendamisest ja rakendamisest, millel on laialdased rakendusväljavaated 21. sajandil. Nad peaksid tähelepanelikult jälgima selle valdkonna arengusuundumusi, kiirendama selle industrialiseerimisprotsessi ning edendama ja toetama GMM-i rakendusseadmete arendamist ja rakendamist.
Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivsete materjalide eelised
GMM-il on kõrge mehaanilise ja elektrilise energia muundamise kiirus, kõrge energiatihedus, kõrge reageerimiskiirus, hea töökindlus ja lihtne juhtimisrežiim toatemperatuuril. Just need jõudluse eelised on viinud revolutsiooniliste muutusteni traditsioonilistes elektroonilistes infosüsteemides, andurisüsteemides, vibratsioonisüsteemides jne.
Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivsete materjalide kasutamine
Kiiresti areneval uuel tehnoloogiasajandil on turule toodud üle 1000 GMM-seadme. GMM-i peamised rakendusvaldkonnad on järgmised:
1. Kaitse-, sõjaväe- ja lennundustööstuses rakendatakse seda veealuse laeva mobiilside, avastamis-/tuvastussüsteemide, õhusõidukite, maapealsete sõidukite ja relvade heli simulatsioonisüsteemide jaoks;
2. Elektroonikatööstuses ja ülitäpse automaatse juhtimistehnoloogia tööstusharudes saab GMM-i abil toodetud mikronihutusseadmeid kasutada robotites, mitmesuguste täppisinstrumentide ülitäpsel töötlemisel ja optilistes kettaseadmetes;
3. Mereteadus ja avamere inseneritööstus, ookeanihoovuste jaotuse, veealuse topograafia, maavärinate ennustamise mõõdistusseadmed ning suure võimsusega madalsageduslikud sonarisüsteemid akustiliste signaalide edastamiseks ja vastuvõtmiseks;
4. Masina-, tekstiili- ja autotööstuses, mida saab kasutada automaatsete pidurisüsteemide, kütuse-/sissepritsesüsteemide ja suure jõudlusega mikromehaaniliste jõuallikate jaoks;
5. Suure võimsusega ultraheli, nafta- ja meditsiinitööstuses, kasutatakse ultraheli keemias, ultraheli meditsiinitehnoloogias, kuuldeaparaatides ja suure võimsusega muundurites.
6. Seda saab kasutada paljudes valdkondades, näiteks vibratsioonimasinates, ehitusmasinates, keevitusseadmetes ja kõrglahutusega helis.
Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivne nihkeandur
Postituse aeg: 16. august 2023