Materiały magnetostrykcyjne

• Autorzy: Leonowicz M.

Warianty tytułu

EN

Magnetostrictive materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł został opracowany na podstawie przeglądu literatury naukowej z ostatnich 10 lat. Obejmuje on syntetyczne przedstawienie zjawiska magnetostrykcji oraz zjawisk pochodnych, takich jak: odwrotny efekt Villari'ego. zjawisko zmiany modułu Younga, efekt spiralnego namagnesowania Widemanna oraz efekt skokowego wzrostu namagnesowania Birkhausena. Materiały magnetostrykcyjne przekształcają energię magnetyczną w energię odkształcenia sprężystego. Omówiono tradycyjne materiały magnetostrykcyjne (MM) oraz materiały najnowsze o gigantycznej magnetostrykcji. np. Tertenol-D, zawierający metale z grupy ziem rzadkich, Tb i Dy. Interesującą grupę nowych materiałów stanowią układy hybrydowe, łączące cechy materiałów magnetostrykcyjnych oraz materiałów z magnetyczną pamięcią kształtu. Metody otrzymywania MM obejmują szybkie chłodzenie cieczy, metody monokrystalizacji i spiekania proszków. Obszary potencjalnych zastosowań MM związane są głównie z ich działaniem jako aktuatory i sensory. MM znajdują zastosowanie w sonarach, czujnikach sejsmicznych, tomografii geologicznej, zaworach hydraulicznych, sensorach ruchu, siły i pola magnetycznego oraz szeregu innych dziedzin. Interesującym obszarem zastosowań MM są układy do monitorowania stanu elementów z materiałów kompozytowych. Kierunki badań w zakresie nowoczesnych MM obejmują opracowanie nowych związków o mniejszej anizotropii i histerezie oraz rozwój nowych technologii, np. cienkich warstw z MM.

EN

The paper has been prepared on a basis of literature survey covering last 10-years. The article contains concise overview of the effect of magnetostriction and related effects such as Villarie effect. Young modulus change effect. Widemann and Birkhausen effects. Magnetostrictive materials (MM) convert reversibly magnetic energy into energy of elastic deformation. Traditional, as well as newest magnetostrictive materials, exhibiting effect of giant magnetostriction, e.g. containing rare earth metals (Tb. Dy) Terfenol-D. have been discussed. Interesting new groups of materials appear to be hybrid systems, which combine properties of magnetostrictive and magnetic shape memory materials Processing methods of MM comprise rapid solidification of liquid alloy, monocrystallization, directional crystallization and powder metallurgy. Potential application areas of MM are generally related to their use as sensors and actuators. MM find applications in sonar devices, seismic sensors, geological tomography, hydraulic valves, sensors of motion, force and magnetic field, and many others. Interesting field of MM applications is related to systems for health monitoring of composite materials. Directions of further research in the field of MM should consider development of new materials having lower anisotropy and hysteresis, and development of new technologies e.g. thin magnetoslrictive films.

Słowa kluczowe

PL

materiały magnetostrykcyjne; materiały inteligentne; magnetostrykcja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 2
• Strony: 68--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Leonowicz M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Tickle R., James R. D., Shield T., Wuttig M., Kokorin V. V.: IEEE TGrans Magn., 35 (1999) 4301
• [2] Yamamoto Y., Eda H., Mori T., Rathore A.: Development, analysis and applications, Alloys Compd., 258 (1997) 107
• [3] Eda H., Mori T., Zhou L., Kubota K., Shimizu J.: Powder metallurgical giant magnetostrictive materiał and its applications in micro-actuator and microsensors, J. Shimizu, Proc. ŚPIĘ 3875 (1999) 114
• [4] Eda H., Nakamura N., Yamamoto Y.: Development of the giant magnetostriction electric generator prototype - Application of the reverse magnetostriction effectj. Ipn. Soc. Precis. Eng. 63 (1997) 706
• [5] Eda H., Ohmura E., Sasaki M., Kobayashi T.: Ultra precise machinę tool equipped with a giant magnetostriction actuator - Development of new materials, TbxDyi_x(Fe yMni_y )n and their application, Proc. Ann. CIRP41 (1992) 421
• [6] Langnau L.: Actuator Solutions to Linear Problems, Linear Motion Technology Update, Petron Media, 1996
• [7] Mori M., Eda H., Yamamoto Y., Suzuki K., Nakamura H.. Ari C.: Powder metallurgical giant magnetostrictiye materiał and its application to actuator -Development of magnetostrictive pump, I. Ipn. Soc. Precis. Eng. 62 (1996) 891
• [8] Giurgiutu V., lichi F., Berraan I., Kamphaus I. M.: Theoretical and experimental investigation of magnetostrictive composite beams, Smart Mater. Struct. 10 (2001) 934
• [9] Trovillion I., Kamphaus J., Quattrone R., Herman I.: Structural integrity monitoring using smart magnetostrictive composites, Proc. Int. Composites EXPO '99, Cincinnati, USA, 1999. p.l
• [10] Krishnamurthy A. V., Anjanappa M., Wang Z., Chen Z.: Sensing of delaminations in composite laminates using embedded magnetostrietive particle layers, J. Inteel. Mater. Syst. Struct. 10 (1999) 825
• [11] Nerresian N., Carman G.: Magneto-mechanical characterization of magnetostrictive composite, Adaptive Structures and Materials 2000, ASME Int. Mechanical Engineering Congress and Exposition, Orlando, USA, Noy. 2000, p. 139
• [12] Arrastrong W. D.: A general magneto-elastic model of Terfenol-D particle actuated composite materiał, Adaptive Structures and Materiales 2000, ASME Int. Mechanical Engineering Congress and Ejcposition, Orlando, USA, Npv.2000, p. 127
• [13] Jones R. M.: Mechanics of Composite Materials, New York, Hemisphere, 1999
• [14] Malik P. K.: Fiber-Reinforced Composites. Materials Manufacturing and Design 2nd edition, New York, Marcel Dekker, 1993