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稀土超磁致伸縮材料未來(lái)最具潛力新材料
發(fā)布者：管理員 發(fā)布時(shí)間：2015-02-09 15:50:02 瀏覽次數：1873
新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)是當今世界高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的三大支柱，也是科技進(jìn)步的重要體現。稀土元素因其獨特的電、光、磁、熱性能而被人們稱(chēng)之為新材料的“寶庫”，廣泛用于各種新材料，特別是功能材料，而功能材料又是全球新材料領(lǐng)域中的核心，占比約85%。磁致伸縮材料是目前研究、開(kāi)發(fā)和應用較快的功能材料，在磁場(chǎng)作用下，具有伸長(cháng)或壓縮的性能，通過(guò)材料變形與磁場(chǎng)的相互作用，實(shí)現電磁能與機械能或聲能相互轉換功能，而當今世界具有最佳磁致伸縮特性和實(shí)用價(jià)值的磁致伸縮材料是Tb-Dy-Fe系合金，又叫Terfenol-D。它在低磁場(chǎng)驅動(dòng)下產(chǎn)生的應變值高達1500～2000ppm，是傳統的磁致伸縮材料如壓電陶瓷的5～8倍、鎳基材料的40～50倍，因此被稱(chēng)之為“稀土超磁致伸縮材料”，也被評為未來(lái)最具發(fā)展潛力的新材料之一。
“稀土超磁致伸縮材料”產(chǎn)生的應力大、能量密度高，可瞬間響應，并且具有可靠性高、居里溫度高等優(yōu)點(diǎn)，而且還是一種環(huán)保型材料；其所具有的卓越的電磁能與機械能或聲能轉換性能，是傳統的磁致伸縮材料所無(wú)法比擬的。自從20世紀70年代發(fā)明稀土超磁致伸縮材料以來(lái)，經(jīng)過(guò)30多年的研究與開(kāi)發(fā)，稀土超磁致伸縮材料制造工藝不斷完善、性能不斷提高、成本不斷降低，應用領(lǐng)域不斷擴大，市場(chǎng)迅速發(fā)展,在軍民兩用高技術(shù)領(lǐng)域顯示了廣闊的應用前景，是21世紀軍工與高新技術(shù)的重要戰略材料。
稀土超磁致伸縮材料的應用范圍十分廣闊，涉及軍事、民用等方方面面，著(zhù)名的美國Etrema公司銷(xiāo)售經(jīng)理ToddKreamer先生稱(chēng)說(shuō)：“Terfenol-D材料的應用行業(yè)及應用產(chǎn)品幾乎是無(wú)限的?！逼褚延?/span>1000多超磁致伸縮材料種器件問(wèn)世，應用面涉及航空航天、國防軍工、電子、機械、石油、紡織、農業(yè)等諸多領(lǐng)域，大大促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。例如大功率換能器用于油井處理，可降低石油粘度，改善流動(dòng)特性，大大提高石油產(chǎn)量。預計稀土超磁致伸縮材料的應用領(lǐng)域主要有以下幾方面：1、軍工及航空航天領(lǐng)域：水下艦艇移動(dòng)通訊，探/檢測系統，聲音模擬系統，航空飛行器，地面運載工具和武器等；2、電子工業(yè)：微位移驅動(dòng)器，機器人，超精密機械加工設備，精密儀器，光盤(pán)驅動(dòng)器等；3、化工醫療：超聲化學(xué)，超聲醫療技術(shù)，助聽(tīng)器，大功率換能器等；4、海洋科學(xué)與工程：海流分布、水下地貌、地震預報等的勘測裝置，發(fā)射及接收聲訊號的大功率低頻聲納系統等；5、機械及汽車(chē)工業(yè)：自動(dòng)剎車(chē)系統，燃料/注入噴射系統，高性能微型機械功率源等。
近年來(lái)，隨著(zhù)稀土超磁致伸縮材料應用范圍的擴大，產(chǎn)量不斷增加，已成為繼稀土永磁材料之后的又一大稀土功能材料。美國前沿技術(shù)(EdgeTechnologies)公司1989年開(kāi)始生產(chǎn)稀土大磁致伸縮材料，其商品牌號為Terfenol-D，隨后瑞典FeredynAB公司也生產(chǎn)、銷(xiāo)售稀土大磁致伸縮材料，產(chǎn)品牌號為Magmeg86，近10多年來(lái)，日本、俄羅斯、英國和澳大利亞等也相繼研究開(kāi)發(fā)出TbDyFe2型磁致伸縮材料，并有少量產(chǎn)品銷(xiāo)售。據美國前沿技術(shù)公司統計，全世界Terfenol-D合金產(chǎn)量，1989年僅為100kg，1993年約1000kg，1995年達到10噸，而到1997年已達到70噸。美國國內每年用于聲納等器件的Terfenol-D材料價(jià)值約數百萬(wàn)到1千萬(wàn)美元，聲納、油壓機、機器人等器件的市場(chǎng)金額每年約6億美元。該公司的總裁Larson還預測稀土超磁致伸縮材料已進(jìn)入一個(gè)穩定的需求增長(cháng)期，其成長(cháng)趨勢與釹鐵硼NdFeB永磁材料極為相似；TbDyFe材料的未來(lái)市場(chǎng)為：2000年2億美元，2005年4億美元，2010年8億美元，2015年17.5億美元。
稀土金屬鏑、鋱做為稀土超磁致伸縮材料的主要原材料，資源高度稀缺，隨著(zhù)稀土超磁致伸縮材料市場(chǎng)的不斷擴大，未來(lái)稀土鏑、鋱價(jià)格上漲的潛力和投資價(jià)值將隨著(zhù)時(shí)間的推移日益突顯。(來(lái)源： 來(lái)源：包鋼稀土)
