磁致伸縮效應是在外磁場作用下,材料內部磁疇的磁化方向與外磁場方向保持一致,材料沿外磁場方向伸長或縮短的現象。磁致伸縮材料是指具有磁致伸縮效應的功能材料。
目前磁致伸縮材料主要分為三大類。一是傳統金屬合金基磁致伸縮材料,如Fe-Ga合金、Fe-Al合金,其中Fe-Ga合金是新型磁致伸縮材料,具有高強度、高磁致伸縮應變、低飽和磁場等特點;二是鐵氧體磁致伸縮材料,如Ni-Co-Cu、Ni-Co等,鐵氧體材料具有磁性較強、渦流損耗低等特點;三是稀土基磁致伸縮材料,代表有Tb-Dy-Fe(鋱鏑鐵)、DyFe2、TbFe2等,具有可瞬間響應、能量密度高等特點。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國磁致伸縮材料行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,作為特種功能材料,磁致伸縮材料具有感知磁場、智能驅動等特性,可用于制備減震裝置、智能結構器件、高精度電機、能量轉換器件等,在航天航空、機電設備、儲能、軍工、電子、深海探測、生物醫療等領域具有廣闊應用前景。
磁致伸縮材料制備方法包括定向凝固法、軋制法、快淬法、粘接法、磁控濺射法等,其中定向凝固法又分為丘克拉斯基法、懸浮區熔法等。磁致伸縮材料測量方法分為應變片法、機械杠桿-光杠桿組合法等直接測量法,及應變調制鐵磁共振法、小角度磁化旋轉法等間接測量法。
磁致伸縮材料應用潛力大,國內外研究熱情較高。在國際上市場上,磁致伸縮材料市場布局企業有日本住友輕金屬公司、美國ETREMA公司、瑞典Feredyn AB公司、英國稀土制品公司等。
上世紀80年代,北京鋼鐵研究總院在國內率先開啟稀土超磁致伸縮材料的研究序幕,隨后冶金部包頭稀土研究院、中科院北京物理研究所、大連理工大學、北京科技大學等科研機構均加入這一研究行列。在產業化方面,我國磁致伸縮材料生產企業有杭州廣榮科技、甘肅天星稀土功能材料、北京麥格東方材料技術、貴州瑞吉科技等。
新思界
行業分析人士表示,磁致伸縮材料具有獨特的磁致伸縮特性,在航天航空、電子、生物醫療等領域存在巨大應用空間。目前磁致伸縮材料研究和應用均處于發展中,隨著性能優化、成本下降,磁致伸縮材料市場空間將進一步擴大,預計2028年全球稀土基磁致伸縮材料市場空間將達85億元以上。
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