磁致伸縮材料的選擇
自從發(fā)現(xiàn)物質的磁致伸縮效應后，人們就一直想利用這一物理效應來制造有用的功能器件與設備。為此人們研究和發(fā)展了一系列磁致伸縮材料，主要有三大類：即：磁致伸縮的金屬與合金，如鎳（Ni）基合金（Ni， Ni－Co合金， Ni－Co－Cr合金）和鐵基合金（如 Fe－Ni合金， Fe－Al合金， Fe－ Co－V合金等）和鐵氧體磁致伸縮材料，如 N i－Co和 Ni－Co－Cu鐵氧體材料等。這兩種稱為傳統(tǒng)磁致伸縮材料，其λ值（在20—80ppm之間）過小，它們沒有得到推廣應用，后來人們發(fā)現(xiàn)了電致伸縮材料，如（ Pb， Zr，Ti）C03材料，（簡稱為 P ZT或稱壓電陶瓷材料），其電致伸縮系數比金屬與合金的大約200~400ppm，它很快得到廣泛應用；第三大類是近期發(fā)展的稀土金屬間化合物磁致伸縮材料，例如以（ Tb，Dy）Fe2化合物為基體的合金
Tbo0.3Dy0.7Fe1.95材料（下面簡稱 T b－Dy— Fe材料）的λ達到1500~2000ppm，比前兩類材料的λ大1~2個數量級，因此稱為稀土超磁致伸縮材料。
和傳統(tǒng)超磁致伸縮材料及壓電陶瓷材料（PZT）相比，稀土超磁致伸縮材料是佼佼者，它具有下列優(yōu)點：磁致伸縮應變λ比純 N i大50倍，比PZT材料大5—25倍，比純 N i和 Ni－Co合金高400~800倍；磁致伸縮應變時產生的推力很大，直徑約l0mm的 Tb－Dy－Fe的棒材，磁致伸縮時產生約200公斤的推力。能量轉換效率（用機電耦合系數 K33表示）高達70%，而 Ni基合金僅有16%，PZT材料僅有40~60%；其彈性模量隨磁場而變化，可調控；響應時間（由施加磁場到產生相應的應變λ所需的時間稱響應時間）僅百萬分之一秒，比人的思維還快；頻率特性好，可在低頻率（幾十至1000赫茲）下工作，工作頻帶寬；穩(wěn)定性好，可靠性高，其磁致伸縮性能不隨時間而變化，無疲勞，無過熱失效問題。