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稀土超磁致伸縮材料未來最具潛力新材料
發布者：管理員 發布時間：2015-02-09 15:50:02 瀏覽次數：1863
新材料、信息技術和生物技術是當今世界高新技術產業的三大支柱，也是科技進步的重要體現。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域中的核心，占比約85%。磁致伸縮材料是目前研究、開發和應用較快的功能材料，在磁場作用下，具有伸長或壓縮的性能，通過材料變形與磁場的相互作用，實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用價值的磁致伸縮材料是Tb-Dy-Fe系合金，又叫Terfenol-D。它在低磁場驅動下產生的應變值高達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，因此被稱之為“稀土超磁致伸縮材料”，也被評為未來最具發展潛力的新材料之一。
“稀土超磁致伸縮材料”產生的應力大、能量密度高，可瞬間響應，并且具有可靠性高、居里溫度高等優點，而且還是一種環保型材料；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法比擬的。自從20世紀70年代發明稀土超磁致伸縮材料以來，經過30多年的研究與開發，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，應用領域不斷擴大，市場迅速發展,在軍民兩用高技術領域顯示了廣闊的應用前景，是21世紀軍工與高新技術的重要戰略材料。
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，著名的美國Etrema公司銷售經理ToddKreamer先生稱說：“Terfenol-D材料的應用行業及應用產品幾乎是無限的。”迄今已有1000多超磁致伸縮材料種器件問世，應用面涉及航空航天、國防軍工、電子、機械、石油、紡織、農業等諸多領域，大大促進了相關產業的技術進步。例如大功率換能器用于油井處理，可降低石油粘度，改善流動特性，大大提高石油產量。預計稀土超磁致伸縮材料的應用領域主要有以下幾方面：1、軍工及航空航天領域：水下艦艇移動通訊，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：微位移驅動器，機器人，超精密機械加工設備，精密儀器，光盤驅動器等；3、化工醫療：超聲化學，超聲醫療技術，助聽器，大功率換能器等；4、海洋科學與工程：海流分布、水下地貌、地震預報等的勘測裝置，發射及接收聲訊號的大功率低頻聲納系統等；5、機械及汽車工業：自動剎車系統，燃料/注入噴射系統，高性能微型機械功率源等。
近年來，隨著稀土超磁致伸縮材料應用范圍的擴大，產量不斷增加，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(EdgeTechnologies)公司1989年開始生產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、銷售稀土大磁致伸縮材料，產品牌號為Magmeg86，近10多年來，日本、俄羅斯、英國和澳大利亞等也相繼研究開發出TbDyFe2型磁致伸縮材料，并有少量產品銷售。據美國前沿技術公司統計，全世界Terfenol-D合金產量，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材料價值約數百萬到1千萬美元，聲納、油壓機、機器人等器件的市場金額每年約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入一個穩定的需求增長期，其成長趨勢與釹鐵硼NdFeB永磁材料極為相似；TbDyFe材料的未來市場為：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，隨著稀土超磁致伸縮材料市場的不斷擴大，未來稀土鏑、鋱價格上漲的潛力和投資價值將隨著時間的推移日益突顯。(來源： 來源：包鋼稀土)
