超磁致伸缩材料特性及其换能器测试技术研究

论文摘要

稀土超磁致伸缩材料是近些年来发展起来的一种新型功能材料,它具有磁致伸缩应变大、能量密度高、磁机耦合系数高、响应速度快等一系列优点,在换能、驱动、传感、精密定位、降噪减振等高新技术领域有着广阔的发展前景。根据课题要求,对超磁致伸缩材料特性与换能器的输出特性进行测试与分析,研究对于超磁致伸缩材料及其换能器的发展具有重要意义。本文首先介绍了磁致伸缩现象产生的机理,对超磁致伸缩材料的发展、现状及主要性能进行了介绍,对目前国内外超磁致伸缩换能器的研究现状与应用进行了概述,在此基础上论述了论文选题的意义与主要研究内容。然后,论文讨论分析了静态磁性参数的测试原理与测试方法。采用MIN-2000S磁性能测量系统对环形软磁材料样品进行了静态特性参数的测试,为了保证测试技术的准确性,对同一样品进行多次测量,比对测量结果并进行误差分析。测试了不同材料样品的静态特性参数,对实验数据和图形进行对比分析,确定误差来原与测试注意事项,确保测试方法的准确性。超磁致伸缩材料具有优异的磁致伸缩特性,它的特性参数是设计超磁致伸缩换能器的前提。基于上述测试技术,对超磁致伸缩材料的特性进行测试与分析,确定磁致伸缩棒的特性参数,指导超磁致伸缩换能器的设计与制作。最后,论文分析了超磁致伸缩换能器的输出特性测试技术。包括换能器的工作原理,动静态输出特性的测试原理,以及测试系统的组成。主要研究换能器在不同偏置磁场下的输出应变的变化,经过多次测试,对实验结果进行比对与分析,保证测试结果精度高、误差小,得到的实验结果对于换能器的设计与开发具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 超磁致伸缩材料的特性及应用
• 1-1-1 磁致伸缩的定义
• 1-1-2 磁致伸缩材料的分类与性能
• 1-1-3 超磁致伸缩材料的应用
• 1.2 超磁致伸缩换能器的现状与应用
• 1.3 本论文的选题意义及主要研究工作
• 第二章 软磁材料特性测试技术
• 2.1 磁性材料的分类
• 2-1-1 永磁材料
• 2-1-2 软磁材料
• 2.2 软磁材料测量原理及测试系统介绍
• 2.3 应用测试系统对软磁性材料静态特性的测量
• 2-3-1 软磁材料样品及线圈的选定
• 2-3-2 软磁材料静态特性的测试
• 2-3-3 测量结果的误差分析及注意事项
• 第三章 超磁致伸缩材料特性的测试技术
• 3.1 超磁致伸缩材料的基本静态参数及测试
• 3-1-1 磁致伸缩材料的静态磁导率及测量
• 3-1-2 磁致伸缩材料的磁场及磁滞回线的测量
• 3-1-3 磁致伸缩材料的杨氏模量
• 3.2 磁致伸缩材料的特性介绍
• 3-2-1 磁致伸缩产生机制介绍
• 3-2-2 超磁致伸缩材料的基本特性
• 3.3 超磁致伸缩材料静态磁致伸缩的测试
• 3-3-1 电阻应变片的结构介绍
• 3-3-2 电阻应变片的选择和使用方法
• 3-3-3 电阻应变片的测量原理及其装置
• 3-3-4 磁致伸缩材料应变的测试及分析
• 第四章 超磁致伸缩换能器输出特性测试与实验研究
• 4.1 超磁致伸缩换能器的结构及工作原理
• 4.2 超磁致伸缩换能器输出特性测试原理
• 4-2-1 磁致伸缩换能器静态输出位移和电流关系
• 4-2-2 磁致伸缩换能器静态输出位移和力的关系
• 4-2-3 磁致伸缩换能器动态输出位移和电流关系
• 4-2-4 磁致伸缩换能器动态输出电压和频率关系
• 4.3 超磁致伸缩换能器的输出特性测试系统
• 4-3-1 磁致伸缩换能器静态测试系统组成
• 4-3-2 磁致伸缩换能器动态测试系统
• 4.4 超磁致伸缩换能器的输出特性实验
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢