Retzemju magnetostriktīvie materiāli
Kad viela tiek magnetizēta magnētiskajā laukā, tā pagarinās vai saīsinās magnetizācijas virzienā, ko sauc par magnetostrikciju. Vispārējo magnetostriktīvo materiālu magnetostriktīvā vērtība ir tikai 10⁻⁶⁵⁻¹, kas ir ļoti maza, tāpēc arī pielietojuma lauki ir ierobežoti. Tomēr pēdējos gados ir atklāts, ka retzemju sakausējumu materiāli ir 10⁻⁶⁵⁵ reizes lielāki nekā sākotnējā magnetostrikcija. Šo materiālu ar lielu magnetostrikciju cilvēki dēvē par retzemju milzu magnetostriktīvo materiālu.
Retzemju milzu magnetostriktīvie materiāli ir jauna veida funkcionālie materiāli, ko ārvalstis izstrādāja 20. gs. astoņdesmito gadu beigās. Tie galvenokārt attiecas uz retzemju dzelzs intermetāliskajiem savienojumiem. Šāda veida materiālam ir daudz lielāka magnetostriktīvā vērtība nekā dzelzs, niķeļa un citiem materiāliem. Pēdējos gados, nepārtraukti samazinoties retzemju milzu magnetostriktīvo materiālu (REGMM) produktu izmaksām un nepārtraukti paplašinoties to pielietojuma jomām, tirgus pieprasījums ir kļuvis arvien spēcīgāks.
Retzemju magnetostriktīvo materiālu izstrāde
Pekinas Dzelzs un tērauda pētniecības institūts pētījumus par GMM sagatavošanas tehnoloģiju uzsāka jau agrāk. 1991. gadā tas bija pirmais Ķīnā, kas sagatavoja GMM stieņus un ieguva nacionālo patentu. Pēc tam tika veikti turpmāki pētījumi un pielietojumi zemfrekvences zemūdens akustiskajās devēju, optiskās šķiedras strāvas noteikšanas, lieljaudas ultraskaņas metināšanas devēju u.c. jomā, un tika izstrādāta efektīva integrēta ražošanas GMM tehnoloģija un iekārtas ar neatkarīgām intelektuālā īpašuma tiesībām un gada ražošanas jaudu tonnās. Pekinas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes izstrādātais GMM materiāls ir pārbaudīts 20 vienībās gan vietējā, gan starptautiskā mērogā, un ir sasniegti labi rezultāti. Arī Lanzhou Tianxing uzņēmums ir izstrādājis ražošanas līniju ar gada ražošanas jaudu tonnās un ir guvis ievērojamus panākumus GMM ierīču izstrādē un pielietošanā.
Lai gan Ķīnas pētījumi par ĢMM sākās ne pārāk vēlu, tie joprojām atrodas industrializācijas un pielietojumu attīstības sākumposmā. Pašlaik Ķīnai ne tikai jāveic izrāvieni ĢMM ražošanas tehnoloģijā, ražošanas iekārtās un ražošanas izmaksās, bet arī jāiegulda enerģija materiālu pielietošanas ierīču izstrādē. Ārvalstis piešķir lielu nozīmi funkcionālo materiālu, komponentu un pielietojumu ierīču integrācijai. ETREMA materiāls Amerikas Savienotajās Valstīs ir vistipiskākais materiālu un pielietojumu ierīču pētniecības un pārdošanas integrācijas piemērs. ĢMM pielietojums aptver daudzas jomas, un nozares pārstāvjiem un uzņēmējiem jābūt stratēģiskai vīzijai, tālredzībai un pietiekamai izpratnei par funkcionālo materiālu ar plašām pielietojuma perspektīvām izstrādi un pielietošanu 21. gadsimtā. Viņiem rūpīgi jāuzrauga attīstības tendences šajā jomā, jāpaātrina tās industrializācijas process, kā arī jāveicina un jāatbalsta ĢMM pielietojumu ierīču izstrāde un pielietošana.
Retzemju magnetostriktīvo materiālu priekšrocības
GMM ir augsts mehāniskās un elektriskās enerģijas konversijas ātrums, augsts enerģijas blīvums, augsts reakcijas ātrums, laba uzticamība un vienkāršs braukšanas režīms istabas temperatūrā. Tieši šīs veiktspējas priekšrocības ir novedušas pie revolucionārām izmaiņām tradicionālajās elektroniskajās informācijas sistēmās, sensoru sistēmās, vibrācijas sistēmās utt.
Retzemju magnetostriktīvo materiālu pielietojums
Strauji attīstošajā jaunajā tehnoloģiju gadsimtā ir ieviestas vairāk nekā 1000 GMM ierīces. Galvenās GMM pielietojuma jomas ir šādas:
1. Aizsardzības, militārajā un kosmosa rūpniecībā to izmanto zemūdens kuģu mobilajā sakaros, skaņas simulācijas sistēmās noteikšanas/atklāšanas sistēmām, lidmašīnām, sauszemes transportlīdzekļiem un ieročiem;
2. Elektronikas rūpniecībā un augstas precizitātes automātiskās vadības tehnoloģiju nozarēs, izmantojot GMM, ražotas mikropārvietošanas piedziņas var izmantot robotiem, dažādu precīzijas instrumentu īpaši precīzai apstrādei un optiskajiem disku diskdziņiem;
3. Jūras zinātne un jūras inženierija, okeāna straumju sadalījuma, zemūdens topogrāfijas, zemestrīču prognozēšanas apsekošanas iekārtas un lieljaudas zemfrekvences hidrolokatoru sistēmas akustisko signālu pārraidīšanai un uztveršanai;
4. Mašīnbūves, tekstilrūpniecības un autobūves nozares, ko var izmantot automātiskajām bremžu sistēmām, degvielas/iesmidzināšanas iesmidzināšanas sistēmām un augstas veiktspējas mikromehāniskajiem enerģijas avotiem;
5. Lieljaudas ultraskaņa, naftas un medicīnas rūpniecība, ko izmanto ultraskaņas ķīmijā, ultraskaņas medicīnas tehnoloģijās, dzirdes aparātos un lieljaudas pārveidotājos.
6. To var izmantot daudzās jomās, piemēram, vibrācijas mašīnās, celtniecības mašīnās, metināšanas iekārtās un augstas precizitātes audio.
Retzemju magnetostriktīvais pārvietojuma sensors
Publicēšanas laiks: 2023. gada 16. augusts