
【计】 magnetostrictive effect
【计】 magnetostriction; magnetostrictive
【化】 magnetostriction
effect
【医】 effect
磁致伸缩效应(Magnetostriction Effect)是指铁磁性材料在外加磁场作用下发生可逆形变的现象。该效应由英国物理学家James Prescott Joule于1842年首次发现,其物理机制源于材料的原子磁矩在外磁场作用下重新排列,导致晶格结构产生各向异性应变。
从汉英词典角度解析:
关键参数包括: $$ lambda_s = frac{Delta L}{L} $$ 其中$lambda_s$为饱和磁致伸缩系数,$Delta L$为长度变化量,$L$为原始长度。典型材料如镍的$lambda_s$值为-33 ppm,铁镓合金可达300 ppm。
工程应用主要涉及:
权威参考文献:
该现象存在逆效应(Villari效应),即机械应力引起材料磁化强度改变,这种双向能量转换特性使其在智能材料领域具有特殊价值。
磁致伸缩效应是磁性材料在外加磁场作用下发生几何形变的现象,其核心原理与能量最小化相关。以下是综合多个权威来源的详细解释:
基本概念
磁致伸缩效应指铁磁材料在磁化过程中,因磁畴结构变化导致长度或体积发生可逆形变。例如,铁、镍等材料在磁场中会伸长或缩短,形变量级通常为$10^{-5}$至$10^{-6}$。
历史背景
该效应由英国物理学家詹姆斯·焦耳于1842年首次发现,因此线性磁致伸缩也被称为焦耳效应。
能量平衡机制
材料的磁致伸缩形变是自旋-轨道耦合能与弹性能平衡的结果。当磁场改变磁畴方向时,晶格结构会调整以实现系统总能量最小化。
微观机制
金属磁致伸缩材料
如铁、镍及其合金,形变较小但成本低,早期用于声呐等低频场景。
稀土-铁超磁致伸缩材料
以Terfenol-D(铽镝铁合金)为代表,形变量可达金属材料的数十倍,适用于高精度传感器和驱动器。
传感器
利用形变与磁场的线性关系,开发应力传感器、扭矩传感器等。
执行机构
超磁致伸缩材料可用于精密阀门、微位移装置,响应速度快且精度高。
磁致伸缩系数通常表示为: $$ frac{Delta l}{l} = lambda $$ 其中$lambda$为材料特性参数,正负号表示伸长或缩短。
如需进一步了解具体材料参数或工程案例,可参考、等来源的完整内容。
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