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磁致伸缩效应英文解释翻译、磁致伸缩效应的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 magnetostrictive effect

分词翻译:

磁致伸缩的英语翻译:

【计】 magnetostriction; magnetostrictive
【化】 magnetostriction

效应的英语翻译:

effect
【医】 effect

专业解析

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:

  1. 声纳换能器(美国海军AN/SQS-53C声纳系统)
  2. 精密位移传感器(Kaman KD-2300系列)
  3. 振动能量收集装置(参考《Applied Physics Letters》2018年论文)
  4. 磁致伸缩致动器(ETREMA公司Terfenol-D材料)

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。

网络扩展解释

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:

一、定义与发现

  1. 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$10^{-6}$。

  2. 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。


二、基本原理

  1. 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。

  2. 微观机制

    • 自发形变:由原子间交换作用力引起,与材料内部磁畴排列相关。
    • 场致形变:外加磁场迫使磁畴转向,导致宏观尺寸变化。

三、材料分类

  1. 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。

  2. 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。


四、应用领域

  1. 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。

  2. 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。


公式表达

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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