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磁緻伸縮效應英文解釋翻譯、磁緻伸縮效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 magnetostrictive effect

分詞翻譯:

磁緻伸縮的英語翻譯:

【計】 magnetostriction; magnetostrictive
【化】 magnetostriction

效應的英語翻譯:

effect
【醫】 effect

專業解析

磁緻伸縮效應(Magnetostriction Effect)是指鐵磁性材料在外加磁場作用下發生可逆形變的現象。該效應由英國物理學家James Prescott Joule于1842年首次發現,其物理機制源于材料的原子磁矩在外磁場作用下重新排列,導緻晶格結構産生各向異性應變。

從漢英詞典角度解析:

關鍵參數包括: $$ lambda_s = frac{Delta L}{L} $$ 其中$lambda_s$為飽和磁緻伸縮系數,$Delta L$為長度變化量,$L$為原始長度。典型材料如鎳的$lambda_s$值為-33 ppm,鐵镓合金可達300 ppm。

工程應用主要涉及:

  1. 聲納換能器(美國海軍AN/SQS-53C聲納系統)
  2. 精密位移傳感器(Kaman KD-2300系列)
  3. 振動能量收集裝置(參考《Applied Physics Letters》2018年論文)
  4. 磁緻伸縮緻動器(ETREMA公司Terfenol-D材料)

權威參考文獻:

該現象存在逆效應(Villari效應),即機械應力引起材料磁化強度改變,這種雙向能量轉換特性使其在智能材料領域具有特殊價值。

網絡擴展解釋

磁緻伸縮效應是磁性材料在外加磁場作用下發生幾何形變的現象,其核心原理與能量最小化相關。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:

一、定義與發現

  1. 基本概念
    磁緻伸縮效應指鐵磁材料在磁化過程中,因磁疇結構變化導緻長度或體積發生可逆形變。例如,鐵、鎳等材料在磁場中會伸長或縮短,形變量級通常為$10^{-5}$至$10^{-6}$。

  2. 曆史背景
    該效應由英國物理學家詹姆斯·焦耳于1842年首次發現,因此線性磁緻伸縮也被稱為焦耳效應。


二、基本原理

  1. 能量平衡機制
    材料的磁緻伸縮形變是自旋-軌道耦合能與彈性能平衡的結果。當磁場改變磁疇方向時,晶格結構會調整以實現系統總能量最小化。

  2. 微觀機制

    • 自發形變:由原子間交換作用力引起,與材料内部磁疇排列相關。
    • 場緻形變:外加磁場迫使磁疇轉向,導緻宏觀尺寸變化。

三、材料分類

  1. 金屬磁緻伸縮材料
    如鐵、鎳及其合金,形變較小但成本低,早期用于聲呐等低頻場景。

  2. 稀土-鐵超磁緻伸縮材料
    以Terfenol-D(铽镝鐵合金)為代表,形變量可達金屬材料的數十倍,適用于高精度傳感器和驅動器。


四、應用領域

  1. 傳感器
    利用形變與磁場的線性關系,開發應力傳感器、扭矩傳感器等。

  2. 執行機構
    超磁緻伸縮材料可用于精密閥門、微位移裝置,響應速度快且精度高。


公式表達

磁緻伸縮系數通常表示為: $$ frac{Delta l}{l} = lambda $$ 其中$lambda$為材料特性參數,正負號表示伸長或縮短。

如需進一步了解具體材料參數或工程案例,可參考、等來源的完整内容。

分類

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