
【計】 magnetostrictive effect
【計】 magnetostriction; magnetostrictive
【化】 magnetostriction
effect
【醫】 effect
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:
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。
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:
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$10^{-6}$。
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。
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。
微觀機制
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。
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。
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。
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。
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。
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