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材料导报

20 0 3年 9月第 1 7卷第 9期

磁控形状记忆合金执行器及其应用前景 吴新杰王风翔张庆新 (阳工业大学电气工程学院，阳 1 0 2 )沈沈 1 0 3

摘要 关键词

磁控形状记忆合金可以提供一种产生力和位移的新方法同时也可以使用此种材料制作传感器。阐述了 磁控形状记忆合金执行器传感器

磁控形状记忆合金的工作原理，绍了使用磁控形状记忆合金制造的几种实际机构，后讨论了它们未来的应用。介最

M a ne i a l nt o l d S p e o y Alo t a o s And g tc ly Co r le ha e M m r l y Ac u t r Th i t nta e r Po e i l App a i ns lc to i

W U ni W ANG n xa g Z Xij e Fe g in HANG n xn Qig i ( c o lo e t ia g n e i g, h n a g Un v r iy o c n l g S e y n 1 0 3 Ch n S h o f Elc rc l En i e r n S e y n i e st fTe h o o y, h n a g 1 0 2, i a)

Ab ta t sr c

M a n tc ly c nr le h p mo y( S ) lo s ofr a n w y o r d cn t n a d g e ial o told s a e me r M M aly fe e wa fp o u i g mo i n o

f r e, n h y c n a s e u e o ma e t a s u e s W o k n rn i l f ma n tc l o t o ld s a e me r o c a d t e a lo b s d t k r n d c r. r i g p i cp e o g e ia l c n r l h p mo y y e a l ysi e en e i t s p e an s v r la t at r s n t s l sar es r b d.Fi aly ispo e i ppl aton lo spr s t d n hi ap r, d e e a c u o s u i g he ealoy e d c i e n l t t ntala i i s c a e dic s e r s u s d.

Ke r s y wo d

ma n t al o to ld s a eme o ya ly,c

u t r ta s u e s g ei l c n r l h p m r l s at a o s,r n d c r c y e o

形状记忆效应 S ME( h p moyE fc)指具有热弹 S aeMe r f t是 e

来新一代驱动器和传感器的关键材料。在智能结构领域中一身 可兼有传感和执行双重功能，一类难得的新型功能材料。是

性或应力诱发马氏体相变的材料处于马氏体状态，进行一定并

限度的变形后，在随后的加热和施加外部磁场时，材料能完全恢 复到变形前的形状和体积。 在金属中发现形状记忆效应可以追溯到 1 3 98年磁控形状

1磁控形状记忆效应原理 磁的各向异性用于解释 MS材料的工作原理。图 1示 M表 使用磁场对孪晶结构重新调整定向的原理示意图。在没有外部磁场的情况下，化强度矢量沿着易磁化方向，种情况如图磁这 1 a所示。

记忆材料( M) MS是合金，它在磁场中像磁致伸缩材料一样产生 形变。 磁控形状记忆合金兼具压电陶瓷和磁致伸缩材料响应频率快和温控形状记忆合金输出应变和应力大的优点，望成为未有 H:0

.

() b

() c

() a在没有外部磁场情况下的初始情况；b外部磁场 H ()作用该材料时；c在被外部磁场完全重新调整定向后的情况 ()圈 1孪晶结构材料磁控形变原理圈 当对晶胞施加一个外部磁场时，化强度向量趋向于晶胞磁在移动晶胞原始的易磁化方向。 1图 b显示两个变异体的晶胞怎样被外部磁场所移动。于这个原因，牺牲其它变异体的前提 由在下，晶变异体在适合的外部磁场方向上生长。最后，孪只有一个

的易磁化方向。假如各向异性能量大，所要求的使易磁化方向转 到外部磁场方向的磁场强度也高。

假如孪晶结构界线的移动的能量和磁致晶体的各向异性能相比足够低，那么外部磁场移动孪晶结构变异体，化强度保持磁

孪晶变异体被保留，图 1如 c所示。 孪晶结构的重新调整定向导致材料的形变。因为孪晶结构

*国家自然科学基金资助项目( 0 7 0 9 No5 1 7 1 )

吴新杰：,9岁，男 3博士后

研究方向：数字信号处理，层

析成像技术和各种检测技术的研究