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磁致伸缩的技术上的应用

归档日期:11-26       文本归类:回声声纳      文章编辑:爱尚语录

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  由于磁致伸缩材料在磁场作用下,其长度发生变化,可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短,从而产生振动或声波,这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息),相反也可以将机械能(或机械位移与信息)。转换成电磁能(或电磁信息),它是重要的能量与信息转换功能材料。它在声纳的水声换能器技术,电声换能器技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术、阀门、泵、波动采油等高技术领域有广泛的应用前景。

  海洋占地球面积的70%,海洋是人类生命的源泉,但是人类对海洋的大部分还缺乏了解。21世纪是海洋世纪,人类的生活、科学实验和资源的获及将逐渐的从山陆地转移到海洋。而舰艇水下移动通讯、海水温度、海流、海底地形地貌的探测就需要声纳系统。声纳是一个庞大的系统,它包括声发射系统,反射声的接收系统,将回声信息转变成电信息与图像,以及图像识别系统等。其中声发射系统中的水声发射换能器及其材料是关键技术之一。过去声纳的水声发射换能器主要用压电陶瓷材料(PZT)来制造。这种材料制造的水声换能器的频率高(20kHz以上),同时发射功率小,体积大,笨重。另外随舰艇隐身技术的发展,现代舰艇可吸收频率在3.0kHz以上的声波,起到隐身的作用。各工业发达国家都正在大力发展低频(频率为几十至2000赫兹),大功率(声源级约220dB)的声纳用或水声对抗用发射水声换能器,并已用于装备海军。低频可打破敌方舰艇的隐身技术,大功率可探测更远距离的目标,同时体积小,重量轻,可提高舰艇的作战能力。低频大功率是声纳用和水声对抗用发射水声换能器今后的发展方向。而制造低频大功率水声发射换能器的关键材料是稀土超磁致伸缩材料。发展稀土超磁致伸缩材料对发展声纳技术、水声对抗技术、海洋开发与探测技术将起到关键性作用。日本已用稀土超磁致伸缩材料来制造海洋声学断层分析系统 O AT (Ocean Acoustic Topography)和海洋气候声学温度测量系统 A TOC (The Acoustic Thermometry of Ocean climate)的水声发射换能器,其信号可发射到1000km的范围,可用于测量海水温度和海流的分布图。

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