חומרים מגנטיסטריקטיביים של אדמה נדירה, אחד החומרים המבטיחים ביותר לפיתוח

חומרים מגנטיסטריקטיביים של אדמה נדירה

כאשר חומר ממוגנט בשדה מגנטי, הוא מתארך או מתקצר בכיוון המגנטיזציה, מה שנקרא מגנטוסטריקציה. הערך המגנטוסטריקטיבי של חומרים מגנטוסטריקטיבים כלליים הוא רק 10-6-10-5, שהוא קטן מאוד, ולכן גם תחומי היישום מוגבלים. עם זאת, בשנים האחרונות נמצא כי ישנם חומרי סגסוגת בסגסוגות אדמה נדירה הגדולים פי 102-103 מהמגנטוסטריקציה המקורית. אנשים מתייחסים לחומר זה עם מגנטוסטריקציה גדולה כחומר מגנטוסטריקטיבי ענק של אדמה נדירה.

חומרים מגנטוסטריקטיביים ענקיים מסוג נדיר אדמה הם סוג חדש של חומר פונקציונלי שפותח לאחרונה על ידי מדינות זרות בסוף שנות ה-80. הם מתייחסים בעיקר לתרכובות אינטר-מתכתיות מבוססות ברזל נדיר אדמה. לסוג זה של חומר יש ערך מגנטוסטריקטיבי גדול בהרבה מזה של ברזל, ניקל וחומרים אחרים. בשנים האחרונות, עם הירידה המתמשכת בעלות מוצרי חומרים מגנטוסטריקטיביים ענקיים מסוג נדיר אדמה (REGMM) וההתרחבות המתמשכת של תחומי היישומים, הביקוש בשוק גבר.

פיתוח חומרים מגנטיסטריקטיביים של אדמה נדירה

מכון המחקר לברזל ופלדה של בייג'ינג החל את מחקרו על טכנולוגיית הכנת GMM מוקדם יותר. בשנת 1991, הוא היה הראשון בסין שהכין מוטות GMM וקיבל פטנט לאומי. לאחר מכן, בוצעו מחקרים ויישומים נוספים על מתמרים אקוסטיים תת-ימיים בתדר נמוך, גילוי זרם סיבים אופטיים, מתמרי ריתוך אולטרסאונד בעלי הספק גבוה וכו', ופותחו טכנולוגיית וציוד GMM משולבים יעילים עם זכויות קניין רוחני עצמאיות ויכולת ייצור שנתית של טון. חומר ה-GMM שפותח על ידי אוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של בייג'ינג נבדק ב-20 יחידות הן בארץ והן בעולם, עם תוצאות טובות. חברת Lanzhou Tianxing פיתחה גם קו ייצור עם כושר ייצור שנתי של טון, והשיגה הישגים משמעותיים בפיתוח ויישום של התקני GMM.

למרות שהמחקר הסיני בנושא GMM החל לא מאוחר מדי, הוא עדיין נמצא בשלבי התיעוש ופיתוח היישומים המוקדמים שלו. כיום, סין לא רק צריכה לעשות פריצות דרך בטכנולוגיית ייצור GMM, ציוד ייצור ועלויות ייצור, אלא גם להשקיע אנרגיה בפיתוח התקני יישום חומרים. מדינות זרות מייחסות חשיבות רבה לשילוב של חומרים פונקציונליים, רכיבים והתקני יישום. חומר ETREMA בארצות הברית הוא הדוגמה האופיינית ביותר לשילוב של מחקר ומכירות של חומרים והתקני יישום. יישום GMM כרוך בתחומים רבים, ויזמים ומומחים בתעשייה צריכים להיות בעלי חזון אסטרטגי, ראיית הנולד והבנה מספקת של פיתוח ויישום של חומרים פונקציונליים עם סיכויי יישום רחבים במאה ה-21. עליהם לעקוב מקרוב אחר מגמות הפיתוח בתחום זה, להאיץ את תהליך התיעוש שלו ולקדם ולתמוך בפיתוח ויישום של התקני יישום GMM.

יתרונות של חומרים מגנטיסטריקטיביים נדירים של אדמה

ל-GMM קצב המרת אנרגיה מכנית וחשמלית גבוה, צפיפות אנרגיה גבוהה, מהירות תגובה גבוהה, אמינות טובה ומצב נהיגה פשוט בטמפרטורת החדר. יתרונות ביצועים אלה הם שהובילו לשינויים מהפכניים במערכות מידע אלקטרוניות מסורתיות, מערכות חישה, מערכות רטט וכן הלאה.

יישום של חומרים מגנטיסטריקטיביים נדירים של כדור הארץ

במאה החדשה, המתפתחת במהירות של טכנולוגיה, הוצגו למעלה מ-1000 מכשירי GMM. תחומי היישום העיקריים של GMM כוללים את הבאים:

1. בתעשיות הביטחון, הצבא והחלל, הוא מיושם בתקשורת ניידת של ספינות תת-ימיות, מערכות סימולציית קול למערכות גילוי/זיהוי, מטוסים, כלי רכב קרקעיים וכלי נשק;

2. בתעשיית האלקטרוניקה ובתעשיות טכנולוגיית הבקרה האוטומטית הדיוק הגבוה, ניתן להשתמש במיקרו-תזוזה המיוצרים באמצעות GMM עבור רובוטים, עיבוד שבבי מדויק במיוחד של מכשירים מדויקים שונים וכונני דיסק אופטיים;

3. מדעי הים והנדסה ימית, ציוד סקר לפיזור זרמי אוקיינוס, טופוגרפיה תת-ימית, חיזוי רעידות אדמה ומערכות סונאר בתדר נמוך בעלות הספק גבוה לשידור וקליטה של ​​אותות אקוסטיים;

4. תעשיות ייצור מכונות, טקסטיל ורכב, בהן ניתן להשתמש עבור מערכות בלמים אוטומטיות, מערכות הזרקת דלק/הזרקה ומקורות כוח מיקרו-מכניים בעלי ביצועים גבוהים;

5. אולטרסאונד בעל הספק גבוה, תעשיות נפט ורפואה, המשמשות בכימיה של אולטרסאונד, טכנולוגיה רפואית של אולטרסאונד, מכשירי שמיעה ומתמרים בעלי הספק גבוה.

6. ניתן להשתמש בו בתחומים רבים כגון מכונות רטט, מכונות בנייה, ציוד ריתוך ואודיו באיכות גבוהה.

חיישן תזוזה מגנטוסטריקטיבית של אדמה נדירה