חומרים מגנטוסטריקטיבים לאדמה נדירים, אחד החומרים המבטיחים ביותר לפיתוח

חומרים מגנטוסטריקטיבים לאדמה נדירים

כאשר חומר מתמגנט בשדה מגנטי, הוא יתארך או יתקצר בכיוון המגנטיזציה, מה שנקרא מגנטוסטריקציה. הערך המגנטוסטריקטי של חומרים מגנטוסטריקטיבים הוא רק 10-6-10-5, שהוא קטן מאוד, כך שגם שדות היישום מוגבלים. עם זאת, בשנים האחרונות נמצא כי קיימים חומרי סגסוגת בסגסוגות אדמה נדירות שגדולות פי 102-103 מהמגנטוסטיריון המקורי. אנשים מתייחסים לחומר הזה עם מגנטוסטריציה גדולה כחומר מגנטוסטריקטי ענק של אדמה נדירה.

חומרים מגנטוסטריקטיבים ענקיים של אדמה נדירה הם סוג חדש של חומר פונקציונלי שפותח לאחרונה על ידי מדינות זרות בסוף שנות ה-80. מתייחס בעיקר לתרכובות בין-מתכתיות על בסיס ברזל עפר נדיר. לסוג זה של חומר יש ערך מגנטוסטריקטי הרבה יותר גדול מאשר ברזל, ניקל וחומרים אחרים. בשנים האחרונות, עם ההפחתה המתמשכת של העלות של מוצרי אדמה נדירים ענקיים מגנטוסטריקטיבים (REGMM) והתרחבות מתמשכת של תחומי היישום, הביקוש בשוק נעשה חזק יותר ויותר.

פיתוח חומרים מגנטוסטריקטיבים של כדור הארץ נדיר

מכון המחקר לברזל ופלדה של בייג'ין התחיל את המחקר שלו על טכנולוגיית הכנת GMM מוקדם יותר. בשנת 1991, זה היה הראשון בסין שהכין ברים GMM והשיג פטנט לאומי. לאחר מכן, בוצעו מחקר ויישום נוספים על מתמרים אקוסטיים תת-מימיים בתדר נמוך, זיהוי זרם סיבים אופטיים, מתמרי ריתוך אולטרא-סוני בעוצמה גבוהה וכו', וטכנולוגיה משולבת יעילה של GMM וציוד עם זכויות קניין רוחני עצמאיות וכושר ייצור שנתי של טונות פותחו. החומר GMM שפותח על ידי אוניברסיטת בייג'ינג למדע וטכנולוגיה נבדק ב-20 יחידות הן מקומיות והן בינלאומיות, עם תוצאות טובות. חברת Lanzhou Tianxing פיתחה גם קו ייצור עם כושר ייצור שנתי של טונות, והשיגה הישגים משמעותיים בפיתוח ויישום של מכשירי GMM.

למרות שהמחקר של סין על GMM התחיל לא מאוחר מדי, הוא עדיין בשלבים הראשונים של תיעוש ופיתוח יישומים. נכון לעכשיו, סין לא רק צריכה לעשות פריצות דרך בטכנולוגיית ייצור GMM, ציוד ייצור ועלויות ייצור, אלא גם צריכה להשקיע אנרגיה בפיתוח התקני יישום חומרים. מדינות זרות מייחסות חשיבות רבה לשילוב של חומרים פונקציונליים, רכיבים והתקני יישום. החומר ETREMA בארצות הברית הוא הדוגמה האופיינית ביותר לשילוב של מחקר ומכירות של חומר ומכשירי יישומים. היישום של GMM כרוך בתחומים רבים, ואנשי תעשייה ויזמים צריכים להיות בעלי חזון אסטרטגי, ראיית הנולד והבנה מספקת של הפיתוח והיישום 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 וביישום של התקני יישום GMM.

היתרונות של חומרים מגנטוסטריקטיבים של כדור הארץ נדיר

ל-GMM יש שיעור המרת אנרגיה מכאנית וחשמלית גבוהה, צפיפות אנרגיה גבוהה, מהירות תגובה גבוהה, אמינות טובה ומצב נהיגה פשוט בטמפרטורת החדר. יתרונות הביצועים הללו הם שהובילו לשינויים מהפכניים במערכות מידע אלקטרוניות מסורתיות, מערכות חישה, מערכות רטט וכו'.

יישום של חומרים מגנטוסטריקטיבים של כדור הארץ נדיר

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

1. בתעשיות הביטחוניות, הצבאיות והחלל, הוא מיושם על תקשורת ניידת של ספינות תת-ימיות, מערכות הדמיית קול למערכות זיהוי/גילוי, מטוסים, כלי רכב קרקעיים וכלי נשק;

2. בתעשיית האלקטרוניקה ובתעשיות טכנולוגיות בקרה אוטומטית ברמת דיוק גבוהה, כונני מיקרו תזוזה המיוצרים באמצעות GMM יכולים לשמש לרובוטים, עיבוד אולטרה-דיוק של מכשירים מדויקים שונים וכונני דיסקים אופטיים;

3. מדע ימי ותעשיית הנדסה ימית, ציוד סקר לחלוקת זרם אוקיינוס, טופוגרפיה תת-מימית, חיזוי רעידות אדמה ומערכות סונאר בעלות הספק גבוה בתדר נמוך לשידור וקליטת אותות אקוסטיים;

4. תעשיות מכונות, טקסטיל וייצור רכב, היכולות לשמש עבור מערכות בלמים אוטומטיות, מערכות הזרקת דלק/הזרקה ומקורות כוח מיקרו מכניים בעלי ביצועים גבוהים;

5. אולטרסאונד בעוצמה גבוהה, תעשיות נפט ורפואה, בשימוש בכימיה של אולטרסאונד, טכנולוגיה רפואית אולטרסאונד, מכשירי שמיעה ומתמרים בעלי הספק גבוה.

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

חיישן תזוזה מגנטוסטריקטי של אדמה נדירה