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超声波换能器的主要材料

来源： | 发布日期：2022-05-18

将片状铁磁材料叠制成棒状或管状，置于方向顺着棒轴向的磁场内，并当磁场发生改变时，这时棒的长度也跟着改变。这种物理现象称磁致伸缩效应。具有磁致伸缩效应的铁磁或合金材料称为磁致伸缩换能材料。

在功率超声技术中常用的磁致伸缩换能材料有镍、铝铁合金及稀土台金等金属材料；还有镍钴、镍锌、镍铜钴等非金属材料。

不同材料的磁致伸缩与磁场强度的关系

图为一些典型磁致伸缩换能材料的磁致伸缩应变与磁场强度H的关系。由图可知，一些材料（如铁）在弱磁场中伸长，而在强磁场中缩短；而另一些材料（如纯镣）总是缩短。由图中还可看到，无论何种磁致伸缩材料都存在着磁致伸缩饱和现象，即当外加磁场增加到一定程度之后，应变就不再增加了。此外，环境温度对磁致伸缩效应的影响较大,温度升高，通常磁致伸缩效应减弱；当温度达到该材料的居里温度时，磁致伸缩效应就完全消失。

磁致伸缩应变与磁感应强度的关系

磁致伸缩应变与磁场的方向无关，即当磁场的方向改变而数值不变时，所产生的应变大小和符号均不变。换言之，应变是磁感应强度的偶函数。

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