超磁致伸缩材料制备与器件设计

　　本书较系统地论述了磁致伸缩材料、超磁致伸缩材料的制备和器件设计。在重点阐述磁致伸缩概念、理论和合金相图的基础上，对tb0.27dy0.73fe2（terfenol-d）超磁致伸缩材料的制备技术、应用领域和典型器件设计进了介绍和分析。.
　　 本书内容包括：磁致伸缩概念、理论和原子模型；磁致伸缩材料的发展历程和种类、稀土-铁二元、三元多元合金相图；超磁致伸缩材料的制备技术，包括合金熔炼法、烧结法和粘结法；超磁致伸缩材料的磁性能与测试；超磁致伸缩材料的应用和超磁致伸缩材料的器件设计等。..
　　 本书可供从事磁性材料以及从事物理、机械、电气、电子、声学等方面的研究人员和工程技术人员阅读，也可供高等学校相关专业师生参考。...

1　磁致伸缩.
1.1 磁致伸缩效应
1.2 磁致伸缩起源
1.3 磁致伸缩的唯象理论
1.4 rfe2化合物磁致伸缩的原子模型
1.5 磁致伸缩的单离子模型
1.6 磁弹性能
1.7 温度与合金成分对磁致伸缩的影响
参考文献
2　磁致伸缩材料
2.1 磁致伸缩材料的发展历程
2.2 磁致伸缩材料的种类
2.2.1 过渡金属及其氧化物
2.2.2 稀土金属
2.2.3 稀土-过渡金属化合物
2.2.4 锕系金属化合物
2.3 磁致伸缩薄膜材料
参考文献
3　稀土-铁合金相图及其化合物
3.1 稀土-铁二元系合金相图及其化合物

　　从20世纪50年代开始，随着通信技术、电子学、计算机技术的飞速发展，磁性材料的应用领域迅速扩大。一方面，传统的永磁和软磁材料不断出现新的应用领域，材料的性能不断提高；另一方面，人们加强了对新型磁性材料的性能与应用的研究，如研究超磁致伸缩材料、磁光材料、磁性液体材料、巨磁电阻材料和磁记录材料等。目前，以稀土和铁为基的超磁致伸缩材料的发展已引起磁致伸缩换能方面新应用的迅速发展，尤其在声纳、超声换能器和致动器方面的应用令人瞩目。.
　　磁致伸缩效应最早是由J．P．Joule于1842年发现的，后来人们发现Ni、Co、Fe及它们的合金也具有明显的磁致伸缩效应，但是应变仅在50X10—6以内。稀土—铁超磁致伸缩材料的磁致伸缩比纯金属镍约大80倍，比压电陶瓷大5～8倍，且承载能力强，能量转换效率高和反应速度快，可广泛用于液体阀门控制器、精密加工微定位仪、高精度高速线性马达、大功率声纳系统声磁换能器、磁弹性波器件等许多领域。
　　美国能源部Ames实验室的科学家首先发现了稀土元素铽(Tb)具有超磁致伸缩特性。1972年Arthur Clark博士研究小组在海军军械实验室(现为海军表面武器中心)把具有超磁致伸缩性能的镧(La)系元素铽(Tb)和镝(Dy)与过渡金属Ni、Co和Fe相结合，发现在室温下Tb—Fe合金(TbFe2)具有特大的磁致伸缩。随后，他们与Ames实验室的D．D．McMasters合作研究发现了磁晶各向异性补偿合金TbxDy1-xFe2(Terfenol-D)。“Terfenol—D”这一名字代表了材料组成以及最初开始此项工作的Navy实验室的名字。这里“Ter”代表Tb，“fe”代表Fe，“nol”代表Naval Ordnance Laboratory，“D”代表Dy。之后，Edge技术股份有限公司成立了Etrema分部，目的是将超磁致伸缩材料从实验室发展到应用领域，为用户提供磁致伸缩合金和磁致伸缩材料器件产品。..
　　作者于1995年在中国科学院金属研究所获博士学位，1997年在东北大学完成博士后研究工作，并先后应邀到德国阿伦工业大学、英国布莱顿大学和韩国电气技术研究院进行了合作科学研究。曾承担国家、省自然科学基金及省科技攻关等多项课题；作为主要研究者，参加了国家自然科学基金重点项目“稀土—过渡金属相图及新材料探索”的工作。作者从1990年开始从事稀土超磁致伸缩材料及应用的研究工作，研究成果分别在《Appl．Phys．Lett．》《J．Appl．Phys．》和《中国科学》等重要学术刊物上发表，在国内外学术刊物上发表论文100余篇，其中被SCI收录50余篇。曾获国家发明四等奖、辽宁省科学技术进步三等奖和省教委科技进步二等奖等奖项。
　　本书的出版是作者多年从事稀土超磁致伸缩材料及器件研究工作的结果，研究工作得到了国家自然科学基金委员会(项目批准号：59131021，59871030)、河北省自然科学基金委员会(项目批准号：501027)、河北省科技厅(项目批准号：01213531D)、河北省教育厅的资助。河北工业大学磁技术与磁材料研究中心对本书的出版给予了大力的支持，英国布莱顿大学的Busbridge博士提供了磁畴照片，在此表示衷心感谢。此外，书中选用了国内外一些超磁致伸缩材料工作者和我的学生的研究成果，在此亦向这些作者表示诚挚的谢意。
　　作者深感荣幸的是，中国科学院院士、中国科学院物理研究所梁敬魁研究员能在百忙之中为本书作序。对于梁敬魁先生的支持与鼓励，作者在此深表谢意。
　　作者期望本书的出版能够推动稀土超磁致伸缩材料在国内的研究、应用和发展，但由于水平有限，时间仓促，书中不足之处，恳请读者不吝指正。
　　作者
　　2003年2月于天津...