Matériaux magnétostrictifs à base de terres rares
Lorsqu'une substance est magnétisée dans un champ magnétique, elle s'allonge ou se raccourcit dans le sens de l'aimantation, ce qu'on appelle la magnétostriction. La valeur magnétostrictive des matériaux magnétostrictifs généraux n'est que de 10-6-10-5, ce qui est très faible, ce qui limite leurs applications. Cependant, ces dernières années, on a découvert que certains alliages de terres rares présentent une magnétostriction 102 à 103 fois supérieure à la magnétostriction initiale. Ce matériau à forte magnétostriction est appelé « matériau magnétostrictif géant à base de terres rares ».
Les matériaux magnétostrictifs géants à base de terres rares (REGMM) sont un nouveau type de matériau fonctionnel développé à l'étranger à la fin des années 1980. Il s'agit principalement de composés intermétalliques à base de terres rares et de fer. Ce type de matériau présente une valeur magnétostrictive bien supérieure à celle du fer, du nickel et d'autres matériaux. Ces dernières années, avec la baisse continue du coût des matériaux magnétostrictifs géants à base de terres rares (REGMM) et l'expansion continue de leurs domaines d'application, la demande du marché s'est intensifiée.
Développement de matériaux magnétostrictifs à base de terres rares
L'Institut de recherche sur le fer et l'acier de Pékin a commencé ses recherches sur la technologie de préparation du GMM plus tôt. En 1991, il a été le premier en Chine à préparer des barres GMM et a obtenu un brevet national. Par la suite, d'autres recherches et applications ont été menées sur les transducteurs acoustiques sous-marins basse fréquence, la détection de courant par fibre optique, les transducteurs de soudage par ultrasons haute puissance, etc. Une technologie et des équipements GMM de production intégrée et efficace, bénéficiant de droits de propriété intellectuelle indépendants et d'une capacité de production annuelle de plusieurs tonnes, ont été développés. Le matériau GMM développé par l'Université des sciences et technologies de Pékin a été testé dans 20 unités, tant en Chine qu'à l'étranger, avec de bons résultats. La société Lanzhou Tianxing a également développé une ligne de production d'une capacité de production annuelle de plusieurs tonnes et a réalisé des progrès significatifs dans le développement et l'application de dispositifs GMM.
Bien que la recherche chinoise sur les matériaux de matrices multi-matrices (GMM) ait débuté assez tôt, elle en est encore à ses débuts d'industrialisation et de développement d'applications. Actuellement, la Chine doit non seulement réaliser des avancées majeures en matière de technologie de production, d'équipements et de coûts de production des GMM, mais aussi investir dans le développement de dispositifs d'application des matériaux. Les pays étrangers accordent une grande importance à l'intégration des matériaux fonctionnels, des composants et des dispositifs d'application. Le matériau ETREMA aux États-Unis est l'exemple le plus représentatif de l'intégration de la recherche et de la commercialisation des matériaux et des dispositifs d'application. L'application des GMM touche de nombreux domaines. Les acteurs du secteur et les entrepreneurs doivent faire preuve d'une vision stratégique, d'anticipation et d'une compréhension suffisante du développement et de l'application des matériaux fonctionnels offrant de vastes perspectives d'application au XXIe siècle. Ils doivent suivre de près les tendances de développement dans ce domaine, accélérer son industrialisation et promouvoir et soutenir le développement et l'application des dispositifs d'application des GMM.
Avantages des matériaux magnétostrictifs à base de terres rares
Le GMM présente un taux de conversion d'énergie mécanique et électrique élevé, une densité énergétique élevée, une vitesse de réponse élevée, une bonne fiabilité et un mode de pilotage simple à température ambiante. Ces avantages en termes de performances ont révolutionné les systèmes d'information électroniques traditionnels, les systèmes de détection, les systèmes de vibration, etc.
Application des matériaux magnétostrictifs à base de terres rares
Dans le contexte actuel de développement rapide des technologies, plus de 1 000 appareils GMM ont été introduits. Les principaux domaines d'application du GMM sont les suivants :
1. Dans les industries de la défense, militaires et aérospatiales, il est appliqué aux communications mobiles des navires sous-marins, aux systèmes de simulation sonore pour les systèmes de détection/détection, aux avions, aux véhicules terrestres et aux armes ;
2. Dans l'industrie électronique et les industries de technologie de contrôle automatique de haute précision, les entraînements à micro-déplacement fabriqués à l'aide de GMM peuvent être utilisés pour les robots, l'usinage de très haute précision de divers instruments de précision et les lecteurs de disques optiques ;
3. Industrie des sciences marines et de l'ingénierie offshore, équipements d'étude pour la distribution des courants océaniques, topographie sous-marine, prévision des tremblements de terre et systèmes sonars basse fréquence haute puissance pour la transmission et la réception de signaux acoustiques ;
4. Industries de fabrication de machines, de textiles et d'automobiles, qui peuvent être utilisées pour les systèmes de freinage automatique, les systèmes d'injection de carburant/injection et les sources d'énergie micromécaniques à haute performance ;
5. Ultrasons de haute puissance, industries pétrolières et médicales, utilisés dans la chimie des ultrasons, la technologie médicale des ultrasons, les appareils auditifs et les transducteurs de haute puissance.
6. Il peut être utilisé dans de nombreux domaines tels que les machines vibrantes, les machines de construction, les équipements de soudage et l'audio haute fidélité.
Capteur de déplacement magnétostrictif à base de terres rares
Date de publication : 16 août 2023