一种77 - 373K磁致伸缩测量装置的研制

一种77 - 373K磁致伸缩测量装置的研制

作者：邱明辉、邱立新、 陈晓琴、 徐凡娴、陆兴

 

 

 

 

 

 

       目前驱动材料包括电致伸缩材料、 压电陶瓷、 形状记忆合金、 磁致伸缩材料等．其中 形状记忆合金可产生的应变量最大， 但响应速度较慢；磁致伸缩材料的响应速率相当快， 而其应变扯却很小．近几年国外出现了 一种新型驱动材料一－磁性形状记忆合金

(MSMA'j'1. 它兼有上述两种材料的优点：应变量大， 应变速率快．目前MSMA的研究 中，Ni心lnGa占绝大部分， 这主要是因为其形变量大，成本低[ll. NiMnGa合金的马氏体 具有铁磁性， 其马氏体李晶在外磁场作用下产生取向重组， 从而产生应变．为了精确测量 Ni-Mn-Ga合金的磁致伸缩特性， 本文根据现有条件， 自行设计改装了一套可变温磁致 伸缩测量系统．

1 测量原理及组装

       Ni-Mn-Ga合金的相变温度多数略低于室温且随成分变化十分显著， 而其磁致伸缩是由马氏体李晶界的移动引起， 因此要求该装置能够降温至室温以下并易于变温．为了测量准确又要求盛放试样的器件受磁场干扰小， 故采用铜管组成低温容器．最外两层铜管之间可充液氮对试样降温．内层铜管外侧绕有电阻丝可对试样加热． 工业陶瓷铅电阻温度计测撮试样温度， 精度大于O.IK. YJIOA恒流源供给铅电阻温度计恒定电流， 7081高精度数字电压表读出铅电阻温度计电 位．磁场由外斯型电磁铁产生回采用XCDG1D13T 整流器， 以电流控制磁场变化．电流与磁场关系曲线可见对本装置（外层铜管外径为35.16mm)最大磁场为8000 0,. 应变测量采用BA120-2AA150型电阻应变片，其阻值为119.9士0.1n. 灵敏系数为2.12士1% . 贴片方向与磁场方向平行，半桥法接线并由YJ-31-PlOR静态应变仪测量应变。

2 装置的验证

       为了检验本装置的准确性，本文测措了多晶铢的磁致伸缩系数．测量结果如图3所 示，结果和文献[5]给出锦饱和磁致伸缩系数-33µe基本符合．

        另外还选取Nh,Mn。长诅。.M.os合金试样进行测扯，试样的结晶方向和磁场方向平行．

1)采取变温测撮，首先将试样加热至373K,后缓慢冷却，同时对试样施加8OOOOe的磁场，当达到一定温度时保温，对应变仪调零，然后进行测试．随着温度的降低，磁致伸缩星随之增大．

2)试样温度分别固定在283.65K、301.4K、322.12K,测量其磁致伸缩系数与磁场强度H的关系。

3结论

        从以上的测扯结果可以看出本装置的精确程度已经达到了磁性材料研究所需要的要 求， 这就为以后研究磁性记忆合金材料提供了可靠仪器．

 

 

 

 

 

 

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