GB T 19396-2012 铽镝铁大磁致伸缩材料.pdf

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1、ICS 77.120.99 H 65 中华人民=H二/、逼昌和国国家标准GB/T 19396-2012 代替GB/T19396-2003 钝铺铁大磁致伸缩材料Terbium-Dysprosium-Iron giant magnetostrictive materials 2012-06-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2013-03-01实施发布GB/T 19396-2012 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T19396-2003(钳铺铁大磁致伸缩材料。本标准与GB/T19396-2003相比主要技术变化如下:一一增

2、加了术语和定义的引用标准，GB/T9637(电工术语磁性材料与元件h删除了术语和定义中的磁机藕合系数;一一限定了材料磁致伸缩性能为室温23.C士3.C条件下的范围值;一一一删除了原标准中牌号表示方法的示意图;一一增加了材料的牌号203003，对原材料牌号的平行磁致伸缩系数范围进行了调整;增加了材料机械加工方柱的尺寸偏差值;整理原标准附录A中的参数为磁性能和热力学性能两类F一二一在原标准的附录B中增加了制造工艺和应用等内容;一一删除了原标准附录C中的图C.3典型平行磁致伸缩系数(/)与压强()的关系曲线和图C.5最大磁致伸缩应变率(d33)与压强()的关系曲线。本标准由全国稀土标准化技术委员会(

3、SAC/TC229)归口。本标准起草单位:包头稀土研究院。本标准主要起草人z江丽萍、赵增祺、张光睿、刘国征、解、萍。本标准所代替标准的历次版本发布情况为zGB/T 19396-2003. I G/T 19396-2012 钝铺铁大磁致伸缩材料1 范围本标准规定了钝铺铁大磁致伸缩材料的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存、质量证明书及使用说明书。本标准适用于晶体取向的钝铺铁大磁致伸缩材料。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 1423 贵金

4、属及其合金密度的测试方法GB/T 7314 金属材料室温压缩试验方法GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 9637 电工术语磁性材料与元件GB/T 17803 稀土产品牌号表示方法3 术语和定义3. 1 GB/T9637界定的以及下列术语和定义适用于本文件。磁致伸缩系数magnetostrictive strain 钝铺铁大磁致伸缩材料在外加磁场作用下产生的尺寸相对变化量(应变)，用表示。测量方向与外加磁场方向平行时所测得的磁致伸缩系数为平行磁致伸缩系数，用p表示。3.2 磁致伸缩应变率pi四omagneticstrain constant d 单位磁场强度变化引起的

5、平行磁致伸缩系数的变化量称为磁致伸缩应变率，用d表示，单位为m/A。其最大值称为最大磁致伸缩应变率，用d33表示。4 要求4. 1 磁致伸缩性能材料磁致伸缩性能应符合表1的规定。材料按磁致伸缩系数()大小分为4个牌号，其牌号表示方法符合GB/T17803的规定。材料的磁致伸缩性能在室温23.C土3.C条件下测量。1 G/T 19396一2012表1牌号# X10-6 (40 kA/m,5 N/mm2-10 N/mm2) d33 X 10- /(m/ A) 203000 500:;)# 370 抗拉强度/(N/mm2)二三20杨氏模量/(N/m2)(2. 53. 5) X 1010 能量密度/C

6、kJ/m3)1425 热力学性能热膨胀系数/0/.C) (812)X10-6 比热容/kJ/(kg.K)J o. 320. 38 声速/(m/s)1 6401 940 电阻率/cn.m) (5565) X10-8 注z上述物理性能为用户设计应用时参考。5 GB/T 19396-2012 附录B(资料性附录)钝铺铁大磁致伸缩材料的化学组分、制造工艺及应用B.1 稀土磁致伸缩材料的化学组分B. 1. 1 钝铺铁大磁致伸缩材料是以MgCU2型立方Laves相为基体的合金。主要成分为钝CTb)、铺CDy)和铁CFe)，为了获得不同性能可添加部分钦(日0)等其他稀土金属，铁CFe)也可被铝CAl)锺(M

7、n)等金属部分替代。B. 1.2 其典型化学式为(TbDy)Fe2 B.2 锦铺铁大磁致伸缩材料的制造工艺晶体取向的钝铺铁大磁致伸缩材料采用的是定向凝固工艺，熔炼铸棒后的合金在惰性气体或真空中定向凝固达到晶体取向。为了提高材料的性能，通常需要进行退火热处理。钝铺铁大磁致伸缩材料的工艺流程如图B.l所示。Tb，Dy，Fe等熔炼铸棒定向凝固圄B.1棋铺铁大磁致伸缩材料工艺流程B.3 钝铺铁大磁致伸缩材料应用钝铺铁大磁致伸缩材料广泛应用于航空航天、声纳换能器、超声换能器(超声清洗、切割、打孔、破碎等)、主动减震装置、燃油电喷阅、驱动装置、精密致动器、执行器、传感器、机器人等方面。6 G/T 1939

8、6-2012 附录C(规范性附录)棋擂铁大磁致伸缩材料磁致伸缩性能试验方法C.1 适用范围本方法适用于钳铺铁大磁致伸缩材料棒状和方柱状材料的平行磁致伸缩系数()及磁致伸缩应变率(d)的测定。C.2 仪器与装置C. 2.1 电磁铁z产生最大磁场注250kA/m，极头间距50mm时，在中心50mm范围内磁场不均匀度运1%。C.2.2 静态电阻应变仪:量程二三3000阳，分辨率2阳，测量不确定度为士0.1%，零点漂移为士10d4h。C.2.3 特斯拉计:量程注0.3T，精度优于0.5%。C.2.4 加压装置z弹性加压装置、重力加压装置和杠杆加压装置等。样品端口产生的压强应注20N/mm2，在测量过程

9、中，作用于样品的压强变化应2%。磁致伸缩性能测量系统见图C.LC.3 试样圆棒状试样长度L为50mm80 mm，直径#为5mm8 mm; 方柱状试样长度L为50mm80 mm，底面边长为5mm8 mmo C.4 测量方法C. 4.1 将试样表面磨光，两端切齐，用乙醇或丙酣擦拭干净，将三片应变片平行于样品轴向方向粘贴在样品1/4、2/4、3/4处。粘贴时，应在应变片上面盖一张聚乙烯薄膜，用手指均匀的滚压，将多余的粘接剂和气泡挤出，达到胶层均匀元气泡。粘贴后，用手指轻压，室温下放置24h即可。C.4.2 按图C.1所示，设定预应力为5N/mm210 N/mm2，接通电磁铁、静态电阻应变仪、特斯拉计

10、电源，反复缓慢调节磁场(0kA/m240 kA/m) ，每次将静态电阻应变仪显示调至零点，并使静态电阻应变仪剩余值为土5时，开始测量。7 GB/T 19396-2012 说明:1 极头调距F2-一-被测样品F3一一应变片;4一一电磁铁;5 磁场线圈;6一一霍尔探头;7一一磁极头;8 压力传递杆F9一一加压装置;10-压力定位装置。9 4 3 2 接可调直流电源接静态电阻应变仪圄C.1磁致伸缩性能测量装置示意图C. 4. 3 缓慢连续的改变磁场大小(0kA/m240 kA/m) ，记录磁场强度(H)和平行磁致伸缩系数(的变化值。重复上述测量过程3次，取其平均值，绘制出平行磁致伸缩系数与磁场强度的

11、关系曲线(;-H)，并记录压强值，典型平行磁致伸缩系数;与磁场强度H的关系曲线(矿-H)见图C.2;典型平行磁致伸缩应变率(d): d =d; /dH . ( C.l ) 式中zd;一一平行磁致伸缩系数的微分;dH 磁场强度的微分，单位为千安每米(kA/m)。8 GB/T 19396一2012按式(C.l)计算给出磁致伸缩应变率与磁场强度的关系曲线(d-H)，并从曲线中查出最大磁致伸缩应变率(d33)。典型磁致伸缩应变率d与磁场强度H的关系曲线(d-H)见图C.3o一一.-ON/mm2 GI.6N/mm2 8N/mm2 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700

12、600 500 400 300 200 100 TOHJM黯四川胆耐用军榻道KN200 150 100 50 。-50 一100-150 -200 。磁场强度H/(kA/m)典型平行磁致伸缩系数p与磁场强度H的关系曲线(-H)圄C.2 JIll 0.006 0.004 0.005 0.003 0.002 司ETCH、精慰倒每每-M酣徨 0.001 180 160 140 120 100 磁场强度H/(kA/m)80 60 40 20 。0.000 9 典型磁致伸缩应变率d与磕场强度H的关系曲线(d-H)图C.3G/T 19396-2012 C.5 注意事项注意事项如下:a) 测量应在室温230

13、C士3oC条件下进行;b) 为消除杂散磁场影响，样品周围500mm内除电磁铁外不允许存在其他强磁性材料;c) 样品置于均匀磁场范围内;d) 力传递杆应为刚性材料;e) 霍尔探头应放置在磁场均匀区内。10 N-ON|白的-H函。国华人民共和国家标准锦铺铁大磁致伸缩材料GB/T 19396一2012由l当&中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销铸开本880X 1230 1/16 印张1字数20千字2012年11月第一版2012年11月第一次印刷* 18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价书号:155066 1-45665 GB/T 19396-2012 打印日期:2012年12月18日F008AOO