国家标准 GB/T19396一2012 代替GB/T193962003 钝谪铁大磁致伸缩材料 Terbium一Dysprosim一Ironsiamtmagnetostrietivematerials 2012-06-29发布 2013-03-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T19396一2012 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T193962003《钛镐铁大磁致伸缩材料》本标准与GB/T193962003相比主要技术变化如下 -增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》; 删除了术语和定义中的磁机耦合系数; 限定了材料磁致伸缩性能为室温23C士3C条件下的范围值; 删除了原标准中牌号表示方法的示意图 203003 ,对原材料牌号的平行磁致伸缩系数范围进行了调整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”两类在原标准的附录B中增加了制造工艺和应用等内容; “典型平行磁致伸缩系数(a))与压强(p)的关系曲线”和删除了原标准附录C中的图C.3" c.5“最大磁致伸缩应变率(d.)与压强()的关系曲线” 图本标准由全国稀土标准化技术委员会(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;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 -GB/T193962003
GB/T19396一2012 钝销铁大磁致伸缩材料范围本标准规定了钛谪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钛镐铁大磁致伸缩材料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/T1423贵金属及其合金密度的测试方法 GB/T7314金属材料室温压缩试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T9637电工术语磁性材料与元件 GB/T17803稀土产品牌号表示方法术语和定义 GB/T9637界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 magnetostrictivestrain 磁致伸缩系数钛镐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),用入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,用入》表示 3.2 磁致伸缩应变率 piezomagneticstrainconstant 单位磁场强度变化引起的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d表示要求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(a)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23C士3C条件下测量
GB/T19396一2012 表1 牌号入/×10-(40kA/m,5N/mm*~10N/mm*' d×10-《/m/A) 203000 500<入<750 >0.0125 203001 750<入<1000 >0.025 203002 1000入/<1200 >0.04 203003 0.06 入/>1200 4.2尺寸偏差每一牌号的材料可分为定向凝固圆棒和机械加工方柱,定向凝固圆棒材料的尺寸偏差应符合表2 的规定,机械加工方柱的尺寸偏差应符合表3的规定表2 长度L/mm 长度偏差/mm 直径偏差/mm 直径内/mm 士0.03 5.00<<10.00 1.009150 抗压强度(N/mm >400 注材料其他物理性能不作为验收指标,若需方有要求,可参见附录A 4.4外观质量材料为定向凝固的圆棒状或方柱状合金 4.4.2材料表面色泽均匀,光滑,不应有裂纹、杂质和影响使用的凹坑等缺陷
GB/T19396一2012 4.5主要成分材料主要成分不作为验收指标,若需方有要求,可参见附录B,或由供需双方协商确定试验方法 5.1磁致伸缩性能试验方法按本标准的附录C规定进行 5.2尺寸偏差用精度优于0.02mm的量具进行测定 5.3密度按GB/T1423规定进行 5.4抗压强度按GB/T7314规定进行 5.5外观采用目测 5.6数值修约按GB/T8170的规定进行检验规则 6.1检查与验收 6.1.1镐铁材料应由供方质量检验部门进行检验,保证材料质量符合本标准或订货合同的规定,并填写质量证明书及材料合格证 6.1.2需方应对收到的材料按本标准的规定进行检验如检验结果与本标准或订货合同的规定不符时,应在收到材料之日起,1个月内向供方提出,由供需双方协商解决如需仲裁,可委托双方认可的单位进行,并在需方共同取样组批每批材料应由同一牌号,同一生产工艺制成的同一规格和尺寸的产品组成 6.3检验项目每批次材料应进行磁致伸缩性能、物理性能、尺寸偏差以及外观的检验 6.4取样材料的磁致伸缩性能、尺寸偏差及外观应逐根检测;材料的物理性能每批次至少取两根试样进行检测上述各项测定结果均取最差值 6.5检验结果判定磁致伸缩性能、尺寸、外观不合格时,则判定该根材料为不合格 6.5.1 6.5.2物理性能不合格,则应从该批材料中取双倍试样对不合格项目进行复检,如仍不合格,则判定该批材料为不合格标志、包装、运输、贮存、质量证明书及使用说明书 7.1标志,包装 7.1.1在材料的包装上应有下列标志
GB/T19396一2012 a)供方名称 b 材料名称; c牌号,批号; d) 净重、毛重; 出厂日期 f “防震”等标志或字样 7.1.2材料包装箱盒)应采用硬质塑料、纸板或木质材料,内垫高密度海绵或软衬垫等防震材料如用户要求或合同规定做防腐处理时,可在包装前进行防腐处理,并保证在运输和贮存过程中不损坏运输、贮存材料在运输过程中应小心轻放,存放于通风良好、干燥,无腐蚀气氛的场所 7.3质量证明书每批材料应附质量证明书,注明供方名称; a b材料名称、牌号、规格尺寸 e)批号 d)净重、件数，各项检验结果和供方质量技术检验部门印记 e) 本标准编号 f g检验日期 h 出厂日期 7.4使用说朋书材料使用说明书应有如下内容: a)材料性能" b) 材料的参考性物理性能; e)使用过程中的注意事项: d)用户机加工时应注意的事项; 必要的提示 e
GB/T19396一2012 附录A 资料性附录钝销铁大磁致伸缩材料的参考物理性能参考物理性能见表A.1 表A.1 类别参数名称指标磁机合系数 0.6一0.75 磁性能 3~15 相对磁导率居里温度/ 370 抗拉强度/(N/n m” 20 2,53,5)×10'" 杨氏模量/(N/m= 能量密度/kJ/m 1425 热膨胀系数/(1/C 热力学性能 812)×10 比热容/[kJ/(kgK 0.32~0.38 声速/m/s 1640~1940 电阻率/ nm (55一65)X10" 注上述物理性能为用户设计应用时参考
GB/T19396一2012 附录 B 资料性附录钛销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镐铁大磁致伸缩材料是以MgCu，型立方Laves相为基体的合金主要成分为(Tb、镐(Dy)和铁(Fe),为了获得不同性能可添加部分钦(Ho)等其他稀土金属,铁(Fe)也可被铝(AI 缸(Mn)等金属部分替代 B.1.2其典型化学式为(TbDyFe B.2缄销铁大磁致伸缩材料的制造工艺晶体取向的镐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谪铁大磁致伸缩材料的工艺流程如图B.1所示 Tb,Dy,Fe等熔炼铸棒定向凝固热处理检测加工成品图B.1钝镐铁大磁致伸缩材料工艺流程 B.3钛销铁大磁致伸缩材料应用镐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、燃油电喷阀、驱动装置、精密致动器、执行器、传感器,机器人等方面
GB/T19396一2012 附录c 规范性附录镐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钛镐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(a)及磁致伸缩应变率(d)的测定仪器与装置 C.2 C.2.1电磁铁:产生最大磁场>250kA/m,极头间距50nmm时,在中心d50tmm范围内磁场不均匀度<1% C.2.2静态电阻应变仪;量程>30004e,分辨率<2e,测量不确定度为士0.1%,零点漂移为士10ue/4h C.2.3特斯拉计;量程>0.3T,精度优于0.5% c.2.4加压装置;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>20N/n mm ,在测量过程中,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.1 C.3试样圆棒状试样长度!为50mm~80mm,直径内为5mm8mm; 方柱状试样长度L为50mm一80mm,底面边长a为5mm8mm 测量方法 c.4.1将试样表面磨光,两端切齐,用乙醇或丙酮擦拭干净,将三片应变片平行于样品轴向方向粘贴在样品1/4、2/43/4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,达到胶层均匀无气泡粘贴后,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/mm'l0N/mm',接通电磁铁,静态电阻应变仪、特斯拉计电源,反复缓慢调节磁场(0kA/m~240kA/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士5!e时,开始测量
GB/T19396一2012 接可调直流电源按特斯拉计接静态电阻应变仪说明: 极头调距; 被测样品; 应变片; 电磁铁; 磁场线圈; 霍尔探头磁极头; 压力传递杆; 加压装置; 10 压力定位装置图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/m一240kA/m).记录磁场强度(H)和平行磁致伸缩系数 (A)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关系曲线(A/一H),并记录压强值,典型平行磁致伸缩系数入与磁场强度H的关系曲线(a/一)见图c.2; 典型平行磁致伸缩应变率(l) d=/dH C.1 式中: 平行磁致伸缩系数的微分; d dH -磁场强度的微分,单位为千安每米(kA/m).
GB/T19396一2012 按式(C.1)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(d.a) 典型磁致伸缩应变率d与磁场强度H的关系曲线(d一H)见图C.3 400 300 200 1100 1000 900 800. 00 600. 500. 400. 0N/mm? 300 6N/mm 200. 8N/mm 100. -200 一150 一100 -50 50 100 150 200 磁场强度H/(kA/m) 图C.2典型平行磁致伸缩系数入与磁场强度H的关系曲线(入一 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.000 40 60 80 100 120 140 160 180 磁场强度H/(A/m) 图C.3典型磁致伸缩应变率d与磁场强度H的关系曲线(d一H)
GB/T19396一2012 C.5注意事项注意事项如下测量应在室温23C士3C条件下进行; a 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; 样品置于均匀磁场范围内 C d 力传递杆应为刚性材料; 霍尔探头应放置在磁场均匀区内 10o

铽镝铁大磁致伸缩材料GB/T19396-2012解析

铽镝铁大磁致伸缩材料是一种新型功能材料，具有很高的磁致伸缩效应、良好的机械性能和化学稳定性，在自动控制、传感器等领域有广泛应用。GB/T19396-2012是我国对铽镝铁大磁致伸缩材料的标准。

1. 铽镝铁大磁致伸缩材料的特点

铽镝铁大磁致伸缩材料的磁致伸缩系数很高，可达到800ppm，远高于普通金属的磁致伸缩系数。同时，铽镝铁大磁致伸缩材料还具有较高的饱和磁感应强度、压电常数和介电常数。此外，铽镝铁大磁致伸缩材料具有良好的机械性能和化学稳定性。

2. 铽镝铁大磁致伸缩材料的应用

铽镝铁大磁致伸缩材料在自动控制、传感器、航空航天等领域具有广泛应用。例如，在自动控制领域，铽镝铁大磁致伸缩材料可用于制作高精度的驱动元件；在传感器领域，铽镝铁大磁致伸缩材料可以制成高灵敏度、高分辨率的应变传感器和磁敏传感器；在航空航天领域，铽镝铁大磁致伸缩材料可用于制作高精度的陀螺仪。

3. 铽镝铁大磁致伸缩材料的未来发展方向

随着科学技术的不断发展，铽镝铁大磁致伸缩材料的未来发展方向主要包括以下几个方面：

提高材料的性能和稳定性
研究新型铽镝铁大磁致伸缩材料
开发具有特殊功能的铽镝铁大磁致伸缩材料
扩大应用领域，例如在医疗器械、化工等领域的应用

总之，铽镝铁大磁致伸缩材料的磁致伸缩效应极高，具有广泛的应用前景。相信在未来，随着科学技术的不断进步，铽镝铁大磁致伸缩材料将会在更多领域发挥作用，为人类的生产和生活带来更多的便利。