薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀_2

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀　　注意：本文已在《壓電與聲光》(XX,22(3):157～159,167)雜志發(fā)表，使用者請注明文章出處賈振元武丹楊興郭東明郭麗莎(大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院)摘要超磁致伸縮薄膜是一種性能優(yōu)良的新型微驅(qū)動元件，在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，介紹了超磁致伸縮薄膜驅(qū)動的原理，綜述了薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器的開發(fā)和最新研究成果，重點(diǎn)介紹了薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器在微流體控制系統(tǒng)

2、中的應(yīng)用，在線性超聲微馬達(dá)中的應(yīng)用和在微小型行走機(jī)械中的應(yīng)用，并對超磁致伸縮薄膜在微執(zhí)行器中的發(fā)展提出了展望。關(guān)鍵詞超磁致伸縮微執(zhí)行器薄膜分類號TP2420引言課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是一個新興的技術(shù)領(lǐng)域,而微執(zhí)行器又是復(fù)雜微機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一.常用的微執(zhí)行器根據(jù)其驅(qū)動方式可分為壓電式、靜電式

3、、形狀記憶合金驅(qū)動等。壓電式和靜電式微執(zhí)行器是目前應(yīng)用較廣泛的微執(zhí)行器，它們具有精度高、不發(fā)熱、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)，但輸出力小、驅(qū)動電壓高等缺點(diǎn)也限制了它們的應(yīng)用；而形狀記憶合金雖然是已知的功能材料中變形量最大的，但它的響應(yīng)速度較慢，且變形不連續(xù)，因而也限制了其應(yīng)用。超磁致伸縮材料是一種新型高效的磁—機(jī)械能轉(zhuǎn)換材料，具有應(yīng)變大、能量密度高、機(jī)電藕荷系數(shù)大、響應(yīng)速度、輸出力大等優(yōu)點(diǎn)。從其誕生開始，便引起了工業(yè)界的重視，已廣泛地應(yīng)用于減震、閥門控制、微定位、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、振動器、傳感器及聲納系統(tǒng)等方面。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生

4、能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果近年來，在磁致伸縮應(yīng)用領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個新的研究熱點(diǎn)—超磁致伸縮薄膜的研究與應(yīng)用。許多研究者采用濺射方法在非磁性基片上制備了稀土—過渡金屬非晶薄膜，并對薄膜的結(jié)構(gòu)和磁致伸縮特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)磁致伸縮薄膜具有良好的軟磁性能，磁晶各向異性值低，在室溫和低磁場下能產(chǎn)生很大的磁致伸縮應(yīng)變。與通常的體磁致伸縮材料相比，超磁致伸縮薄

5、膜的制造過程容易和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝聯(lián)系起來,因而成本較低,并且由于薄膜中的二維磁彈性相互作用使超磁致伸縮材料又具有一些新的功能,這對于超磁致伸縮材料的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義.可以說，正是由于超磁致伸縮薄膜材料的種種優(yōu)點(diǎn)，決定了其在微型執(zhí)行器中有著不可估量的發(fā)展前景。目前，從事微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)方面的研究人員已將目光紛紛投向這一新型的驅(qū)動方式。[1～4]１．薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器的原理目前的薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器主要采用薄膜式和懸臂梁式。其基本的驅(qū)動原理是利用非磁性基片，采用閃蒸、離子束濺射、電離鍍膜、直流濺射、射頻磁控濺射等方法進(jìn)

6、行鍍膜，在基片上形成具有磁致伸縮特性的薄膜材料，當(dāng)有外加磁場時，薄膜會產(chǎn)生變形，帶動基片進(jìn)行偏轉(zhuǎn)和彎曲從而達(dá)到驅(qū)動目的。為了得到較大的變形，通常在基片的一側(cè)鍍上具有正磁致伸縮效應(yīng)的薄膜材料,而在基片的另一側(cè)鍍上具有負(fù)磁致伸縮效應(yīng)的薄膜材料(λ0)，下面為相同厚度的Sm-Fe薄膜(λ課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。