磁致伸缩传感器成份设计

磁致伸缩传感器成份设计

2022-12-26

①高居里温度设计
磁致伸缩传感器二元系铁镍合金相图
磁致伸缩传感器二元系铁镍合金相图
由图可见,当磁致伸缩位移传感器铁镍合金中镍含量约为45%至80%时,该合金具有较高的居里温度。我们选的合金成份在此范围;此外,我们还在合金中加入元素 Co、Cr、Mo、Cu、Ti、Al、Si、Mn 等合金化元素,虽然加入的合金元素(钴例外)均不同程度地降低合金的居里温度,但这些合金元素的加入可强化合金并改善合金磁性能。 ②大磁致伸缩系数设计
二元系铁镍合金的饱和磁致伸缩曲线图
二元系铁镍合金的饱和磁致伸缩曲线图
由图可见,当铁镍合金中镍含量大约为 40%至65%时,该合金具有较大的饱和磁致伸缩系数;此外,当铁镍合金中镍含量约为 15%时,合金也具有较大的饱和磁致伸缩系数,但此时合金的居里温度偏低,不适合用作高温下使用的磁致伸缩材料。经过对比、分析和研究,磁致伸缩合金的主体成分设计在镍含量为 45%~65%之间,特别是 50%~60%应重点关注,余量为铁。 根据以上分析,我们选择FeNi合金系为磁致伸缩位移传感器基体。铁镍系坡莫合金具有优良的综合性能的软磁材料,通过添加合适的合金化元素及适当的工艺手段,可有效的控制磁性能和其它技术性能。 由分析Fe-Ni合金二元相图可知,Ni含量在大于35%范围内是单一稳定的具有面心立方晶格(FCC)的奥氏体(γ-相),由不同磁场下 FeNi 合金的静态磁致伸缩、不同偏场下FeNi合金的动态磁致伸缩常数和FeNi合金的动态机电耦合系数k等知道:在50~60%Ni含量时具有良好的磁致伸缩特性、较大的动态机电耦合系数k(k>0.31)和较高的居里温度Tc。