超磁致伸縮材料（GMM）的發展

   超磁致伸縮材料（GMM）是自20世紀70年代迅速發展起來的新型功能材料,目前已被視為21世紀提高國家高科技綜合競爭力的戰略性功能材料。GMM器件的性能已被證明優于壓電陶瓷換能材料,在軍民兩用高科技領域具有難以估量的應用前景。
   據北京鋼鐵研究總院王龍妹教授介紹,上經營GMM業務的企業主要有美國ETREMA公司、英國稀土制品公司、日本住友輕金屬公司等。GMM自上世紀80年代開始投入西方市場,歷經20余年的發展,當前GMM市場售價已較zui初降低了20余倍。近年來隨著GMM制適成本的不斷降低和應用領域的不斷擴大,市場需求有愈發強勁之勢。
   GMM的尺寸伸縮可隨外加磁場成比例變化,其磁致伸縮系數遠大于傳統的磁致伸縮材料。1971年美國*表面武器實驗室開始尋找在室溫下具有大磁致伸縮的材料,發現TbFe2、DyFe2、SmFe2等具有很好的磁致伸縮性能,但是它們需要很強的磁場才能驅動,這就限制了該材料的應用。為此,他們又研究了新的合金材料,這種合金材料具有很高的居里溫度,磁致伸縮性能優異,使得實際應用成為可能,由此引起了業界對GMM開發及應用的極大關注。
    GMM在室溫下機械能－電能轉換率高、能量密度大、響應速度高、可靠性好、驅動方式簡單,正是這些性能優點引發了傳統電子信息系統、傳感系統、振動系統等的革命性變化。
    迄今已有1000多種GMM器件問世,應用面涉及航空航天、國防、電子、機械、石油、紡織、農業等諸多領域,大大促進了相關產業的技術進步。例如大功率GMM換能器用于油井處理,可降低石油粘度,改善流動特性,大大提高石油產量。
     在科技發展日新月異的新世紀,GMM的重要性必將越來越突出,應用也將更廣泛。預計未來GMM的主要應用領域有以下幾個方面：在國防及航空航天業,應用于水下艦艇移動通訊、探/檢測系統、聲音模擬系統、航空飛行器、地面運載工具和武器等；電子工業及高精度自動控制等技術行業,用GMM制造的微位移驅動器可用于機器人、超精密機械加工、各種精密儀器和光盤驅動器等；海洋科學及近海工程業,用于海流分布、水下地貌、地震預報等的勘測裝置和用于發射及接收聲訊號的大功率低頻聲納系統等；機械、紡織業及汽車制造業,可用于自動剎車系統、燃料/注入噴射系統和高性能微型機械功率源等；大功率超聲波、石油業及醫療業,用于超聲化學、超聲醫療技術、*和大功率換能器等。此外,還可用于振動機械、建筑機械及焊接裝置、高保真音響等許多領域。
    北京鋼鐵研究總院在GMM制備技術方面的研究起步較早,1991年在國內制備出GMM棒材,獲得了國家。此后又進一步開展了低頻水聲換能器、光纖電流檢測、大功率超聲焊接換能器等的研究和應用,開發出了具有自主知識產權的年產能達噸級的集成生產GMM技術和裝備。北京科技大學研制的GMM材料在國內外20家單位試用,效果良好。蘭州天星公司也開發了年產能達噸級的生產線,在GMM器件開發、應用方面頗有建樹。 
    據王龍妹教授介紹,雖然我國對于GMM的研究工作起步不算晚,但在產業化和應用開發方面還處于起步階段。目前我國不僅需要在GMM生產技術、生產裝備、生產成本上有所突破,同時也需要在材料應用器件開發上傾注精力。國外很重視功能材料與元件、應用器件的一體化,美國的ETREMA材料就是材料和應用器件研發、銷售一體化zui典型的例子。GMM的應用涉及到很多領域,業界的有識之士和企業家應該具備戰略性的眼光,高瞻遠矚,對這一21世紀應用前景廣闊的功能材料的發展和應用有足夠的了解和認識,密切關注該領域的發展動態,加快其產業化進程,推動和扶植GMM應用器件的開發和應用。