Terfenol-D

1972年，Clark等首次发现Laves相稀土铁化合物RFe2的磁致伸缩在室温下是Fe、Ni等传统磁致伸缩材料的100倍，并且高于PZT、PLZT压电陶瓷，其通常是稀土与铁、钴、镍等金属的合金。近年来又研究了（Tb，Dy）Fe2等赝二元化合物，发现Tb1-xDyxFe2（0.68≤x≤0.73）的磁致伸缩应变值最大，常称为Terfenol-D，该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制成功。其具有很好的磁致伸缩性能和低的磁晶各向异性，并发现该材料制备成单晶或晶粒取向的多晶后在压应力作用下，在低磁场中磁致伸缩系数大大提高，即出现了所谓“跳跃效应”。

稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D属立方晶体，其磁致伸缩系数一般是通过测量沿主轴（<100>，<110>，<111>）长度变化得到的，磁场从垂直转到平行于测量方向。当Terfenol-D置于一个磁场中时，其尺寸的变化比一般磁性材料变化大，这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。铽镝铁开始主要用于声纳，目前已广泛应用于多种领域，从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、太空望远镜的调节机构和飞机机翼调节器等领域。它具有比传统的磁致伸缩材料和压电陶瓷高几十倍的伸缩性能。所以可广泛用于声纳系统、大功率超大型超声器件、精密控制系统、各种阀门、驱动器等，是一种具有广阔发展前景的稀土功能材料。这种材料的发展使电-机械转换技术获得突破性进展。对尖端技术、军事技术的发展及传统产业的现代化产生了重要作用。

与压电材料和传统的磁致伸缩材料相比具有以下特点：Terfenol-D饱和磁致伸缩应变很大，比镍大40~50倍，比PZT压电陶瓷大5~8倍，故在低频下可使得水声换能器获得很高的体积速度和声源级；能量密度高，比镍大400~500倍，比PZT压电陶瓷大10~14倍；磁机械耦合系数大，有利于换能器的宽带高频率工作；声速低，比镍小3倍，约为压电陶瓷的一半，有利于换能器小型化设计；居里点温度高。对大功率而言，即使是瞬间过热都会导致PZT压电陶瓷的永久性极化完全消失，而Terfenol-D工作到居里温度以上只会使其磁致伸缩特性暂时消失，冷却到居里温度以下，其磁致伸缩特性可完全恢复，故无过热失效问题。

广泛用于声纳系统、大功率超大型超声器件、精密控制系统、各种阀门、驱动器等，是一种具有广阔发展前景的稀土功能材料。这种材料的发展使电-机械转换技术获得突破性进展。对尖端技术、军事技术的发展及传统产业的现代化产生了重要作用。