常 振,翁 玲*,曹晓宁,梁淑智,黄文美,王博文

(1.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津 300130;2.河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,天津 300130)

铁镓合金是一种新型的磁致伸缩材料,铁镓合金具有低磁场下应变高、应力灵敏度高、抗拉强度高、易于加工、机械性能良好等优点[1-2],是新型传感器件、振动发电机的基础材料[3-6]。磁导率是衡量铁镓合金性能的一项重要指标,它表征铁镓合金导通磁通的能力。材料磁导率的非线性影响材料的磁化特性,甚至影响器件的稳定性和可控性[7]。电磁损耗影响铁镓合金器件能量的转换效率,是设计器件时考虑的重要参数[8-9],损耗的大小与外磁场的变化率密切相关,通常认为存在一定的比例关系[10]。

目前,铁镓合金材料主要应用于一些低频换能器和致动器方面[11-13],而铁镓合金高频特性在磁致伸缩导波检测领域应用较多。文献[14]发明消除传统环形一体式磁致伸缩换能器,改善了回波的信噪比,使得缺陷信号能容易提取,提高了螺旋焊管导波检测的可靠性。文献[15]测量了微波频率下磁致伸缩材料施加不同直流电场下的复数磁导率。文献[16]研究了Terfenol-D合金的磁导率和损耗因数随磁场频率增加的变化趋势。结果分析得出TbDyFe合金损耗因数随着磁场频率增加呈指数形式增长。文献[17]研究了Terfenol-D合金在磁场频率60 kHz～80 kHz范围内的阻抗频谱曲线和振动幅度的变化规律,指出了涡流损耗是影响高频换能器输出功率的主要原因,但并没有对高频时涡流损耗进行定量测试,缺乏实验的验证。……