magnetostriktiver Effekt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Magnetostriktion (von lateinisch strictio – Kompression, Spannung) ist ein Phänomen, bei dem sich sein Volumen und seine linearen Abmessungen ändern, wenn sich der Magnetisierungszustand eines Körpers ändert.

Der Effekt wurde 1842 von Joule entdeckt und wird durch eine Veränderung der Beziehungen zwischen Atomen in einem Kristallgitter verursacht und ist daher für alle Stoffe charakteristisch. Eine Formänderung eines Körpers kann sich beispielsweise in einer Dehnung, Stauchung oder einer Volumenänderung äußern, die sowohl vom aktuellen Magnetfeld als auch von der Kristallstruktur des Körpers abhängt. Die größten Dimensionsänderungen treten normalerweise bei stark magnetischen Materialien auf. Ihre relative Ausdehnung variiert normalerweise innerhalb von .

Es gibt volumetrische Magnetostriktion (dV/V) und lineare Magnetostriktion (dl/l).

Magnetostriktive Wandler werden in der Technik eingesetzt, um Änderungen des Magnetfeldes in mechanische Schwingungen und umgekehrt umzuwandeln (insbesondere in der Hydroakustik). Bei Frequenzen von 10 Hz bis 100 kHz werden magnetostriktive Metallmaterialien verwendet, bei Frequenzen bis zu Hunderten von MHz werden Ferrit-Granate auf Basis seltener Erdelemente verwendet. Der gegenteilige Effekt (Umwandlung der Kompression in magnetische Feldstärke) wurde 1865 vom italienischen Physiker E. Villari entdeckt und wird Villari-Effekt genannt.

Typischerweise wird lineare Magnetostriktion verwendet. Tabelle 1 zeigt Daten zur linearen Magnetostriktion für verschiedene Metalle und Legierungen (m – magnetische Permeabilität).

Riesiger Magnetostriktionseffekt. Wie aus den obigen Daten ersichtlich ist, ist die relative Größe der Magnetostriktion für die meisten ferromagnetischen Materialien gering. Allerdings wurden in den letzten Jahren buchstäblich ungewöhnlich große Magnetostriktionskoeffizienten für eine Reihe von Substanzen (Seltenerdmaterialien und -verbindungen) entdeckt. Tabelle 2 zeigt diese Daten.

Bei der Nickel-Mangan-Gallium-Legierung wurde mit 6 % ein absoluter Rekord erzielt.

Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit der Änderung von dl/l von der magnetischen Feldstärke für einige Metalle und Legierungen; Abbildung 2 zeigt die gleiche Abhängigkeit für eine Legierung aus Eisen und Chrom bei unterschiedlichen Chromgehalten (maximaler Effekt für eine Legierung mit Chromgehalt). von 21,1%).

Abbildung 3 zeigt die dl/l-Abhängigkeit für Nickel bei Änderung der absoluten Temperatur.

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