1.3 GMM的性能

相较于压电材料与传统磁致伸缩材料来讲，GMM有着巨大的优势。比如，在常温下，GMM磁致伸缩材料的伸缩应变较大，甚至可以达到Ni的 40～50倍，是压电材料的5～8倍;其能量密度高，远远超越了Ni等材料的能量密度;同时，GMM还具有超快的反应速度，可以在几十毫秒以内反应，有的甚至可以达到微秒级;不仅如此，GMM拥有强大的输出力，能够带动高强度的荷载。除此之外，超磁致伸缩材料的磁机耦合系数较大，所以其电磁机械能的转换效率也较高;不仅工作性能稳定，居里点温度高，而且在大功率的工作条件下，也不会因器件过热而导致磁致伸缩特性失效，而只需要进行冷却恢复[3]。最后，我们所知道的GMM材料工作频带宽，可以用于几百赫兹以下的低频但也同样适用于超高频。

2 GMM在机械电子工程中的应用现状

2.1 GMM在液压阀中的运用

所谓液压阀就是机械电子工程中液压传动系统中的一个控制元件，专门用于控制系统流体、调节流动压力以及流量的。通常这种液压阀中包括微型开关阀、比例阀以及单极电液伺服阀等环节都有使用超磁致伸缩材料。首先来说微型开关阀，其应用原理主要是通过利用薄膜伸缩效应来实现对控制阀的控制，当外界磁场为30 mT时，就是开关阀的最大开口量，这样一来就可以小小降低驱动磁场。对于比例阀的使用主要是通过发挥磁致伸缩棒来实现输出位对比例阀进行控制，当300 Hz时阀芯位达到0.122 1毫寸，最高驱动信号的频率就是5 kHz[4]。其次，对于单极电液伺服阀以采取闭环控制的措施，使其结构紧凑的同时，能够达到较高的紧密度;GMM运用于挡板型伺服阀时会扩大其压力控制范围，让其拥有较高的反应速度。

2.2 GMM在液压泵中的应用

所谓磁致伸缩泵就是利用磁场强度在GMM轴线上的分布，直接对液压泵的活塞进行驱动，以此来提高电磁机械的转化效率，达到较高的效率。而目前，人类已经退出类似于电池一样密闭性较强的GMM液压泵，这种泵也要具有较高的精度控制流，当外磁场变化频率为2 kHz时，可以将泵输出流量提高到10 L/min。不仅如此，很多国家已经研制出了GMM声纳换能器，能够广泛应用于水下通信、跟踪定位等方面，这些应用都是GMM得到了巨大的推广和发展。图1 所示为薄膜型磁致伸缩微型泵结构示意图[3]。

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