ICS77.120.99 H65 中华人民共和国国家标准 GB/T19396—2012 代替GB/T19396—2003 铽 镝铁大磁致伸缩材料 Terbium—Dysprosium—Irongiantmagnetostrictivematerials 2012-06-29发布 2013-03-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T19396—2003《铽镝铁大磁致伸缩材料》。 本标准与GB/T19396—2003相比主要技术变化如下: ———增加了术语和定义的引用标准,GB/T9637《电工术语 磁性材料与元件》; ———删除了术语和定义中的磁机耦合系数; ———限定了材料磁致伸缩性能为室温23℃±3℃条件下的范围值; ———删除了原标准中牌号表示方法的示意图; ———增加了材料的牌号203003,对原材料牌号的平行磁致伸缩系数范围进行了调整; ———增加了材料机械加工方柱的尺寸偏差值; ———整理原标准附录A中的参数为“磁性能”和“热力学性能”两类; ———在原标准的附录B中增加了制造工艺和应用等内容; ———删除了原标准附录C中的图C.3“典型平行磁致伸缩系数(λ∥)与压强(p)的关系曲线”和 图C.5“最大磁致伸缩应变率(d33)与压强(p)的关系曲线”。 本标准由全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC229)归口。 本标准起草单位:包头稀土研究院。 本标准主要起草人:江丽萍、赵增祺、张光睿、刘国征、解萍。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T19396—2003。 ⅠGB/T19396—2012 铽镝铁大磁致伸缩材料 1 范围 本标准规定了铽镝铁大磁致伸缩材料的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存、质量证 明书及使用说明书。 本标准适用于晶体取向的铽镝铁大磁致伸缩材料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T1423 贵金属及其合金密度的测试方法 GB/T7314 金属材料室温压缩试验方法 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T9637 电工术语 磁性材料与元件 GB/T17803 稀土产品牌号表示方法 3 术语和定义 GB/T9637界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 磁致伸缩系数 magnetostrictivestrain λ 铽镝铁大磁致伸缩材料在外加磁场作用下产生的尺寸相对变化量(应变),用λ表示。测量方向与 外加磁场方向平行时所测得的磁致伸缩系数为平行磁致伸缩系数,用λ∥表示。 3.2 磁致伸缩应变率 piezomagneticstrainconstant d 单位磁场强度变化引起的平行磁致伸缩系数的变化量称为磁致伸缩应变率,用d表示,单位为m/A。 其最大值称为最大磁致伸缩应变率,用d33表示。 4 要求 4.1 磁致伸缩性能 材料磁致伸缩性能应符合表1的规定。材料按磁致伸缩系数(λ)大小分为4个牌号,其牌号表示方 法符合GB/T17803的规定。材料的磁致伸缩性能在室温23℃±3℃条件下测量。 1GB/T19396—2012 表1 牌 号 λ∥×10-6(40kA/m,5N/mm2~10N/mm2) d33×10-6/(m/A) 203000 500≤λ∥<750 ≥0.0125 203001 750≤λ∥<1000 ≥0.025 203002 1000≤λ∥<1200 ≥0.04 203003 λ∥≥1200 ≥0.06 4.2 尺寸偏差 每一牌号的材料可分为定向凝固圆棒和机械加工方柱,定向凝固圆棒材料的尺寸偏差应符合表2 的规定,机械加工方柱的尺寸偏差应符合表3的规定。 表2 长度L/mm 长度偏差/mm 直径ϕ/mm 直径偏差/mm 1.00≤L<10.00 ±0.03 5.00≤ϕ<10.00 ±0.05 10.00≤L<50.00 ±0.05 10.00≤ϕ<20.00 ±0.08 50.00≤L≤200.00 ±0.10 20.00≤ϕ≤30.00 ±0.10 表3 底面边长范围/mm 偏差值/mm ≤10.00 ±0.03 10.00~20.00 ±0.05 ≥20.00 ±0.10 4.3 物理性能 材料物理性能应符合表4的规定。 表4 项 目 指 标 密度/(kg/m3) ≥9150 抗压强度(N/mm2) ≥400 注:材料其他物理性能不作为验收指标,若需方有要求,可参见附录A。 4.4 外观质量 4.4.1 材料为定向凝固的圆棒状或方柱状合金。 4.4.2 材料表面色泽均匀、光滑,不应有裂纹、杂质和影响使用的凹坑等缺陷。 2GB/T19396—2012 4.5 主要成分 材料主要成分不作为验收指标,若需方有要求,可参见附录B,或由供需双方协商确定。 5 试验方法 5.1 磁致伸缩性能试验方法按本标准的附录C规定进行。 5.2 尺寸偏差用精度优于0.02mm的量具进行测定。 5.3 密度按GB/T1423规定进行。 5.4 抗压强度按GB/T7314规定进行。 5.5 外观采用目测。 5.6 数值修约按GB/T8170的规定进行。 6 检验规则 6.1 检查与验收 6.1.1 铽镝铁材料应由供方质量检验部门进行检验,保证材料质量符合本标准或订货合同的规定,并 填写质量证明书及材料合格证。 6.1.2 需方应对收到的材料按本标准的规定进行检验。如检验结果与本标准或订货合同的规定不符 时,应在收到材料之日起,1个月内向供方提出,由供需双方协商解决。如需仲裁,可委托双方认可的单 位进行,并在需方共同取样。 6.2 组批 每批材料应由同一牌号、同一生产工艺制成的同一规格和尺寸的产品组成。 6.3 检验项目 每批次材料应进行磁致伸缩性能、物理性能、尺寸偏差以及外观的检验。 6.4 取样 材料的磁致伸缩性能、尺寸偏差及外观应逐根检测;材料的物理性能每批次至少取两根试样进行检 测。上述各项测定结果均取最差值。 6.5 检验结果判定 6.5.1 磁致伸缩性能、尺寸、外观不合格时,则判定该根材料为不合格。 6.5.2 物理性能不合格,则应从该批材料中取双倍试样对不合格项目进行复检,如仍不合格,则判定该 批材料为不合格。 7 标志、包装、运输、贮存、质量证明书及使用说明书 7.1 标志、包装 7.1.1 在材料的包装上应有下列标志: 3GB/T19396—2012 a) 供方名称; b)材料名称; c)牌号、批号; d)净重、毛重; e)出厂日期; f)“防震”等标志或字样。 7.1.2 材料包装箱(盒)应采用硬质塑料、纸板或木质材料,内垫高密度海绵或软衬垫等防震材料。如 用户要求或合同规定做防腐处理时,可在包装前进行防腐处理,并保证在运输和贮存过程中不损坏。 7.2 运输、贮存 材料在运输过程中应小心轻放,存放于通风良好、干燥、无腐蚀气氛的场所。 7.3 质量证明书 每批材料应附质量证明书,注明: a) 供方名称; b)材料名称、牌号、规格尺寸; c)批号; d)净重、件数; e)各项检验结果和供方质量技术检验部门印记; f)本标准编号; g)检验日期; h)出厂日期。 7.4 使用说明书 材料使用说明书应有如下内容: a) 材料性能; b)材料的参考性物理性能; c)使用过程中的注意事项; d)用户机加工时应注意的事项; e)必要的提示。 4GB/T19396—2012 附 录 A (资料性附录) 铽镝铁大磁致伸缩材料的参考物理性能 参考物理性能见表A.1。 表A.1 类 别 参数名称 指 标 磁性能磁机耦合系数 0.6~0.75 相对磁导率 3~15 居里温度/℃ >370 热力学性能抗拉强度/(N/mm2) ≥20 杨氏模量/(N/m2) (2.5~3.5)×1010 能量密度/(kJ/m3) 14~25 热膨胀系数/(1/℃) (8~12)×10-6 比热容/[kJ/(kg·K)] 0.32~0.38 声速/(m/s) 1640~1940 电阻率/(Ω·m) (55~65)×10-8 注:上述物理性能为用户设计应用时参考。 5GB/T19396—2012 附 录 B (资料性附录) 铽镝铁大磁致伸缩材料的化学组分、制造工艺及应用 B.1 稀土磁致伸缩材料的化学组分 B.1.1 铽镝铁大磁致伸缩材料是以MgCu2型立方Laves相为基体的合金。主要成分为铽(Tb)、 镝(Dy)和铁(Fe),为了获得不同性能可添加部分钬(Ho)等其他稀土金属,铁(Fe)也可被铝(Al) 锰(Mn)等金属部分替代。 B.1.2 其典型化学式为(TbDy)Fe2 B.2 铽镝铁大磁致伸缩材料的制造工艺 晶体取向的铽镝铁大磁致伸缩材料采用的是定向凝固工艺,熔炼铸棒后的合金在惰性气体或真空 中定向凝固达到晶体取向。为了提高材料的性能,通常需要进行退火热处理。铽镝铁大磁致伸缩材料 的工艺流程如图B.1所示。 图B.1 铽镝铁大磁致伸缩材料工艺流程 B.3 铽镝铁大磁致伸缩材料应用 铽镝铁大磁致伸缩材料广泛应用于航空航天、声纳换能器、超声换能器(超声清洗、切割、打孔、破碎 等)、主动减震装置、燃油电喷阀、驱动装置、精密致动器、执行器、传感器、机器人等方面。 6GB/T19396—2012