玻璃包裹非晶铁磁纤维的磁力耦合行为研究

admin · 发表于 2022-5-20 13:17:45

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玻璃包裹非晶铁磁纤维具有良好的软磁性能和特殊的磁力耦合效应，例如磁致伸缩效应和应力阻抗效应等。纤维的应力状态对其磁畴结构以及磁化状态、高频磁导率和应力阻抗等磁特性会产生极其复杂的影响。研究纤维的磁力耦合行为对于应力传感器以及微波复合材料等的研制都具有重大的意义。因此，本文以玻璃包裹非晶铁磁纤维为研究对象，从理论、计算和实验三方面对其磁力耦合行为进行了系统的研究。首先利用压电—压磁比拟法分析了玻璃包裹非晶铁磁纤维在淬火过程中产生的残余应力与磁致伸缩系数之间的关系，发现纤维的轴向残余应力随磁致伸缩系数的增加呈线性增加的趋势，而环向残余应力基本不变。另外，残余应力与磁致伸缩系数、弹性模量、热膨胀系数、玻璃层厚度等密切相关。然后，根据微磁学原理，详细讨论了不同外磁场、外应力以及饱和磁致伸缩系数情况下的静态磁化强度，验证了纤维的“核-壳”型磁畴结构，并且发现，轴向磁化强度随外磁场的增大而增大，随外应力和饱和磁致伸缩系数的增大而减小。接着又分析了纤维的动态磁特性，即高频磁导率以及应力阻抗效应与外应力、外磁场、频率、饱和磁致伸缩系数、饱和磁化强度等因素之间的关系。最后，通过有限元计算对非晶铁磁纤维复合材料内纤维的应力大小进行了系统地分析，并基于应力阻抗效应完成了复合材料的优化设计。同时进行了非晶铁磁纤维复合材料的微波实验研究，验证了非晶铁磁纤维复合材料的吸波效果具有明显的应力可调性。

玻璃包裹非晶铁磁纤维的磁力耦合行为研究

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