磁致伸縮材料與器件（簡體書）

磁致伸縮材料是一種新型的磁功能材料，它具有磁致伸縮大、能量轉換效率高和反應速度快等特點，在國防、機械和電子工業等領域有著廣泛的應用。本書共分9章，分別介紹了磁致伸縮與磁致伸縮材料、合金相圖與磁致伸縮材料的制備技術、磁致伸縮材料的性能測試與應用、磁致伸縮器件設計與數學模型、磁致伸縮器件的控制技術、磁致伸縮器件的測試技術等。
本書可供冶金、材料、物理、電氣工程等領域的研究人員、工程技術人員以及高校相關專業的研究生閱讀和參考。

王博文，河北工業大學教授，博士生導師。1995年在中國科學院金屬研究所獲博士學位，1997年在東北大學完成博士后研究工作，并分別于1998年、1999年和2001年，應邀到德國阿倫工業大學、英國布萊頓大學和韓國電氣技術研究院進行為期各半年的合作科學研究，2001年11月至2004年11月在英國劍橋大學器件材料研究室進行合作科學研究。
在國家、省自然科學基金資助下，對磁致伸縮原理、磁致伸縮材料特性及測試和磁致伸縮器件進行了深入的研究，研究成果分別在國際重要學術刊物Appl.Phys.Lett.、J.App|.Phys.和國內重要雜志《中國科學》、《中國電機工程學報》等發表。在國內外學術刊物上發表論文150余篇，其中被SCI收錄60余篇，EI收錄40余篇；出版了《超磁致伸縮材料制備與器件設計》專著。獲國家發明四等獎、省科學技術突出貢獻獎、省科技進步三等獎和省教委科技進步二等獎各1項。擔任中國物理學會相圖專業委員會委員，美國應用物理雜志Appl.Phys.和磁學匯刊IEEE Trans.onMagn.的審稿人，中國科學院國際材料物理中心成員。

1 磁致伸縮原理
1.1 磁致伸縮效應及其唯象理論
1.1.1 磁致伸縮效應
1.1.2 磁致伸縮的唯象理論
1.1.3 自發磁致伸縮的計算
1.2 磁致伸縮的微觀理論
1.2.1 鐵磁體的磁致伸縮起源
1.2.2 磁致伸縮的原子模型
1.2.3 磁致伸縮的單離子模型
1.3 磁致伸縮的影響因素
1.3.1 磁彈性能
1.3.2 溫度對磁致伸縮的影響
1.3.3 合金成分對磁致伸縮的影響
參考文獻
2 磁致伸縮材料
2.1 磁致伸縮材料的發展歷程
2.2 鐵基合金
2.2.1 鐵-鎵合金
2.2.2 鐵-（鋁，鈹）合金
2.2.3 鐵-鎵-（鋁，鈹）合金
2.2.4 過渡金屬及其氧化物
2.3 稀土金屬與稀土-鋅金屬化合物
2.3.1 稀土金屬及合金
2.3.2 稀土-鋅金屬化合物
2.4 稀土-鐵二元金屬化合物
2.5 鋱-鏑-鐵金屬化合物
2.5.1 鋱-鏑-鐵合金的結構與磁致伸縮
2.5.2 元素替代對鋱-鏑-鐵合金的結構與磁致伸縮的影響
2.5.3 （Tb0.25Dy0.65Pr0.1）-Fe合金的磁致伸縮
2.6 釤-（鏑，鐠）-鐵合金的磁致伸縮
2.6.1 釤-鏑-鐵合金的磁致伸縮性能
2.6.2 釤-鐠-鐵合金的磁致伸縮性能
2.7 磁致伸縮薄膜材料
2.8 磁致伸縮復合材料
參考文獻
3 合金相圖與材料制備
3.1 合金相圖
3.1.1 鐵基合金相圖
3.1.2 稀土-鐵二元系合金相圖
3.1.3 稀土三元系合金相圖
3.1.4 稀土多元系合金相圖
3.1.5 Sm-R-Fe-Co四元系相圖
3.2 磁致伸縮材料制備技術
3.2.1 布里吉曼法（Bridgman）
3.2.2 浮區法（noat zone）
3.2.3 丘克拉爾斯基法（Czochralski）
3.2.4 燒結法
3.2.5 黏結法
3.2.6 氫化-歧化-脫氫法（HDD法）
3.3 薄膜磁致伸縮材料的制備技術
3.4 磁致伸縮材料的熱處理
參考文獻
4 磁致伸縮材料的測試技術
4.1 靜態磁特性及電阻測試
4.1.1 磁致伸縮
4.1.2 磁感應強度
4.1.3 磁導率的測量
4.1.4 電阻的測量
4.2 動態磁性能測量
4.2.1 增量磁導率
4.2.2 動態磁致伸縮系數
4.2.3 柔順系數
4.3 阻抗頻率特性和磁機械耦合系數
4.3.1 阻抗頻率特性
4.3.2 磁機械耦合系數
4.4 薄膜材料的磁致伸縮特性測試
參考文獻
5 磁致伸縮材料的應用
5.1 磁致伸縮材料和壓電陶瓷材料（PZT）的對比
5.2 磁致伸縮材料在磁（電）-聲換能器中的應用
5.2.1 水聲換能器
5.2.2 大功率超聲換能器
5.2.3 用于揚聲器的磁致伸縮電聲換能器
5.3 磁致伸縮材料在磁（電）-機械致動器中的應用
5.3.1 精密致動器
5.3.2 大量程致動器
5.3.3 流量控制閥與燃料注入系統
5.4 磁致伸縮材料的其他應用
5.5 磁致伸縮薄膜材料的應用
5.5.1 器件原理
5.5.2 超聲微馬達
5.5.3 流體控制器
5.5.4 微型行走機械
參考文獻
6 磁致伸縮器件的設計
6.1 器件的工作特點
6.2 器件的結構特點
6.2.1 器件的主要結構
6.2.2 器件設計的關鍵問題
6.3 器件的磁路結構設計
6.3.1 磁致伸縮棒的驅動方式
6.3.2 基於“路”的磁致伸縮棒中磁場的計算
6.3.3 基於“場”的磁致伸縮棒中磁場的計算
6.3.4 均勻磁場設計
6.3.5 電磁線圈的設計
6.4 器件的機械結構設計
6.4.1 預應力的確定
6.4.2 預壓力的施加裝置
6.5 器件的冷卻系統
6.6 器件驅動電源的設計
6.6.1 直流電源的設計
6.6.2 交流驅動電源的設計
參考文獻
7 磁致伸縮器件的磁滯非線性模型
7.1 磁致伸縮器件的模型
7.2 磁致伸縮器件的磁滯非線性模型及參數辨識
7.2.1 磁致伸縮器件的磁滯非線性模型
7.2.2 基於混合遺傳算法的磁滯模型參數辨識
7.3 計及渦流效應的磁致伸縮器件動態模型
7.3.1 基於電路的唯象動態模型
7.3.2 基於能量損耗的物理動態模型
參考文獻
8 磁致伸縮致動器的控制系統及控制技術
8.1 磁致伸縮致動器的控制
8.2 磁致伸縮致動器的控制系統與實驗研究
8.2.1 致動器控制系統的設計
8.2.2 致動器系統的實驗研究
8.2.3 致動器系統的線性動態模型
8.2.4 致動器系統的單參數模糊自整定PID控制
8.3 磁致伸縮致動器的磁滯非線性控制
8.3.1 基於Preisach逆模型的磁滯非線性控制
8.3.2 基於神經網絡的磁滯非線性控制
參考文獻
9 磁致伸縮器件的測試技術
9.1 磁致伸縮器件的主要性能參數
9.2 靜態特性的測試
9.2.1 靜態特性實驗系統的組成
9.2.2 靜態特性實驗及結果分析
9.3 動態特性的測試
9.3.1 動態特性實驗系統的組成
9.3.2 50Hz交流驅動時致動器的動態特性
9.3.3 交流驅動時致動器的輸出力特性
9.3.4 不同頻率交流驅動時應變的動態特性
9.4 器件的溫控實驗
9.5 虛擬儀器測試技術
9.5.1 虛擬儀器
9.5.2 基於虛擬儀器的綜合實驗平臺
參考文獻
附錄
附錄1 磁學的量及其單位換算因子
附錄2 稀土金屬的物理性質
附錄3 元素周期表（插頁）
本書主要物理量符號、物理量名稱、單位符號、單位名稱對照表