日本東北大學2016年11月24日宣布,確立了將磁致伸縮纖維提高“逆磁致伸縮效應”功能后植入機械構造物的技術,并開發(fā)出了強韌輕量且擁有高發(fā)電性能的復合型新材料,。該材料可在高靈敏度傳感器、可穿戴設備及IoT設備領域用于微環(huán)境發(fā)電及蓄電功能,,作為日本發(fā)明的“自勵發(fā)電型”智能材料備受關注。
此次植入的磁致伸縮材料為Fe-Co(鐵-鈷)合金,。將該合金制成直徑為1~0.2mm的線材,,使其發(fā)揮磁通量容易向纖維方向浸透的性質,并且還改進了植入環(huán)氧樹脂母材樹脂內部時的制造工序,,從而制造出了逆磁致伸縮特性極高的復合材料,。另外還通過在樹脂外部配置線圈,在沖擊負荷下成功產生了大電壓,。通過運用這一特性,,可使用于應力傳感器、損傷檢測傳感器,、振動及沖擊發(fā)電裝置,。雖然是傳感器,但具有發(fā)電功能,,因此有望為開發(fā)出自勵型IoT傳感器做出貢獻,。
用于磁致伸縮材料的Fe-Co合金具有鐵基原料便宜、加工性和強度優(yōu)異,,以及磁化及磁致伸縮特性出色的特點,。該合金于2011年發(fā)明,,由東北特殊鋼實現量產,。使用該合金的復合功能型新材料實現了原來由稀有金屬構成的脆弱、難加工的兩種磁致伸縮材料(稀土類Terfenol-d合金,、Fe-Ga類Galfenol合金)無法實現的強韌性和輕化,。另外還可與構造體一體成型,因此設計自由度也很高,。
此次的部分研究獲得了宮城產業(yè)振興機構推出的項目創(chuàng)出研究會助成事業(yè)“新型磁致伸縮及電磁智能器件開發(fā)研究會”的支援,。部分研究成果已刊登在材料科學領域的學術雜志《AdvancedEngineeringMaterials》的電子版上,。另外,這些成果還將在2016年11月29日于仙臺國際中心舉行的業(yè)務對接展會及洽談會“產官學協作展2016宮城”上介紹,。