自從常溫下 GMM 的發(fā)現，對 GMM 優(yōu)良特性的應用一直受到科技界、工業(yè)界尤其是軍事部門(mén)的高度關(guān)注。近年來(lái)，國內外研制近千種應用器件。
1、在檢測領(lǐng)域中的應用研究
在磁場(chǎng)的作用下，GMM 會(huì )產(chǎn)生磁致伸縮，這是GMM 的正效應，利用此正效應可以制作檢測磁場(chǎng)、電流、應變等各種元器件。1991 年美國依阿華大學(xué)的 R.Chung 等開(kāi)發(fā)出一種超磁致伸縮激光二極管磁強計原型，精度為 1.6 X10-4μmA／m。海軍采用 GMM 開(kāi)發(fā)了磁致伸縮應變計，相比于傳統的半導體應變計，它具有更大的動(dòng)態(tài)范圍、更高的靈敏度和精度，并且它的溫度依賴(lài)性小，可測應變量最小達到 3×10-10。
在交變負載力的作用下，會(huì )引起 GMM 內部磁化狀態(tài)的改變，這是 GMM 的逆效應，利用其逆效應，通過(guò)檢測磁場(chǎng)的變化，可以將 GMM 制成扭矩、壓力、位移等傳感器件。日本東芝公司 M.Sahashi 等發(fā)明了用磁致伸縮薄膜制作的接觸型扭矩傳感器，其動(dòng)態(tài)范圍大、響應快，靈敏度比傳統金屬電阻薄膜制成的扭轉應變計高 10 倍。MTS 系統公司是磁致伸縮位移測量技術(shù)的開(kāi)拓者，其生產(chǎn)的 Temposonics 磁致伸縮線(xiàn)性位移傳感器和 Level Plus 液位計，適用于多種不同的工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境。圖 1 為磁致伸縮液位傳感器，由測量頭、波導管、磁浮子組成，其中測量頭由脈沖發(fā)生、回波接收、信號檢測、處理電路組成，它是綜合利用浮力效應、磁致伸縮效應、磁機械效應等原理進(jìn)行工作，通過(guò)檢測從發(fā)生電脈沖至接收到磁浮子的返回脈沖之間的實(shí)際間隔來(lái)計算液面和界面的位置。由于時(shí)間檢測可以達到很高的準確度，而且還可采用溫度補償等措施，所以磁致伸縮位移傳感器能夠達到很高的精度。
2、在磁電-機械換能器中的應用
GMM 的磁電-機械換能器具有大位移、響應快、可靠性高、驅動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，因而在超精密加工、微馬達、振動(dòng)控制以及流體機械等工程領(lǐng)域均顯示出良好的應用前景，是一種很有潛力的新型智能驅動(dòng)元件。
(1)在超精密加工中的應用。目前精度達到納米級的超精密定位系統大多采用基于壓電陶瓷材料的致動(dòng)元件，其輸出功率低，且必須采取有效措施防止沖擊力和高驅動(dòng)電壓造成的擊穿短路等問(wèn)題，GMM 驅動(dòng)元件輸出位移是壓電致動(dòng)元件的數十倍，且可低阻抗運行。日本茨城大學(xué)江田弘和東芝公司的Kobayashi 合作設計了定位精度達到納米級而動(dòng)超磁致伸縮致動(dòng)器，成功應用于大型光學(xué)金剛石車(chē)床的微進(jìn)給裝置。
(2)在微型馬達中的應用。F.Claeyssen 利用Terfenol-D 棒研制成功一種尺蠖式馬達。當線(xiàn)圈中通入電流并且位置發(fā)生變化時(shí)，超磁致伸縮棒交替伸縮，從而像蟲(chóng)子一樣蠕動(dòng)前進(jìn)。美國 J．M．Vranish 等采用 GMM 也利用蠕動(dòng)原理，開(kāi)發(fā)出轉動(dòng)式步進(jìn)電機。
(3)在
磁性材料振動(dòng)控制領(lǐng)域中的應用。主動(dòng)減振降噪機構是利用傳感器檢測減振對象的振動(dòng)位移信號，經(jīng)控制器處理后輸出一個(gè)相應的控制信號到致動(dòng)器，由致動(dòng)器產(chǎn)生大小相等、方向相反的位移以抵消振動(dòng)。采用超磁致伸縮致動(dòng)器作為執行機構的主動(dòng)減振降噪系統低頻特性好，振動(dòng)衰減量最大可達 70％，頻率范圍為 0~5 kHz。
日本的 K.0hmate K 等采用 Terfenol-D 設計了三連桿臂型半主動(dòng)振動(dòng)控制裝置，可減緩由于地震、強風(fēng)等產(chǎn)生的振動(dòng)。該裝置可在 3 個(gè)直線(xiàn)或轉動(dòng)方向產(chǎn)生可控的摩擦力和摩擦力矩。美國 M.Anjanappa 等將超磁致伸縮致動(dòng)器應用于振動(dòng)的主動(dòng)控制中，并對其工作原理進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗研究，首次給出了考慮熱效應的超磁致伸縮致動(dòng)器的基本數學(xué)模型。
(4)在流體機械中的應用。目前，超磁致伸縮磁電-機械換能器廣泛地應用于各種閥門(mén)、燃油噴射系統和微型泵。M.Goodfriend 等人采用超磁致伸縮致動(dòng)器改造比例滑閥；T.Urai 等采用超磁致伸縮致動(dòng)器研制了直動(dòng)式伺服閥；瑞典 ABB 公司用 Terfenol-D 為驅動(dòng)元件設計了流體泵；一家瑞典公司將 Terfenol-D 用于
磁性材料燃料噴射閥的驅動(dòng)，并申請了專(zhuān)利；日本用 Terfenol-D 制成了微型隔膜泵。英國 SanTechnology 公司的 A.D.Bushko，和 J.H.Goldie 用Terfenol-D 棒制成了微型高壓隔膜泵，其結構如圖 2，結合水力和電控裝置，可實(shí)現強力、大位移的水力驅動(dòng)，既可線(xiàn)性輸出又可旋轉輸出，體積小且易于控制，其工作原理通過(guò)線(xiàn)圈驅動(dòng) GMM 棒發(fā)生伸縮動(dòng)作，推動(dòng)隔膜運動(dòng)從而改變工作腔的容積，實(shí)現吸排油。
