日本东北大学开发自励发电型智能材料

2016-11-290阅读0

  日本东北大学2016年11月24日宣布,确立了将磁致伸缩纤维提高“逆磁致伸缩效应”功能后植入机械构造物的技术,并开发出了强韧轻量且拥有高发电性能的复合型新材料。该材料可在高灵敏度传感器、可穿戴设备及IoT设备领域用于微环境发电及蓄电功能,作为日本发明的“自励发电型”智能材料备受关注。

  此次植入的磁致伸缩材料为Fe-Co(铁-钴)合金。将该合金制成直径为1~0.2mm的线材,使其发挥磁通量容易向纤维方向浸透的性质,并且还改进了植入环氧树脂母材树脂内部时的制造工序,从而制造出了逆磁致伸缩特性极高的复合材料。另外还通过在树脂外部配置线圈,在冲击负荷下成功产生了大电压。通过运用这一特性,可使用于应力传感器、损伤检测传感器、振动及冲击发电装置。虽然是传感器,但具有发电功能,因此有望为开发出自励型IoT传感器做出贡献。

  用于磁致伸缩材料的Fe-Co合金具有铁基原料便宜、加工性和强度优异,以及磁化及磁致伸缩特性出色的特点。该合金于2011年发明,由东北特殊钢实现量产。使用该合金的复合功能型新材料实现了原来由稀有金属构成的脆弱、难加工的两种磁致伸缩材料(稀土类Terfenol-d合金、Fe-Ga类Galfenol合金)无法实现的强韧性和轻化。另外还可与构造体一体成型,因此设计自由度也很高。

  此次的部分研究获得了宫城产业振兴机构推出的项目创出研究会助成事业“新型磁致伸缩及电磁智能器件开发研究会”的支援。部分研究成果已刊登在材料科学领域的学术杂志《Advanced Engineering Materials》的电子版上。另外,这些成果还将在2016年11月29日于仙台国际中心举行的业务对接展会及洽谈会“产官学协作展2016宫城”上介绍。(特约撰稿人:工藤 宗介)

  (全文完)