自從常溫下 GMM 的發(fā)現(xiàn)，對 GMM 優(yōu)良特性的應(yīng)用一直受到科技界、工業(yè)界尤其是軍事部門的高度關(guān)注。近年來，國內(nèi)外研制近千種應(yīng)用器件。
1、在檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用研究
在磁場的作用下，GMM 會產(chǎn)生磁致伸縮，這是GMM 的正效應(yīng)，利用此正效應(yīng)可以制作檢測磁場、電流、應(yīng)變等各種元器件。1991 年美國依阿華大學(xué)的 R.Chung 等開發(fā)出一種超磁致伸縮激光二極管磁強(qiáng)計原型，精度為 1.6 X10-4μmA／m。海軍采用 GMM 開發(fā)了磁致伸縮應(yīng)變計，相比于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)變計，它具有更大的動態(tài)范圍、更高的靈敏度和精度，并且它的溫度依賴性小，可測應(yīng)變量最小達(dá)到 3×10-10。
在交變負(fù)載力的作用下，會引起 GMM 內(nèi)部磁化狀態(tài)的改變，這是 GMM 的逆效應(yīng)，利用其逆效應(yīng)，通過檢測磁場的變化，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，其動態(tài)范圍大、響應(yīng)快，靈敏度比傳統(tǒng)金屬電阻薄膜制成的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變計高 10 倍。MTS 系統(tǒng)公司是磁致伸縮位移測量技術(shù)的開拓者，其生產(chǎn)的 Temposonics 磁致伸縮線性位移傳感器和 Level Plus 液位計，適用于多種不同的工業(yè)自動化環(huán)境。圖 1 為磁致伸縮液位傳感器，由測量頭、波導(dǎo)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(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)、磁機(jī)械效應(yīng)等原理進(jìn)行工作，通過檢測從發(fā)生電脈沖至接收到磁浮子的返回脈沖之間的實際間隔來計算液面和界面的位置。由于時間檢測可以達(dá)到很高的準(zhǔn)確度，而且還可采用溫度補償?shù)却胧?，所以磁致伸縮位移傳感器能夠達(dá)到很高的精度。
2、在磁電-機(jī)械換能器中的應(yīng)用
GMM 的磁電-機(jī)械換能器具有大位移、響應(yīng)快、可靠性高、驅(qū)動電壓低等優(yōu)點，因而在超精密加工、微馬達(dá)、振動控制以及流體機(jī)械等工程領(lǐng)域均顯示出良好的應(yīng)用前景，是一種很有潛力的新型智能驅(qū)動元件。
(1)在超精密加工中的應(yīng)用。目前精度達(dá)到納米級的超精密定位系統(tǒng)大多采用基于壓電陶瓷材料的致動元件，其輸出功率低，且必須采取有效措施防止沖擊力和高驅(qū)動電壓造成的擊穿短路等問題，GMM 驅(qū)動元件輸出位移是壓電致動元件的數(shù)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(shè)計了定位精度達(dá)到納米級而動超磁致伸縮致動器，成功應(yīng)用于大型光學(xué)金剛石車床的微進(jìn)給裝置。
(2)在微型馬達(dá)中的應(yīng)用。F.Claeyssen 利用Terfenol-D 棒研制成功一種尺蠖式馬達(dá)。當(dāng)線圈中通入電流并且位置發(fā)生變化時，超磁致伸縮棒交替伸縮，從而像蟲子一樣蠕動前進(jìn)。美國 J．M．Vranish 等采用 GMM 也利用蠕動原理，開發(fā)出轉(zhuǎn)動式步進(jìn)電機(jī)。
(3)在
磁性材料振動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。主動減振降噪機(jī)構(gòu)是利用傳感器檢測減振對象的振動位移信號，經(jīng)控制器處理后輸出一個相應(yīng)的控制信號到致動器，由致動器產(chǎn)生大小相等、方向相反的位移以抵消振動。采用超磁致伸縮致動器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動減振降噪系統(tǒng)低頻特性好，振動衰減量最大可達(dá) 70％，頻率范圍為 0~5 kHz。
日本的 K.0hmate K 等采用 Terfenol-D 設(shè)計了三連桿臂型半主動振動控制裝置，可減緩由于地震、強(qiáng)風(fēng)等產(chǎn)生的振動。該裝置可在 3 個直線或轉(zhuǎn)動方向產(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器應(yīng)用于振動的主動控制中，并對其工作原理進(jìn)行了理論分析與實驗研究，首次給出了考慮熱效應(yīng)的超磁致伸縮致動器的基本數(shù)學(xué)模型。
(4)在流體機(jī)械中的應(yīng)用。目前，超磁致伸縮磁電-機(jī)械換能器廣泛地應(yīng)用于各種閥門、燃油噴射系統(tǒng)和微型泵。M.Goodfriend 等人采用超磁致伸縮致動器改造比例滑閥；T.Urai 等采用超磁致伸縮致動器研制了直動式伺服閥；瑞典 ABB 公司用 Terfenol-D 為驅(qū)動元件設(shè)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(qū)動，并申請了專利；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(jié)構(gòu)如圖 2，結(jié)合水力和電控裝置，可實現(xiàn)強(qiáng)力、大位移的水力驅(qū)動，既可線性輸出又可旋轉(zhuǎn)輸出，體積小且易于控制，其工作原理通過線圈驅(qū)動 GMM 棒發(fā)生伸縮動作，推動隔膜運動從而改變工作腔的容積，實現(xiàn)吸排油。
