晴过雨天磁致伸缩材料除了焦耳效应外，还有其他以下几种物理效应[3]：
（1）维拉里效应，即磁致伸缩逆效应。在磁场中，给磁体施加外力作用，由
于形状变化，导致磁化强度发生变化。
（2）维德曼效应。在磁性体上施加适当的磁场，当有电流通过时磁性体发生
扭曲变形的现象。
（3）维德曼逆效应。当磁致伸缩材料沿轴向发生周向扭曲，同时沿轴向施加
磁场时，则沿周向出现交变磁场的现象。
（4）跳跃效应。当磁致伸缩材料外加预应力时，磁致伸缩呈跳跃式变化，磁
化率也发生变化。
（5） E效应。磁致伸缩材料由于磁化状态的改变而引起自身杨氏模量发生
变化的现象。
1.3 超磁致伸缩材料特性
早期发现的磁致伸缩材料的磁致伸缩量都很小，磁致伸缩系数 约在
10~60 10 6之间，这种磁致伸缩材料被称为传统的磁致伸缩材料，它包括Ni、
Ni Co合金、Fe Al合金等。但1972年美国的Clark博士发现二元稀土铁合金
在常温下具有极大的磁致伸缩系数后，这种新型的磁致伸缩材料被称为超磁致伸
缩材料（Giant Magnetostrictive Material 简称GMM），由于为稀土构筑，亦称稀
土超磁致伸缩材料。近几十年人们不断对超磁致伸缩材料进行研究并开发应用，
其中最著名的就是美国生产的Terfenol-D型号商品，这种稀土超磁致伸缩材料的
性能不仅远远要好于传统的磁致伸缩材料，而且性能比压电陶瓷材料（PZT）更
优越。总的来说，超磁致伸缩材料具有以下几大特点：
（1）磁致伸缩系数 非常大，是Fe、Ni等材料的几十倍，是压电陶瓷的
3~5倍。正是这样大的伸缩系数，是使得超磁致伸缩材料发展迅速的根本原因所
在。
（2）超磁致伸缩材料的能量转换效率在49%~56%之间，而压电陶瓷在
23%~52%之间，传统的磁致伸缩材料仅为9%左右，所以可运用此特性制造高能
量转换效率的机电产品。
（3）居里温度在300 C以上，远比PZT要高，因此在较高的温度下工作都
可以保持性能的稳定。
（4）能量密度大，是Ni的400~800倍，是压电陶瓷的12~38倍，此特性适
用于制造大功率器件。
（5）产生磁致伸缩效应的响应时间短，可以说磁化和产生应力的效应几乎
是同时发生的，利用这一特性可以制造超高灵敏电磁感应器件。
（6）抗压强度和承载能力大，可在强压力环境下工作。
（7）工作频带宽，不仅适用于几百Hz以下的低频，而且适用于超高频。
2 超磁致伸缩材料的发展
2.1国外超磁致伸缩材料的研究发展
20世纪60年代初，Legvold等人发现稀土金属Tb和Dy在低温下磁致伸缩
系数非常大，但是有序化温度很低。1972年，美国的A.E.Clark博士发现TbFe2、
DyFe2等二元稀土铁合金在温室下有很大的磁致伸缩系数。1974年Clark又发现
了三元稀土铁合金的饱和磁致伸缩系数达到了10 3的数量级，远比其他材料的伸
