利用GMM或GMM元器件可以设计和开发出很多种创新产品。目前国内外很多大学、研究机构和公司都在进行各种GMM新的应用研究和开发。本公司技术团队将基于多年开发的基础上提供力所能及的技术支持，促进推出更多创新高科技产品，推动GMM材料的规模化应用。

GMM材料的伸缩系数比传统磁致伸缩材料镍大40～50倍，比PZT压电陶瓷大5～8倍，另外能量密度高，比镍大400～500倍，比PZT压电陶瓷大10～14倍；磁机械耦合系数大，有利于换能器的宽带高频率工作；声速低，比镍小3倍，约为压电陶瓷的一半，有利于换能器小型化设计；居里点温度高。对大功率而言，即使是瞬间过热都会导致PZT压电陶瓷的永久性极化完全消失，而GMM工作到居里温度以上只会使其磁致伸缩特性暂时消失，冷却到居里温度以下，其磁致伸缩特性可完全恢复，故无过热失效问题。因此，GMM在很多应用领域优势明显。

从工作原理上讲，超磁伸缩材料具有磁致伸缩效应和压磁效应，如同压电陶瓷PZT具有电致伸缩效应和压电效应，很多应用领域相同或相近，因而压电材料或电致伸缩材料的应用发展值得借鉴。例如压电材料用于打火机点火就是利用了其受压产生电压放电产生火花。实际上超磁致伸缩材料也具有类似的压磁效应，可以用于制作能量回收装置：受压时超磁致伸缩材料产生变化的磁场，从而在外部线圈中感生出电流发电，这样压力变化就转化为电能。超磁致伸缩材料具有更大的位移、输出力、能量密度和能量转换效率，宽频带，低驱动电压，安全性、可靠性更高。

PZT可以应用于精密致动器，然而PZT的驱动电压很高，因此大位移的致动器必须做成薄片PZT通过叠加来降低驱动电压，由于每一片PZT只能产生很小的位移，如果加工精度不高或组装不当，将会大大影响最终的位移输出，给多片叠加制作大位移致动器带来了困难。另外过温或过载会造成PZT失极化失效，可靠性受到影响。而GMM棒状材料可以直接用来产生大位移，位移范围从几微米到300微米，并且可以通过位移放大结构获得更大的位移，直径为30毫米的GMM棒可以产生1200公斤的锁定推动力（blocked force），这样可以大大简化机构设计，同时GMM可以低电压驱动，可靠性安全性提升。

GMM声换能器可以制作新型平面扬声器或音响，GMM声换能器可以做到高中低频相应良好。本公司开发了仿乐器发声的器乐音响，发声效果非常接近现场演奏，成为音响发展的一个重要方向。前期在国内开发了中频声换能器，放在桌子上使桌子神奇地振动发声，称为“振动音响”或“共振音响”，国内生产和销售超过10万只，引起了广泛的重视。GMM大功率声换能器可以应用于水下声呐、陆地声呐、扬声器、水下扬声器、体感音响、振动发生器等方面，应用广泛。例如通过大功率声波处理，可以降低石油粘度，提高石油产量。

GMM超声换能器具有更大的连续工作功率，使得原来只有实验室内能实现的超声应用的工业化和规模化变为可能。例如聚合物挤出时大功率超声处理，不同组分间的匀化效果加强，润湿性得到改善，聚合物产品机械强度、韧性明显提高。这个应用以前在实验室用压电超声就可以进行，但是压电超声换能器长时间大功率工作后非金属的压电陶瓷材料散热困难导致发热严重而导致失极化失效，连续工作1天即损坏，这给工业化应用造成了困难；而改用金属材料制作的超磁致伸缩超声换能器后散热问题很容易通过水冷解决，连续工作数月正常，使工业化应用称为可能。超磁致伸缩材料另个特性就是温度超过居里温度（380℃）后失去磁致伸缩效应，温度下降后完全恢复磁致伸缩效应，可靠性大大提高。

开发GMM应用器件，需要了解GMM材料特性、致动器或换能器结构等基础。

1、GMM特性：

（1）磁致伸缩系数大、位移大、输出力大：饱和磁致伸缩系数达到1500到2000ppm，在技术磁化容易实现的80kA/m的磁场下达到1000ppm，也即是说100毫米长的GMM棒伸长为0.1毫米。每平方厘米面积的GMM产生的锁定输出力（blocked force,即两端锁定不产生位移时测得的输出力）为1700N以上，如果直径为30毫米，则可以产生12000N以上的输出力；

（2）具有“跳跃效应”所谓“Jump effect”：从棒的两端施加8至12MPa的预应力，将会使磁致伸缩性能大大提高。正常不施加预应力时，在80kA/m磁场下的磁致伸缩系数约为500～600ppm,施加8至12MPa的预应力后的磁致伸缩系数约为900～1200ppm。因此应该在使用时通过碟簧等给GMM棒施加合适的预应力以获得更好的输出；

（3）偏置磁场的施加：如果给材料预先施加40kA/m的偏置磁场，那么只需要施加±40kA/m驱动磁场就可以获得不加偏磁时需要80kA/m才能得到的整体位移，这样设计产生磁场的螺线管所需的匝数或电流大小就可以减小约一半，技术上更容易实现。施加偏磁一般采用永久磁铁施加在GMM棒两端即可，当然如果GMM棒比较长，可以将GMM棒分成几段，将几段GMM棒夹在永久磁铁之间以获得更均匀的偏置磁场；

（4）抗压强度高、抗拉强度低、性质脆、抗扭曲能力差：GMM材料的抗压强度高达700MPa，但是抗拉强度只有30MPa，受到拉力或剪切力很容易损坏，因此在设计时一般沿着棒的长度方向严格施加一个同方向的压应力，这不仅使材料因为“跳跃效应”磁致伸缩性能提高，而且可以避免使材料受到拉应力或剪切力而损坏。同时，在材料使用或运输过程中要特别注意，由于GMM材料很脆，很容易摔坏或受撞击损坏；

（5）高频使用问题：高频使用时GMM作为金属材料会产生涡流发热问题，另外动态磁场只能磁化GMM圆棒外部，中心部位不能有效磁化，即高频下动态磁场有一个透入深度。为了减小涡流并且使棒整体磁化，可以沿着长度方向将GMM棒切片，然后绝缘粘接回棒的形状，这样才能在高频下工作，就如同变压器的多片硅铁片叠片组合使用一样。也可以考虑使用粉末粘接GMM材料，这样涡流更小。

2、GMM换能器或致动器典型结构：

1-GMM棒；2-驱动线圈；3-外壳；4，11-稀土永磁；5-下盖；6-线圈骨架；7-接线口；8-碟簧；9-上盖；10-输出杆

工作原理：

GMM棒两端放置永久磁铁，使GMM棒获得偏置磁场；通过旋拧上盖或下盖调整碟簧对GMM棒施加预应力大小，获得适合的预应力，一般为8到12MPa之间；驱动线圈为GMM棒提供产生伸缩的磁场。通过控制线圈供电电流，就可控制GMM棒的伸长量或振动。GMM棒产生的位移、力或振动通过输出杆向外输出。