更新时间：2022-11-27 16:17
在常温下由于磁化状态的改变，其长度和体积会发生较大变化，即具有极大的磁致伸缩系数的磁致伸缩材料被称为超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material 简称GMM），由于多为稀土构筑，又称稀土超磁致伸缩材料。这种材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强。在室温下，机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单。
GMM的尺寸伸缩可随外加磁场成比例变化，其磁致伸缩系数远大于传统的磁致伸缩材料。1971年美国海军表面武器实验室开始寻找在室温下具有较大磁致伸缩的材料，发现TbFe2、DyFe2、SmFe2等具有很好的磁致伸缩性能，但是它们需要很强的磁场才能驱动，这就限制了该材料的应用。为此，他们又研究了新的合金材料，这种合金材料具有很高的居里温度，磁致伸缩性能优异，使得实际应用成为可能，由此引起了业界对GMM开发及应用的极大关注。
GMM在室温下机械能－电能转换率高、能量密度大、响应速度高、可靠性好、驱动方式简单，正是这些性能优点引发了传统电子信息系统、传感系统、振动系统等的革命性变化。
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以上，远比压电陶瓷(锆钛酸铅PZT)要高，因此在较高温度下工作都可保持性能稳定。
（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。
超磁致伸缩材料（GMM）是自上世纪70年代迅速发展起来的新型功能材料，已被视为21世纪提高国家高科技综合竞争力的战略性功能材料。GMM器件的性能已被证明优于压电陶瓷换能材料，在军民两用高科技领域具有难以估量的应用前景。GMM自上世纪80年代开始投入西方市场，历经20余年的发展，当前GMM市场售价已较最初降低了20余倍。随着GMM制适成本的不断降低和应用领域的不断扩大，市场需求有愈发强劲之势。
由于超磁致伸缩材料，在磁场作用下长度发生变化，发生位移而做功；在交变磁场作用下，发生反复伸张与缩短，从而产生振动或声波，将电磁能(或电磁信号)转换成机械能或声能(或机械位移信息,或声信息)，相反也可以将机械能(或机械位移与信息)转换成电磁能(或电磁信息)，这样可以制成功率电-声换能器、电-机换能器、驱动器、传感器和电子器件等。迄今已有1000多种GMM器件问世，应用面涉及航空航天、国防军工、电子、机械、石油、纺织、农业等诸多领域，大大促进了相关产业的技术进步。例如大功率GMM换能器用于油井处理，可降低石油粘度，改善流动特性，大大提高石油产量。
在科技发展日新月异的新世纪，GMM的重要性必将越来越突出，应用也将更广泛。预计未来GMM的主要应用领域有以下几个方面：采用大功率GMM换能器进行油井处理，可降低石油粘度，改善流动特性，大大提高石油产量。在国防军工及航空航天业，应用于水下舰艇移动通讯、探/检测系统、声音模拟系统、航空飞行器、地面运载工具和武器等；电子工业及高精度自动控制等技术行业，用GMM制造的微位移驱动器可用于机器人、超精密机械加工、各种精密仪器和光盘驱动器等；海洋科学及近海工程业，用于海流分布、水下地貌、地震预报等的勘测装置和用于发射及接收声讯号的大功率低频声纳系统等；机械、纺织业及汽车制造业，可用于自动刹车系统、燃料/注入喷射系统和高性能微型机械功率源等；大功率超声波、石油业及医疗业，用于超声化学、超声医疗技术、助听器和大功率换能器等。此外，还在振动机械、建筑机械及焊接装置、高保真音响等许多领域，作为新型器件加以使用。
北京钢铁研究总院在GMM制备技术方面的研究起步较早，1991年在国内率先制备出GMM棒材，获得了国家专利。此后又进一步开展了低频水声换能器、光纤电流检测、大功率超声焊接换能器等的研究和应用，开发出了具有自主知识产权的年产能达吨级的高效集成生产GMM技术和装备。北京科技大学研制的GMM材料在国内外20家单位试用，效果良好。兰州天星公司也开发了年产能达吨级的生产线，在GMM器件开发、应用方面颇有建树。
据王龙妹教授介绍，虽然我国对于GMM的研究工作起步不算晚，但在产业化和应用开发方面还处于起步阶段。目前我国不仅需要在GMM生产技术、生产装备、生产成本上有所突破，同时也需要在材料应用器件开发上倾注精力。国外很重视功能材料与元件、应用器件的一体化，美国的ETREMA材料就是材料和应用器件研发、销售一体化最典型的例子。GMM的应用涉及到很多领域，业界的有识之士和企业家应该具备战略性的眼光，高瞻远瞩，对这－21世纪应用前景广阔的功能材料的发展和应用有足够的了解和认识，密切关注该领域的发展动态，加快其产业化进程，推动和扶植GMM应用器件的开发和应用。