具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。

本发明的目的是提供一种波频能量发射装置，利用相变材料层或稀土磁致伸缩材料层，随电磁场变化而产生伸缩，从而发生形变的特性，引发振动，从而转化为高频的振动波，从而进一步地提高能量输出的效率和效果。

本发明，利用某些相变材料或稀土磁致伸缩材料，会随电磁场变化而产生伸缩，发生形变，引发振动，从而转化为高频的振动波。相变材料为能够使用光或电激发，在晶态和非晶态之间来回变换的材料，体积变化较为明显。稀土磁致伸缩材料是含有稀土成份的超磁致收缩材料，比普通磁致收缩材料含有更高的伸缩量，能够在更低的磁场强度产生形变，以极快的速度响应磁场变化。本发明即是利用了上述材料的特性，将其运用到波频能量发射领域。

图1为本发明提供的实施例中的第一种装置结构示意图，如图1所示，本实施例中的一种波频能量发射装置，包括：

电磁调制层1，用于调制预设频率和功率的电信号脉冲，并根据所述电信号脉冲产生变化磁场；

能量转换层，设置在所述变化磁场的磁场范围内，所述能量转换层用于将所述变化磁场的磁场能量转换为振动能量波；所述能量转换层由一种或两种应变材料组成，各个所述应变材料的伸缩率和响应时间均不同；所述振动能量波用于引起目标物体内部的共振，以改变所述目标物体的状态。

可选地，所述电磁调制层1可以为能够产生高频变化磁场的具有芯片结构的集成电路。

优选地，所述应变材料为相变材料和磁致伸缩材料；所述相变材料和所述磁致伸缩材料依次层叠设置，所述相变材料分别与所述电磁调制层和所述磁致伸缩材料贴合连接；所述相变材料和所述磁致伸缩材料均用于根据所述变化磁场产生微位移，并产生所述振动能量波。

进一步地，图1中处于下方的可以是线圈或集成电路层，中间的是相变材料层2(相变材料层由相变材料制成)，处于上方的是磁致伸缩材料层3(磁致伸缩材料层由磁致伸缩材料制成)。集成电路负责产生和控制电信号，并形成变化的磁场。相变材料层2根据变化的磁场，发生形变，负责产生高频振动，超磁致收缩层(磁致伸缩材料层)负责产生能量振动波。

本实施例中的振动能量波，向四周扩散，如果环境中物质自身的振动频率和振动能量波的频率接近或相同，则会引起物体内部的共振，这种共振能量可让物质内部的原子、分子振动幅度加剧，能量更强，甚至内部结构也会改变，变的更有序。因此，物质的物理特性也会发生一些变化。

优选地，所述电磁调制层1集成为集成电路芯片；所述集成电路芯片上增设有所述能量转换层，所述电磁调制层1和所述能量转换层根据预设芯片结构进行封装

具体的，所述信号发生层可以是波形发生器、声波解码器、光波脉冲发生器、磁场发生器等，即所述电磁调制层1为能够形成磁场快速变化的设备。

优选地，所述电磁调制层1包括：

信号控制器，用于产生具有预设频率和预设功率的所述电信号脉冲；

电磁转换层，分别与所述信号控制器和所述能量转换层连接，用于根据所述电信号脉冲产生所述变化磁场。

可选地，所述信号控制器包括以下几种形式：

脉冲信号发生器、功率放大器；音频解码芯片等可以调节频率和调节功率。

具体的，所述电磁转换层包括以下几种形式：

电磁感应线圈；电磁振荡器；压电传感器；压电薄膜；磁性涂层等，主要用以产生变化的磁场。

本实施例中的装置振荡的频率和功率的大小，可以通过软件控制、电路设计、功率调节、相变材料、稀土磁致伸缩材料的配比和含量、薄膜厚度来实现。

优选地，所述能量转换层包括以下几种形式：

由磁致伸缩材料、相变材料组成的稀土合金；由磁致伸缩材料、相变材料组成的薄膜；由磁致伸缩材料、相变材料分层加入，封装的芯片等。能量转换层用于将磁能转换为振动波。

具体的，本实施例中在晶圆上蚀刻产生高频变化磁场的集成电路，再分层涂敷或镀上不同的相变材料、磁致伸缩材料，进行加工。通过多层的叠加，实现更好的效果。

优选地，所述能量转换层中的所述相变材料和所述磁致伸缩材料可制作成薄膜状；所述电磁转换层为金属基底的柔性线圈和磁性涂层；所述金属基底与所述信号控制器的输出端连接，所述金属基底用于产生所述变化磁场；

所述金属基底与由所述相变材料和所述磁致伸缩材料组成的所述能量转换层贴合连接。

优选地，还包括：

能量叠加层，所述能量叠加层包括多个相变材料层和多个磁致收缩材料层，所述能量叠加层的第一层为相变材料层；所述相变材料层和所述磁致收缩材料层依次交叉层叠设置，所述能量叠加层的第一层与所述薄膜状贴合连接，所述能量叠加层用于将所述薄膜状产生的所述振动能量波的能量进行加放大。

进一步地，核心的相变材料和稀土磁致收缩材料，可以是薄膜状，还可以是树脂和稀土磁致收缩粉末的混合物、或者是经定向结晶冶炼的合金，或者是稀土收缩粉末、磁粉的混合物。为了保证效果，径向伸缩率应在200PPM以上。

更进一步地，本实施例提供的装置可以在10^-6～10^-12秒内快速响应。使用高频率发生器，其所产生的波长也是微米级的。

优选的，本实施例提供的装置所产生的波长在4-100μm区间，除此之外它也可以根据需要改变信号频率，产生其它频率的振动波。

图2为本发明提供的实施例中的第二种装置结构示意图，本实施例中可以延伸出如图2所示的多层结构，通过叠加而产生更多频的能量共振。

作为一种可选的实施方式，结合目前的芯片制造技术，所述电磁调制层1和能量转换层能够制备成一种可产生脉冲频率的芯片，该芯片电信号的频率是可以通过软件设置的。

进一步地，芯片产生的信号，可以输入电磁线圈或金属薄膜，产生快速变化的磁场。

图3和图4分别为本发明提供的实施例中的双核振动示意图和三核振动示意图，如图3和图4所示，本实施例中的芯片封装结构4的装置中可以设置两个或两个以上的振动源(能量转换层)，即核心振动核5，仅仅通过本身的共振，即可以传播的更远。或者通过增加更多的振动中心，引发同频共振，让振动波传递的更远。还可以利用环形磁场涡流6加速和芯片的结合。

图5和图6分别为本发明提供的实施例中的第一种发射器结构示意图和第二种发射器结构示意图如图5和图6所示，所述能量转换层中的所述相变材料和所述磁致伸缩材料构成稀土金属合金；所述电磁转换层包括初级线圈9和至少一个核心线圈10，所述核心线圈10和所述初级线圈9均与所述信号控制器连接；

一个所述核心线圈10均绕制一个铁芯8；所述铁芯8由所述相变材料和所述磁致伸缩材料进行层叠制成；

所述核心线圈10的外部绕制有所述初级线圈9，所述初级线圈9的外部由筒状的外壳7包围，所述外壳7由所述相变材料所述磁致伸缩材料制成。

具体的，图5中的初级线圈9围绕两个核心线圈10，核心线圈10连续绕制，连接两个铁芯8，形成两个同频核心；图6中的初级线圈9围绕三个核心线圈10，核心线圈10连续绕制，连接三个铁芯8，形成三个同频核心。

图7为本发明提供的实施例中的发射器基本原理示意图，如图7所示，本实施例中的发射器通过对预设信号进行频率控制和功率控制，从而将特定的电信号发送给集成电路或者振荡的电磁线圈，从而产生变化磁场，稀土磁致收缩材料根据变化磁场产生振动波(振动能量波)，通过多个核心进行同频共振，以实现扩散传播的效果。

优选地，所述相变材料层2和所述磁致伸缩材料层3均通过旋涂、真空蒸镀或磁控溅射的方式进行制备；所述相变材料层2或所述磁致伸缩材料层3的涂层厚度小于20μm。

进一步地，所述涂层的厚度可以为10nm～20μm。

具体的，相变材料层2和磁致伸缩材料层3可以进一步制成薄膜，将其贴敷在各种产生快速变化磁场的元器件(电磁调制层1)上，发生体积和的尺寸收缩，从而产生微位移和振动，源源不断的发射波频能量。

本实施例中通过旋涂或真空蒸镀、磁控溅射的方式将需要的相变材料、磁致伸缩材料，分层旋涂或镀膜，做到精细化应用。

优选地，在所述相变材料和所述磁致伸缩材料制备所述稀土金属合金过程中，通过预设偏压电场控制所述稀土金属合金的原子排列结构。

具体的，在进行旋涂或真空蒸镀、磁控溅射制作薄膜的过程中，为了达到最大的、有序的伸缩量，保证其伸缩方向、位移方向的一致性，需要额外设置偏压电场，使表面涂层原子的磁矩排列一致，结合更紧密。

进一步地，本实施例中的振动能量波，随磁场的径向向外扩散，磁场变化越剧烈越快速，振动能量也越强。使用的电磁线圈或金属薄膜的磁致收缩材料含量越高，用量越多，则振动也会越强烈。

请参阅图8至图14，如图8至图14中任一附图所示，所述电磁调制层1和所述能量转换层的封装结构为柱状、半球形、球形、环形、双锥形、立方体、正八面体、正十二面体或正二十面体结构。其中E、k_y和k_x分别为双锥形结构的三个对称轴。

具体的，除圆形状或芯片封装的形式之外，也可以采用柱状、半球形、球形、环形、双锥形、立方体、正八面体、正十二面体、正二十面体的实体形式。优选的可采用三层结构,三层的半径应优选的满足0.618的黄金分割比例关系，这样更有利于激发空间中的能量，即同样的构型，由三层组成。

可选地，三层磁致收缩结构的好处是显而易见的，当振动波自中心不断向外扩散的过程中，会和第二层、第三层，再次产生共振，得到加强，从而传播的更远，能以更小的功耗，发射更远的距离。

具体的，半球或立体三层磁致收缩结构的好处，产生的振动波，是球形扩散，而双锥形、正八面体、正十二面体、正二十面体，则更有利于振动波在内部的持续振荡、并且产生更高频的振荡，更容易激发时空震荡。

优选地，所述相变材料层2和所述磁致伸缩材料层3的原料均为混合浆料；所述混合浆料包括相变材料和稀土收缩材料粉末。

优选地，还包括：

磁场涡流，设置在所述能量转换层的四周，用于将所述振动能量波的能量进行放大；

旋转装置，分别与所述电磁调制层1和所述能量转换层连接，用于带动所述电磁调制层1和所述能量转换层进行旋转，用于将动能与所述振动能量波的能量进行叠加；

声波发生装置，与所述能量转换层连接，用于产生声波或次声波，并将所述声波或所述次声波与所述振动能量波进行叠加。

具体的，本实施例利用微型的环形变化的磁场涡流对所述振动能量波进行磁场涡流加速，进一步提升能量，以将能量波扩散到更远。

进一步地，本实施例利用旋转装置，通过机械产生旋转运动，带动发射器或发射芯片整体转动，这会让振动能量波叠加在更大的动能上。

更进一步地，本实施例利用声波发生装置，将振动能量波叠加在声波和次声波之上、从而拥有更大的动能。

图15为本发明提供的实施例中的圆柱状装置制备流程示意图，如图15所示，本实施例提供了所述波频能量发射装置的结构为圆柱状波频能量发射器的制备流程，具体步骤如下：

1、准备真空感应熔炼定向凝固炉，在坩埚内加入Tb-Dy-Fe铽镝铁或Ga-Fe铁稼的粉末，还可以再加入Sm钐和Co钴。Tb-Dy-Fe-Sm-Co的比例为3:7:20：1:1；Ga-Fe-Sm-Co的比例为20:80:3:3。

2、预抽真空至10Pa，熔炼室内加入氩气保护，保持真空度10Pa以下。启动高频感应加热坩埚至1700度,保持60-120分钟。

3、将坩埚内熔融的金属液体，进行双层空心棒体的浇筑(两层空心环，如图所示)，启动定向凝固控制系统，进行下拉抽插式定向凝固，下拉速度控制在1—5厘米/分钟以内，以便形成定向晶体凝固。同时在下拉的过程中，对未凝固区域，使用纵向高频感应线圈，保持加热状态，温度为1600度。

4、将定向凝固后的空心棒体，自然冷却至室温，打开熔炼炉，清理空心棒体内外、坩埚内的杂质后，将相变材料Ga2Sb5Te3的粉末，材料细度应在20微米以内，加入坩埚，封闭真空感应熔炼炉。

5、预抽真空至10Pa，熔炼室内加入氩气保护，保持真空度10Pa以下。启动高频感应加热坩埚至1000度,保持30—60分钟。

6、将坩埚内熔融的金属液体，浇筑进空心棒体最内层(第一层)的孔洞内，启动定向凝固控制系统，进行下拉棒材模具定向凝固，下拉速度控制在3—5厘米/分钟以内，以便形成定向晶体凝固。同时在下拉的过程中，对未凝固区域，使用纵向高频感应线圈，保持加热状态，温度为700度。

7、将定向凝固后的棒体，自然冷却至室温，经机械加工，切割为厚度3—6厘米的圆柱状，经打磨、抛光。

8、在切割好的，第二层圆环腔体内，装入阻抗为50欧以内的多匝线圈，并用绝缘胶浇筑。

9、给线圈接入可调频率的高频脉冲电流，则产生快速变化的磁场。位于铁芯内的相变材料、磁致伸缩材料和位于外环的磁致伸缩材料，会因为变化的磁场产生微形变，发生振动，从而产生波频振动能量。因为相变材料和磁致伸缩材料的伸缩率不同，在材料内部将产生很大的应力，该应力会进一步导致磁场的变化，从而持续的振动下去。

进一步地，因为两种材料伸缩率不同，响应时间也略有不同，响应时间在10^-6～10^-12秒的范围内，因此将产生多波叠加的效果，波频能量发射器所产生的波频将根据输入的脉冲频率发生器的频率、材料的特性，耦合出一个频谱范围内的能量波。

可选地，该振动能量波，将用于健康领域、环保领域、农业领域，解决波频能量发射源的问题。

更进一步地，还可以制作两核以上的波频能量发射器，以便让振动波传递的更远。

本实施例中还提供了所述波频能量发射装置的结构为芯片结构的发射装置的制备流程，具体步骤如下：

1、准备少量高品质相变材料和稀土收缩材料粉末，材料细度应在20微米以下，收缩率在200PPM以上。

2、将上述材料，在1—2T(特斯拉)高强度磁场反复进行定向处理48小时以上，使材料预先伸缩。

3、将该材料混合纳米级纯铁粉、磁粉、树脂或其它胶体，混合比例为重量比2-3:6：2：9充分搅拌均匀，涂敷在经绝缘保护的芯片电路之上，涂敷厚度为20微米以下。本实施例分三层涂敷，三层涂敷的半径比，优选的应符合0.618：1:1.618这个黄金比例。

4、将涂敷后的芯片，在真空室中进行加热干燥，上下附加高强度偏压电场，使其在更加有序的环境中定向。

5、给芯片供电，产生变化磁场，检测涂敷层的伸缩系数是否符合预期的200PPM以上。

6、设置芯片工作程序，编制频率变化程序和调节功率大小，使芯片在需要的频率和功率下工作，并检测在不同的功率和频率下，波频能量芯片的工作半径，以及对物质的影响。

7、对芯片进行保护性封装，测试在低温和高温环境的工作稳定性。

优选地，所述电磁转换层和所述能量转换层的封装结构包括柱状、半球形、球形、环形、双锥形、立方体、正八面体、正十二面体或正二十面体的立体结构。

优选地，所述电磁转换层和所述能量转换层构成发射单体；多个不同尺寸的所述发射单体通过依次立体嵌套的方式构成多层立体嵌套结构的所述波频能量发射装置。

优选地，所述发射单体的数量为3个；所述波频能量发射装置的三层立体嵌套结构之间的半径比为黄金分割比例；所述黄金分割比例为1：1.618：2.618。

具体的，除芯片这种形式之外，还可以将上述混合浆料涂敷于任何可产生变化磁场的线圈、电路板、变化磁场实体的表面(有绝缘层隔绝)，如圆柱形、半球形、球形、双锥形、正八面体、正十二面体、正二十面体的表面。

进一步地，如不具备制作芯片的条件，可以采用任何可产生变化磁场的信号发生器连接涂敷薄膜，也可获得部分波频能量发射效果。例如，可以是波形发生器、声波解码器、光波脉冲发生器、磁场发生器等。

本实施例中还提供了所述波频能量发射装置的结构为薄膜金属结构的发射装置的制备流程，具体步骤如下：

1、准备热塑性聚酯(Polyethylene terephthalate，PET)柔性衬底薄膜，使用磁控溅射或真空蒸镀的方法，镀一层50nm-1um的金属层，金属可使用铜、镍、锌、铝。在整个镀膜过程中，处于电子偏压环境中，让表面原子排列一致。

2、在上述金属涂层上镀一层相变材料Ga2Sb5Te3，主要成份是稼、锑、碲，组成比例为2:5:3。在整个镀膜过程中，处于电子偏压环境中，让表面原子排列一致。

3、在上述工艺完成后再镀一层磁致伸缩材料，厚度为50nm-1um,主要成份为铽、镝、铁或铁、稼。TbDyFe的比例为3:7:20，FeGa的比例为80：20。为改善材料性能，还可以适量加入一些钐Sm和钴Co。在整个镀膜过程中，处于电子偏压环境中，让表面原子排列一致。

4、将上述工艺2、工艺3重复2—3次，完成后取出，置于在1—2T(特斯拉)高强度脉冲磁场NS定向磁场中，反复进行定向处理48小时以上，使材料预先伸缩，产生一致伸缩。

5、该薄膜底层金属可连接脉冲频率发生器，产生波频能量振动。例如，可以是波形发生器、声波解码器、光波脉冲发生器、磁场发生器等。

6、设置脉冲频率发生器工作程序，编制频率变化程序和调节功率大小，使芯片在需要的频率和功率下工作，并检测在不同的功率和频率下，波频能量芯片的工作半径，以及对物质的影响。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过低强度磁场变化即可导致高收缩率，振动波转化效率高，所需能耗极小。

(2)本发明提供的装置相比传统换能器，振动频率可以大幅提高，能量输出效果好，响应时间快。

(3)本发明提供的装置具有微型化的特点，市场应用更广泛，少量相变材料和稀土薄膜材料或涂敷，即可实现高频振动波的输出，成本低，经济效益更明显。

(4)本发明提供的装置的频率和功率均可通过软件或硬件根据需要进行设置，可产生微米级以上波长的输出，需要特定的振动频率就可以输出特定信号。

(5)本发明提供的装置的结构形式更加多样化，充分利用不同的结构形式来增强共振效果，如在芯片里使用多层或三层磁致收缩层，在发射器领域使用三层磁致收缩振动结构，并且使用双锥形、正八面体、正十二面体、正二十面体等更容易获得高能量的结构。

(6)本发明提供的装置更能适应各种应用场景、各种气候条件，持续稳定的提供能量输出。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。