钕铁硼磁铁 钕( 二 )


除了这些,钕铁硼磁铁在风力发电领域有非常广泛的应用,未来会不会大面积应用到其他发电领域也是值得期待的 。我们家里安装的变频空调需要钕铁硼磁铁,很多小家电需要钕铁硼磁铁,医院里的很多医疗设施需要钕铁硼磁铁,未来的电动机器人也需要钕铁硼磁铁,航空航天更需要钕铁硼磁铁 。2011年美国用最后一个航天飞机发射了阿尔法磁谱仪2,用于寻找反物质和暗物质 。由于航天飞机即将退役,磁谱仪的后期维护比较困难,国际合作研发团队决定放弃用液氦冷却的超导磁铁,换用中国生产的钕铁硼永磁铁 。该磁体内径1.2米,重量2.6吨,中心磁场强度达到了1370高斯,相对来说地球表面的磁场强度大概是0.5-0.6高斯 。当年发射时,国内媒体大量报道,引发了国人一波自豪感!9年了,这台磁谱仪现在还在国际空间站上工作 。

钕铁硼磁铁  钕

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这么强的磁铁,原料主要来自中国,生产也主要在中国进行,日本、欧洲和美国的大公司为了更方便地获得原材料,纷纷到中国开设合资工厂,为世界源源不断提供功能强大且应用广泛的钕铁硼磁铁 。借助这个领域的蓬勃发展,我国的新能源产业也得到了重要支撑,不用担心别国卡脖子,风电、高铁、电动汽车等都发展强劲 。
二、钕铁硼磁铁的主要生产技术
说了这么多好处,下面说说问题 。要说磁铁产业哪家强?中国钕铁硼磁铁供应量达到了世界的85%以上 。但是,我国稀土产业和磁铁产业,分为低端和高端 。国内大部分企业在低端产业扎堆,技术含量低,相互之间恶性竞争,徘徊在盈利和亏损之间 。
至于高端,技术门槛就会比较高了,虽然我国这些年在永磁铁方面的研发力度很大,研发成果也很多,但最基础的专利和标准都是日本、美国和欧洲企业掌控着的 。前几年我国的企业要么就是购买人家的专利授权,要么就是边生产边打官司 。好在这两年很多核心专利已经过了保护期了,中国企业才好受一些,可以涉足很多以前不能涉足的领域了 。
你可能说了,不就是一个磁铁吗,成分大家都知道,工艺也差不多弄明白了,生产就完了,哪有那么多的专利啊?还真不是这么简单!钕铁硼磁铁磁性虽强,但如果不做好保护的话,消磁也是很快的,不同领域使用的磁铁生产工艺也不一样 。
首先,稀土元素属于活泼金属,特别容易被氧化,一旦氧化,磁性就没有了 。所以,不管是生产过程,还是制成成品,都是要做好防氧化的 。敲碎钕铁硼磁铁,一般都能发现,表面那层亮晶晶的外壳只是一层保护膜 。
钕铁硼磁铁  钕

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其次,钕铁硼磁铁本身特别怕热,受热很容易消磁,这就大大限制了它的使用范围 。为了让它能持久保持磁性,不容易受外界的影响,必须给钕铁硼磁铁增加保护机制 。现有的做法之一,就是添加一定量的镝元素或铽元素 。铽元素是稀土元素中的老九,镝元素是老十,它俩都是重稀土,在地球上储量远小于轻稀土 。(注:轻稀土包括镧铈镨钕钷钐铕,重稀土包括钆铽镝钬铒铥镱镥和钇 。中国北方稀土矿主要是轻稀土,南方有重稀土矿 。)由于少,所以贵,添加他俩,就会增加磁铁的生产成本 。现在各国都在研究少添镝和铽或者不添镝和铽的技术,这方面日本和美国是比较领先的 。
再次,钕铁硼磁铁,目前主要有三种不同的生产工艺,中国并不都占优势 。之一种是烧结钕铁硼技术,这是产量更大的钕铁硼磁铁,中国公司从产量上占据比较明显的优势 。但是恶性竞争也比较明显 。第二种是粘结钕铁硼技术,这项技术生产的磁铁主要应用于硬盘和光驱的电动机 。这项技术的难度比前面那个更高,掌握的公司比较少 。之前核心专利被美国公司和日本公司掌握,后来核心专利过期了,中国一些企业产量越来越高 。这项技术生产的磁铁,中国也占据70%多,近80%的产量 。但是,合资公司占据不小的比例 。第三种,是热压/热变形钕铁硼技术 。美国麦格昆磁是其原材料快淬磁粉的唯一供应商,日本大同电子是更大的MQ-Ⅲ磁体的生产商 。中国公司正在入门中 。
所以,中国虽然是稀土储量更大的国家,钕铁硼磁体产量更大的国家,技术积累比较靠前的国家,但是并不是技术垄断的国家 。
美日欧,虽然资源储备不太充足,稀土提炼和分离技术也生疏了,但是在稀土应用领域的技术储备还是很强的 。很多先进的稀土材料专利还是掌握在美日欧企业手里面的 。面对贸易战,要不要打稀土牌,国家肯定有非常深层次的考虑 。

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