剑桥大学开发高性能磁铁制造方法 无需使用稀土元素

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财经网汽车讯 据盖世汽车援引外媒报道，研究人员发现了一种新方法，有望在不使用稀土元素的情况下制造高性能磁铁，以用于风力涡轮机和电动汽车。

据悉，高性能磁铁是建立零碳经济的重要技术。目前，常用的永磁铁中含有稀土元素，然而这类元素的供应量有限。

剑桥大学等机构的研究人员找到了一种可能替代稀土磁铁的新方法——铁-镍（Tetrataenite）。这是一种需要数百万年才能在陨石中自然形成的"宇宙磁铁"。以前在实验室中制造铁-镍（Tetrataenite），采用的都是不切实际的极端方法。在这项研究中，研究人员发现，通过添加常见的磷元素，有望大规模地人工制造铁-镍，而无需进行任何专门处理或使用高成本技术。剑桥大学的商业化机构和奥地利科学院（AustrianAcademy of Sciences）已为该技术申请专利。

铁-镍（Tetrataenite）是一种具有特定有序原子结构的铁镍合金，是最有前途的替代选项之一。随着陨石缓慢冷却，在数百万年的时间里，铁和镍原子在晶体结构中排列成特定的堆叠顺序，最终产生一种磁性接近稀土磁铁的材料。1960年代，研究人员通过用中子轰击铁镍合金来人工制造铁-镍，使原子形成有序堆叠，但这种技术并不适合大规模生产。

现在，研究人员发现了一种可能的替代方案，不需要数百万年的冷却或中子辐照。该团队探讨含有少量磷的铁镍合金的机械性能，磷也存在于陨石中。这些材料内部的相模式显示出预期的枝状生长结构，称为枝晶。研究人员Dr.Yurii Ivanov表示："当我仔细观察时，我看到了一个有趣的衍射图案，显示出有序的原子结构。"

研究人员表示，陨石中存在的磷，可以使铁和镍原子移动得更快，从而形成必要的有序堆叠，而无需等待数百万年。通过混合适量的铁、镍和磷，可将铁-镍的形成速度提高11-15个数量级。这一简单的铸造过程只需几秒即可完成。Greer表示："无需经过特殊处理，只要将合金熔化并倒入模具，就得到了铁-镍。这彻底改变了我们对这种材料的看法。"

尽管这种铁-镍生产方法富有前景，但研究人员还需进一步确定其是否适用于高性能磁铁。该团队希望，能与主要磁铁制造商达成合作。