釹鐵硼磁鐵 釹( 二 )


除了這些,釹鐵硼磁鐵在風力發電領域有非常廣泛的應用,未來會不會大面積應用到其他發電領域也是值得期待的 。我們家里安裝的變頻空調需要釹鐵硼磁鐵,很多小家電需要釹鐵硼磁鐵,醫院里的很多醫療設施需要釹鐵硼磁鐵,未來的電動機器人也需要釹鐵硼磁鐵,航空航天更需要釹鐵硼磁鐵 。2011年美國用最后一個航天飛機發射了阿爾法磁譜儀2,用于尋找反物質和暗物質 。由于航天飛機即將退役,磁譜儀的后期維護比較困難,國際合作研發團隊決定放棄用液氦冷卻的超導磁鐵,換用中國生產的釹鐵硼永磁鐵 。該磁體內徑1.2米,重量2.6噸,中心磁場強度達到了1370高斯,相對來說地球表面的磁場強度大概是0.5-0.6高斯 。當年發射時,國內媒體大量報道,引發了國人一波自豪感!9年了,這臺磁譜儀現在還在國際空間站上工作 。

釹鐵硼磁鐵  釹

文章插圖
這么強的磁鐵,原料主要來自中國,生產也主要在中國進行,日本、歐洲和美國的大公司為了更方便地獲得原材料,紛紛到中國開設合資工廠,為世界源源不斷提供功能強大且應用廣泛的釹鐵硼磁鐵 。借助這個領域的蓬勃發展,我國的新能源產業也得到了重要支撐,不用擔心別國卡脖子,風電、高鐵、電動汽車等都發展強勁 。
二、釹鐵硼磁鐵的主要生產技術
說了這么多好處,下面說說問題 。要說磁鐵產業哪家強?中國釹鐵硼磁鐵供應量達到了世界的85%以上 。但是,我國稀土產業和磁鐵產業,分為低端和高端 。國內大部分企業在低端產業扎堆,技術含量低,相互之間惡性競爭,徘徊在盈利和虧損之間 。
至于高端,技術門檻就會比較高了,雖然我國這些年在永磁鐵方面的研發力度很大,研發成果也很多,但最基礎的專利和標準都是日本、美國和歐洲企業掌控著的 。前幾年我國的企業要么就是購買人家的專利授權,要么就是邊生產邊打官司 。好在這兩年很多核心專利已經過了保護期了,中國企業才好受一些,可以涉足很多以前不能涉足的領域了 。
你可能說了,不就是一個磁鐵嗎,成分大家都知道,工藝也差不多弄明白了,生產就完了,哪有那么多的專利???還真不是這么簡單!釹鐵硼磁鐵磁性雖強,但如果不做好保護的話,消磁也是很快的,不同領域使用的磁鐵生產工藝也不一樣 。
首先,稀土元素屬于活潑金屬,特別容易被氧化,一旦氧化,磁性就沒有了 。所以,不管是生產過程,還是制成成品,都是要做好防氧化的 。敲碎釹鐵硼磁鐵,一般都能發現,表面那層亮晶晶的外殼只是一層保護膜 。
釹鐵硼磁鐵  釹

文章插圖
其次,釹鐵硼磁鐵本身特別怕熱,受熱很容易消磁,這就大大限制了它的使用范圍 。為了讓它能持久保持磁性,不容易受外界的影響,必須給釹鐵硼磁鐵增加保護機制 。現有的做法之一,就是添加一定量的鏑元素或鋱元素 。鋱元素是稀土元素中的老九,鏑元素是老十,它倆都是重稀土,在地球上儲量遠小于輕稀土 。(注:輕稀土包括鑭鈰鐠釹钷釤銪,重稀土包括釓鋱鏑鈥鉺銩鐿镥和釔 。中國北方稀土礦主要是輕稀土,南方有重稀土礦 。)由于少,所以貴,添加他倆,就會增加磁鐵的生產成本 ?,F在各國都在研究少添鏑和鋱或者不添鏑和鋱的技術,這方面日本和美國是比較領先的 。
再次,釹鐵硼磁鐵,目前主要有三種不同的生產工藝,中國并不都占優勢 。之一種是燒結釹鐵硼技術,這是產量更大的釹鐵硼磁鐵,中國公司從產量上占據比較明顯的優勢 。但是惡性競爭也比較明顯 。第二種是粘結釹鐵硼技術,這項技術生產的磁鐵主要應用于硬盤和光驅的電動機 。這項技術的難度比前面那個更高,掌握的公司比較少 。之前核心專利被美國公司和日本公司掌握,后來核心專利過期了,中國一些企業產量越來越高 。這項技術生產的磁鐵,中國也占據70%多,近80%的產量 。但是,合資公司占據不小的比例 。第三種,是熱壓/熱變形釹鐵硼技術 。美國麥格昆磁是其原材料快淬磁粉的唯一供應商,日本大同電子是更大的MQ-Ⅲ磁體的生產商 。中國公司正在入門中 。
所以,中國雖然是稀土儲量更大的國家,釹鐵硼磁體產量更大的國家,技術積累比較靠前的國家,但是并不是技術壟斷的國家 。
美日歐,雖然資源儲備不太充足,稀土提煉和分離技術也生疏了,但是在稀土應用領域的技術儲備還是很強的 。很多先進的稀土材料專利還是掌握在美日歐企業手里面的 。面對貿易戰,要不要打稀土牌,國家肯定有非常深層次的考慮 。

推薦閱讀