可持续永磁体重大突破,新型永磁材料可取代稀土,且环保性能优异

2020-04-15

科学家们在寻求新型、可持续性永磁体方面取得了突破。大多数的永磁体都由稀土合金制成,但是开采和加工此类材料会产生有毒的副产品,产生与稀土矿和精炼厂有关的生态挑战。与此同时,由于永磁体是可再生能源、消费电子产品和电动汽车的常见部件,其需求也正在不断增长。英国利兹大学(the University of Leeds)的一组科学家在一种新型先进材料上取得了突破,而此种材料可能最终能够取代稀土永磁体。研究人员研发了一种混合薄膜,由一层薄薄的钴制成,此种钴天然具有磁性,表面覆盖着一种碳-巴克敏斯特富勒烯分子。




碳的存在极大地推动了钴的磁能积(magnetic energy product),可在低温下将磁能积提高5倍。磁能积是衡量磁体强度的一种指标。该研究小组在零下195摄氏度时观察磁体强度的增加情况,希望通过化学方法控制碳分子,在室温下获得同样的效果。利兹大学物理与天文学院联合首席研究员Tim Moorsom博士表示:“这是首个可与钐钴等稀土永磁体相媲美的无稀土磁体。虽然迄今为止,我们只在低温环境下达到此种效果,但是希望一种类似于此种混合磁性材料的材料可以取代稀土永磁体,从而减轻对环境的损害。”


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稀土永磁材料目前已发展至第三代稀土永磁体钕铁硼。稀土永磁材料按照其开发顺序可分为四代:继铝镍钴永磁和铁氧体永磁材料之后,第一、二代稀土永磁材料SmCo5Sm2Co17相继问世,第三代稀土永磁是80年代开发成功的钕铁硼磁材,而以稀土铁氮和稀土铁碳为代表的第四代稀土永磁尚在研发阶段。




高性能钕铁硼广泛应用于新能源和节能环保等领域,在多个领域目前尚无替代材料,刚性需求持续增长。2018年全球高性能钕铁硼需求主要集中在汽车领域,在汽车中主要应用在新能源车永磁电机与EPS及微电机中,在新能源汽车中其他部位也会越来越多地用到钕铁硼,这也是未来稀土永磁需求增量最大的下游之一。




2018年我国稀土永磁材料产量达到16.45万吨,同比增长4.6%;其中烧结钕铁硼毛坯产量约15.5万吨,同比增长5%,全球占比达到90%,而中高端产品比例接近60%。事实证明:通往中高端磁材的路日渐清晰,国内优质企业成长可期。




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可持续永磁体重大突破,新型永磁材料可取代稀土,且环保性能优异
2020-04-15

科学家们在寻求新型、可持续性永磁体方面取得了突破。大多数的永磁体都由稀土合金制成,但是开采和加工此类材料会产生有毒的副产品,产生与稀土矿和精炼厂有关的生态挑战。与此同时,由于永磁体是可再生能源、消费电子产品和电动汽车的常见部件,其需求也正在不断增长。英国利兹大学(the University of Leeds)的一组科学家在一种新型先进材料上取得了突破,而此种材料可能最终能够取代稀土永磁体。研究人员研发了一种混合薄膜,由一层薄薄的钴制成,此种钴天然具有磁性,表面覆盖着一种碳-巴克敏斯特富勒烯分子。




碳的存在极大地推动了钴的磁能积(magnetic energy product),可在低温下将磁能积提高5倍。磁能积是衡量磁体强度的一种指标。该研究小组在零下195摄氏度时观察磁体强度的增加情况,希望通过化学方法控制碳分子,在室温下获得同样的效果。利兹大学物理与天文学院联合首席研究员Tim Moorsom博士表示:“这是首个可与钐钴等稀土永磁体相媲美的无稀土磁体。虽然迄今为止,我们只在低温环境下达到此种效果,但是希望一种类似于此种混合磁性材料的材料可以取代稀土永磁体,从而减轻对环境的损害。”


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稀土永磁材料目前已发展至第三代稀土永磁体钕铁硼。稀土永磁材料按照其开发顺序可分为四代:继铝镍钴永磁和铁氧体永磁材料之后,第一、二代稀土永磁材料SmCo5Sm2Co17相继问世,第三代稀土永磁是80年代开发成功的钕铁硼磁材,而以稀土铁氮和稀土铁碳为代表的第四代稀土永磁尚在研发阶段。




高性能钕铁硼广泛应用于新能源和节能环保等领域,在多个领域目前尚无替代材料,刚性需求持续增长。2018年全球高性能钕铁硼需求主要集中在汽车领域,在汽车中主要应用在新能源车永磁电机与EPS及微电机中,在新能源汽车中其他部位也会越来越多地用到钕铁硼,这也是未来稀土永磁需求增量最大的下游之一。




2018年我国稀土永磁材料产量达到16.45万吨,同比增长4.6%;其中烧结钕铁硼毛坯产量约15.5万吨,同比增长5%,全球占比达到90%,而中高端产品比例接近60%。事实证明:通往中高端磁材的路日渐清晰,国内优质企业成长可期。




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