技术是第一生产力,此话不假,近期美国能源部Ames实验室的研究人员最近研发出一种新型磁材,可用于电动车电动马达和风力涡轮机上,替代昂贵的镝元素,其性能更加出色且成本更加低廉。
这种材料便是在钕铁硼(由钕、铁、硼三种元素组成)中掺杂铈元素和钴元素,相对于传统烧结而成的金属镝,铈元素和钴元素造价更低,且磁性能同样出色。
据悉,钕铁硼中掺杂铈元素和钴元素后,在高温状态下仍然具有较好的磁性,其矫顽磁性(intrinsic coercivity)最高温度T ≥ 453K(约合180摄氏度)。
来自Ames实验室的Arjun Pathak和迈阿密大学的Mahmud Khan进行了一系列试验后发现,在高温状态下,含铈磁材的矫顽磁性——即磁性材料的抗消磁能力,远超过含镝磁材。而且其价格比后者至少便宜20%至40%。
此前研究人员曾尝试在稀土类磁材中使用铈元素,不过均已失败告终,研究人员表示,这是由于居里温度(也称居里点,即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度)有所降低。不过后来研究小组发现,掺杂钴元素和铈元素来代替镝元素并不会让磁材失去磁性。
当前,制造业对镝元素的需求远远超过开采和回收的资源,为了减少对镝元素的依赖,寻找其替代材料才是关键,而铈元素和钴元素两种稀土类元素成本更低且及资源更加丰富,未来将得到更多的应用。

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