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剑桥大学开发高性能磁铁制造方法 无需使用稀土元素

盖世汽车 Elisha 2022-10-27 10:47:55
核心提示: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。

盖世汽车讯 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。据外媒报道,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

剑桥大学开发高性能磁铁制造方法 无需使用稀土元素

(图片来源:剑桥大学)

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(Austrian Academy 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。

*版权声明:本文为盖世汽车原创文章,如欲转载请遵守 转载说明 相关规定。违反转载说明者,盖世汽车将依法追究其法律责任!

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202210/27I70318671C501.shtml

 
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