“宇宙磁体”制造又有新方法

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英国和奥地利科学家在最新一期《先进科学》杂志上撰文指出，在铁—镍合金中添加适量磷元素，有望制造出四方镍纹石，后者的磁性使其成为替代用于风力涡轮机和电动汽车等领域的高性能稀土永磁材料的主要候选者。最新研究或意味着无需任何专门处理或昂贵技术，就可大规模人工生产四方镍纹石。
高性能磁体是打造零碳经济的关键技术，但目前最好的永磁体都含有稀土元素。最新研究负责人、剑桥大学材料科学与冶金系林赛·格里尔教授表示：“开采稀土矿藏活动极具破坏性，必须使用大量材料才能提取出少量稀土，我们亟待找到不需要稀土的替代材料。”
四方镍纹石是一种具有特殊有序原子结构的铁—镍合金，是高性能磁体最有前途的替代品之一。它历时数百万年才形成，在漫长的岁月中，随着陨石慢慢冷却，在晶体结构内，铁和镍原子按特定堆叠顺序排列，最终形成这种磁性接近稀土磁体的“宇宙磁体”。
20世纪60年代，科学家通过用中子轰击铁—镍合金，使原子形成所需有序堆叠，人工制造出四方镍纹石，但这种技术不适合大规模生产。此后尽管历经多年尝试，科学家们仍无法以接近工业规模的方式生产四方镍纹石。
在最新研究中，科学家通过在铁—镍合金中添加少量磷，在实验室内制造出了四方镍纹石。格里尔说：“不需要特殊处理，只需将合金熔化，倒入模具中，我们就得到了四方镍纹石。陨石中存在的磷使铁和镍原子移动更快，将四方镍纹石的形成速度提高11到15个数量级，使其借助简单铸造方法在几秒钟内形成，而无需等待数百万年形成的有序堆积”。