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做符合資源稟賦的稀土永磁资料

来源:企鹅电竞官网    发布时间:2024-04-11 11:35:25

  實際上,此時此时,你或许正將它握在手中:手機的變焦鏡頭,通過微型電機來運轉,這種電機裡就有數顆小小的稀土永磁资料。

  除了應用於手機,稀土永磁還是戰略性新興產業的關鍵功能性资料。在江西贛州,世界首條採用永磁磁浮技術的“興國號”列車正络绎於革新老區興國縣,其间就應用了一種新式稀土永磁资料——鈰磁體。

  歷時多年攻關,鈰磁體的研發由中國工程院院士、中國鋼研科技集團有限公司(以下簡稱中國鋼研)副總工程師李衛研讨團隊首先获得打破,並成功實現產業化。

  说到稀土永磁,繞不過它的原资料——稀土。自20世紀80年代起,李衛就屡次對我國北方稀土礦進行調研,解決稀土資源的平衡运用問題時刻縈繞在他腦海中。

  原來,稀土比如“多胞胎”,共有17種元素,但不同元素的豐度卻相差甚遠。例如,在我國白雲鄂博共伴生稀土礦中,鈰元素約佔50%,鑭元素佔25%左右,鐠、釹元素佔21%左右。

  但是,现在市場上首要的稀土永磁资料是釹磁體。這種磁體最早由國外研發成功,需求许多运用稀土中稀缺的釹、鐠元素,而含量較高的鑭、鈰元素卻難以派上用場。

  “剩余的大部分稀土元素都沒得到充沛的运用,堆積在那裡,稀土真的變成了‘土’。”李衛痛心肠說,稀土屬於戰略性稀缺礦產資源,如果能對儲量豐富的鑭、鈰元素高效运用,我國的稀土資源量相當於翻了一番。

  針對這一現實窘境,2006年,李衛下定決心帶領團隊啟動鈰磁體的研發作业,以解決稀土中豐度最高的鈰元素在稀土永磁资猜中的應用問題。

  其實,釹磁體自20世紀80年代問世后,就有人嘗試往其间增加鈰元素。多年過去了,卻一向沒能成功。

  在釹磁體中,釹、鐵、硼3種原子的數量份额顺次為2︰14︰1。研讨團隊期望,用鈰原子逐渐代替其间的釹原子。但鈰的品性脾氣著實令人頭疼。研讨團隊成員朱明剛解釋說,從磁學的视点來看,鈰元素的本征磁性較釹弱许多。此前研讨标明,增加鈰元素一般導致磁功能下降,因而這種元素不適於永磁體的生產。

  “過去,稀土永磁領域一般認為,鈰是有害的,增加鈰會對稀土永磁资料產生副效果。”李衛告訴科技日報記者,“怎么將‘有害’變‘有用’?這正是我們要霸占的難題。”

  研讨團隊針對鈰磁體研發中的瓶頸問題,反復建模、實驗、剖析,探究釹鐵硼资猜中增加鈰元素的制備技術,嘗試用各種办法改进鈰磁體的微觀組織結構。同時,他們每周都會舉行討論會,對實驗結果進行剖析。

  經歷無數次實驗之后,在2010年的一次討論會上,研讨團隊終於迎來严重轉機。“我們對當時的多項實驗結果進行剖析后發現,當具備一種特别的結構時,鈰磁體展示出顯著提高的綜合功能。”李衛對那次討論會記憶猶新。

  新發現令團隊成員歡欣鼓动。李衛卻給我们潑了盆冷水:“隻有一次實驗結果不可,要把實驗重復出來,真实搞清楚這種結構背面的規律。”

  又經歷一年多艱苦的實驗和探究,研讨團隊實現了實驗的穩定重復,真实霸占了新式鈰磁體的關鍵制備技術。2011年至2012年,中國鋼研在國內申請了鈰磁體發明專利,並先后在美國和德國獲得發明專利授權。

  這些年,李衛研讨團隊對鈰磁體的研讨逐渐深化。伴隨著一次次技術打破與創新,鈰磁體的功能不斷提高。鈰元素佔资猜中稀土元素的份额,也從零一步步提高到60%以上。份额越高,難度越大。讓鈰元素佔资猜中稀土元素用量的80%乃至100%,同時擁有杰出功能,這是研讨團隊现在正在攻關的目標。

  “榜首代和第二代稀土永磁资料,國內的研發屬於‘跟跑’。但鈰磁體是中國人的原創,我們擁有彻底自主知識產權。”中國鋼研總經理李波骄傲地說。

  “鈰磁體要以應用為主,邊研讨邊應用,不能讓研讨效果躺在那裡不發揮效果。”李衛屡次向團隊強調。

  現實是“骨感”的:從實驗室中的樣品,到生產線上的产品,科研效果的轉化絕非易事。剛開始,有不少企業主動找上門,結果都打了退堂鼓,原因之一是認為鈰元素在永磁资猜中许多代替釹元素不太或许。

  為了讓鈰磁體真实發揮出應用價值,研讨團隊迎難而上。他們主動找生產企業洽談协作,上門推薦這種新式稀土永磁资料。

  功夫不負有心人。2013年,研讨團隊終於找到兩家有勇氣“榜首個吃螃蟹”的企業——寧波復能新资料股份有限公司和山東上達公司。隨后,他們開始與這兩家企業协作開展鈰磁體的效果轉化,進行產業化技術攻關。2017年,寧波復能新资料股份有限公司獲得專利授權許可生產銷售的新式鈰磁體達到6000噸,鈰磁體成功實現產業化。

  短短幾年過去,國內鈰磁體的年產量已超過6萬噸,規模約佔整個稀土永磁產業的三分之一。符合中國稀土資源稟賦、具有中國特征的鈰磁體產業初具雛形。“鈰磁體產業成長這麼敏捷,連我自己都沒預料到。”李衛笑言。

  從“談鈰色變”,到備受歡迎,其背面隱藏著強大的市場邏輯。研讨團隊成員李安華告訴記者,由於鈰元素在稀土中豐度較高,鈰的價格隻有釹的二十分之一左右,無論在資源的可持續运用,還是產品的功能價格比上,鈰磁體都佔有競爭優勢。

  现在,鈰磁體已廣泛應用於機器人、高端機床、醫療、節能家電和電動自行車等領域各類電機中。上一年5月底,一台應用了1噸鈰磁體的1.5兆瓦風力發電機,在寧夏寧東靈武一期京能風電場安裝調試完畢,正式並網發電。新能源汽車驅動電機等更廣闊的市場也正在開拓。

  黨的二十大報告指出,以國家戰略需求為導向,集聚力气進行原創性引領性科技攻關,堅決打贏關鍵中心技術攻堅戰。“一種新式资料的研發需求十幾年乃至幾十年的尽力。要扎扎實實,不為一時一利,瞄准國家戰略需求,推動整個行業的發展進步。”李波說,“這也是我們作為科研型央企的責任和任务!”

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