稀土和磁性材料是什么关系?

稀土和磁性材料是什么关系?,第1张

稀土是磁性材料的原料之一

稀土永磁材料

主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。前者是稀土元素铈、镨、镧、钕等和钴形成的金属间化合物,其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3~5倍

,永磁铁氧体的8~10倍,温度系数低,磁性稳定,矫顽力高达800千安/米。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高,不易碎,有较好的机械性能,合金密度低,有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性温度系数较高,限制了它的应用。

原材料有保障对于磁性材料当然是利好。

稀土永磁

和锂电池

金属锂矿都是新能源概念,它们之间并没有什么关系。

稀土是磁性材料的原料之一,比如稀土永磁材料。也就是说稀土可以做成磁性材料来应用。

稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。

稀土永磁分钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)永磁体。其中SmCo磁体的磁能积在15--30MGOe之间,NdFeB系磁体的磁能积在27--50MGOe之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。钐钴永磁体,尽管其磁性能优异,但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴,因此,它的发展受到了很大的限制。我国稀土永磁行业的发展始于60年代末,当时的主导产品是钐-钴永磁,钐-钴永磁体世界销售量为630吨,我国为90.5吨(包括SmCo磁粉),主要用于军工技术。

稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc) 和钇(Y)共17 种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土氧化物的价值将越来越大。

磁性材料,通常所说的磁性材料是指强磁性物质,是古老而用途十分广泛的功能材料,而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中,例如将永磁材料用作马达,应用于变压器中的铁心材料,作为存储器使用的磁光盘,计算机用磁记录软盘等。大比特资讯上说,磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。而通常认为,磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。

稀土素有“工业味精”“新材料之母”之称,是 17 种金属元素的统称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导d的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,得益于稀土科技领域的技术。

稀土共有轻稀土和中重稀土两大类,轻稀土其中多用于制作屏幕、防晒剂、玻璃制品等民用领域,而中重稀土储量丰富被广泛应用于军事、航空领域。

稀土尤其在荧光、磁性、光纤通信、冶金、储氢、激光等几个领域具有不可替代的作用,中国稀土矿藏丰富,垄断全球,是唯一能够提供 17 种稀土的国家,中国已经探明的稀土储量占据全球近 4 成。

中国更拥有全球领先的稀土开采和冶炼分离技术,从而成为全球惟一拥有稀土全产业链的国家。江西省稀土学会常务副秘书长孟庆江说:“国外开采了稀土也只能送到中国来。”

所以,其他各国的稀土绝大部分都是运到中国进行冶炼分离,中国的相当部分稀土都是外国进口稀土矿,然后进行提炼,最后出口稀土产品。

中国2018年从美国进口了大概25000吨稀土及氧化物,一跃成为最大的稀土进口国。这样,既保证了中国的稀土储存量不至于被过度消耗,也防止了欧美稀土企业卷土重来。

很多人说,中国对美的三张王牌之一,便是控制稀土的对美出口。

在用稀土制造的材料和设备之中,稀土永磁材料中国占据了垄断地位,稀土永磁材料顾名思义就是永磁材料中含有作为合金元素的稀土金属。

稀土永磁材料是电子技术通讯中的重要材料,主要用在人造卫星,雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。

除此之外,稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。

中国大陆去年的磁铁出口总额高达17亿美元(约117.8亿元人民币),其中,美国进口总额约3.95亿美元中有2.57亿美元来自中国大陆。

值得一提的是,中国以外的稀土磁铁加工厂主要是在日本和德国,但是这两国的稀土也仰赖中国进口,而就算是其他国家也拥有稀土矿,它们稀土的加工依然与中国密不可分。

花旗集团报告称:若中国只是对输美稀土金属和稀土合金作出限制,而中国以外加工产能迅速建成的话,美国尚可应付。不过,如果限制范围扩大到磁铁、永磁电机等制成品,则情况将会严重得多,美国某些特种行业可能将会因此陷入供货中断的困境。

为了获得中国的稀土永磁材料,美国甚至不惜用铼来换取,铼是一种稀有难熔金属,它在地壳中的含量仅十亿分之一,熔点3180℃,沸点5627℃,纯铼质软,外表与铂相同,它不仅具有良好的塑性、机械性和抗蠕变性能,还具有良好的耐磨损、抗腐蚀性能,对除氧气之外的大部分燃气能保持比较好的化学惰性。

铼及其合金被广泛应用到航空航天、电子工业、石油化工等领域。尤其铼在喷气式发动机和火箭发动机具有重要作用,铼可以让发动机的寿命得到成倍的提升,它能够提高发动机涡扇叶片的耐高温性,铼的熔点高达3100度,而且强度极高。把它运用到空心单晶涡轮叶片中,可以让发动机加力燃烧室,工作时间更长,而且不容易损坏,对提升发动机的推力有着巨大的作用。

所以全球约80%的铼用于生产航空发动机,在军事战略上有重要意义,是各国战略储备的必选之一。

但它比钻石更难以获取。根据美国地质调查局报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右,其中美国的铼储量占据全球第一,为了维持在航空工业的优势地位,美国和其它一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。英国的航空发动机巨头罗尔斯罗伊斯虽然在中国投资建厂,但是对中国员工层层设防。

在2010年,华山南麓矿山,工作人员意外勘探到稀有金属铼,储量达到了176吨,约占全球储量的7%,成都航宇实现了铼的提纯,生产出合格的单晶叶片,但是中国铼产量远远不够。

这个时候中国就利用了自己的稀土优势,通过禁运稀土永磁材料,让美国用铼来换取稀土永磁材料。目前,中国的歼-20发动机据说就使用了铼材料。

不过我们也不要高兴地太早,在许多的核心技术和材料上,中国依然落后于美国。中国还需要继续努力。


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