吸黄金的磁铁叫什么,怎么寻找黄金矿脉

创业学习网2021-11-14 12:09:08488

任何对清洁(可再生)能源、消费电子产品或电动汽车有短暂兴趣的人都会遇到“永磁体”这个词。永磁体由金属和稀土元素的不同组合制成。永磁体出现在20世纪60年代左右,但在1982年,一些东西改变了游戏规则。

——通用汽车公司的研究科学家约翰克罗斯特用稀土制造了世界上最强的永磁体。1986年,公司成立了一个部门,名为Magnequench。

Magnequench的目标是生产钕铁硼磁体,这是通用汽车需要的一种先进的永磁材料。这项研究是由于较早开发的钐钴永磁材料成本较高。

制造永磁体有两种不同的方法。通用汽车专注于熔纺纳米晶钕铁硼磁体,日本住友金属工业生产全密度烧结磁体。住友后来被日立收购。日立生产钕磁铁的专利技术,并授权给其他公司。在通用汽车试图进入这一领域的过程中,有一个更有趣的变化。

没有对Magnequench的可疑收购,中国就不可能发展稀土产业。1988年,总部位于印第安纳波利斯的Magnequench被神秘地卖给了中国。该工厂随后关闭,并于2000年迁至中国。

此后,美国国防承包商所需的稀土金属、合金和磁体主要来自中国,或直接或间接。中国垄断了元素周期表中17种元素的开采和/或加工。

永磁体分类

永磁体有六种,但只有两种是稀土元素制成的——钕铁硼磁体和钐钴磁体。其他四种类型的磁体是陶瓷(或硬铁氧体)、铝镍钴、注射成型和柔性。

这四种材料就不用详细介绍了。陶瓷磁体由氧化铁和碳酸钡或碳酸锶组成。它们是最早发明的磁铁类型,可以追溯到古希腊,古希腊人就知道磁铁(一种磁性矿石)。第一个陶瓷磁体出现在20世纪50年代。比以往任何磁体都更强大的磁体可以由粉末状钡铁氧体或锶铁氧体制成,然后进行烘焙。相比之下,钕磁铁是钕、铁和硼的合金,在熔炉中熔化,然后冷却成锭。铸锭破碎后,粉末烧结成致密块,热处理后切割成型,然后进行表面处理和磁化。

陶瓷磁体容易磁化,耐腐蚀,比天然磁体更强,但易碎,这意味着它们不能用于折弯机。钕磁铁也比较脆,耐热性差,需要涂层防腐蚀。然而,它们比任何其他类型的相同尺寸的磁体更强,并且非常耐外部磁场的退磁。这使得钕磁体适合大功率涡轮机和发电机,而陶瓷磁体更适合低功率机器。

在钕铁硼和SmCo磁体出现之前,最强大的磁体是由铝、镍和钴制成的铝镍钴磁体。铝镍钴磁体已经取代了电磁铁,铝镍钴磁体在很大程度上已经被更强的钕铁硼和钐钴磁体所取代,但它们仍然用于高温加工设备和传感器,举几个例子。

注射成型磁体是通过混合磁性材料和聚合物粘合剂制成的。这使得磁体能够被模制成复杂的形状,适合于插入到现有部件中或周围,从而节省了制造过程中的步骤。柔性磁体是相似的,除了它们是扁平的条状和片状。乙烯基经常被用作粘合剂。

钐钴磁体最早于20世纪70年代推出。它们比铝镍钴或陶瓷材料更强,在所有永磁材料中耐热性最好,能承受高达300摄氏度的高温。然而,由于成本高,它们不如最常见的稀土磁体钕铁硼受欢迎。钐钴磁体具有很强的防锈能力,但当高温导致它们生锈时,它们也非常脆弱

膨胀时可能会断裂。


钕-铁-硼磁铁的性能与钐-钴类似,只是它们的抗氧化能力较差,需要表面处理,而且不能承受如此高的温度。由于钕铁硼磁铁的磁性很强,所以它可以被安装在电机和无绳工具等紧凑的空间中。


铽和镝有时被添加到钕铁硼磁体中,以使它们能够承受更高的温度。


永磁体属性

比较永磁体有更科学的方法。剩磁是指磁场的强度,矫顽力是指材料的抗退磁能力,能量积是磁能的密度,居里温度是材料失去磁性的点。


功能和应用

电动机用磁铁把电能转换成机械能。永磁体被放置在导电物质中,来自磁体的磁场带动另一件设备,使电机快速旋转。永磁体也可以起到相反的作用,将机械力转化为电力。将两块永磁体相对放置会产生斥力,使涡轮旋转,涡轮就会转动一个叫做电枢的旋转线圈,从而产生电能。


自上世纪90年代钕磁铁变得更便宜以来,钕磁铁在许多高科技应用中取代了早期的铝镍钴和铁氧体永磁。常见用途包括计算机硬盘驱动器、风力涡轮机、扬声器/耳机、MRI扫描仪、无绳工具电机;以及燃油汽车、混合动力和电动汽车的各种电机,甚至各种工业电机。


顺便说一句,钕是镍金属氢化物(镍氢)电池中发现的稀土元素的混合物之一,镍氢电池的阳极通常是镧、铈、钕和镨的混合物。


美国军方是永久磁铁的重要买家。隐形直升机的消声技术叶片中含有钕磁铁。


飞机使用它们作为电机和执行机构,就像美国海军的Zumwalt DDG 1000制导军用驱逐舰(舰上的感应电机巡航时产生58兆瓦的电力),中心安装的电力牵引驱动器和集成启动发电机一样。飞机电气系统采用钐钴永磁来发电。


对这些磁铁材料的需求只会增长,尤其钕的需求。


因此,讨论是否有足够的磁铁材料,尤其是稀土元素,来满足人们的需求,这是一个合情合理的问题。


中国是最大的稀土开采、加工、供应商。(综合编绎)


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