狂卷上亿票房的热映电影《X战警天启》中,狠角色“万磁王”的强大磁力给观众留下深刻印象。而在现实生活中,则存在着一个跨界于材料和能源领域的“磁王”——稀土钕铁硼永磁材料。

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可吸附本身重量640倍的物体!

磁铁相信大家小时候都玩过,但“磁王”未必都见过。在赣州富尔特电子股份有限公司,记者见到了业内所说的“磁王”,一种体积很小、吸力极强、份量很轻的超级磁铁。据公司总工程师杜君峰介绍,钕铁硼磁材可吸附本身重量640倍的物体,是目前为止人类已知的世界上具有最强磁力的永久磁铁!

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专家说,一般磁性材料用一段时间后磁力都会削弱,钕铁硼永磁材料则因具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积等特性,磁力最强,所以稳坐磁性材料头把交椅,被尊称为“万磁之王”。据说这种永磁材料,可以实现磁、电、机械能之间最高效率的传递,在人类所知领域中,达到了能量转换的最高境界。

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“磁王”其实就在身边。一直以来,被誉为工业“维生素”的稀土,在军工、石油、化工、冶金、纺织等领域有着广泛的应用,但离老百姓居家过日子距离似乎有点远。由稀土制成的钕铁硼永磁材料,凭借体积小、磁力大、抗衰减,节能环保等特点,实现了电机的微型化。白色家电、智能手机、平板电脑、新能源汽车、磁悬浮列车、工业机器人、无人机等多个领域,你都能找到“磁王”的身影。

以新能源汽车举例,从倒车镜的自动旋转,座椅的前后调整、大灯控制,到点火线圈、驱动电机、巡航控制的运行,几十个地方都要用到“磁王”。智能手机里更是有100多处用到“磁王”,听筒、话筒、振铃、相机自动对焦马达、感知距离位置和温度的传感器……

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而如果你是一名资深的“剁手党”,正在荒郊野外来一场说走就走的旅行,哪怕身处快递小哥势力范围外,你也完全可能在规定的时间和地点得到你的宝贝——这一切当然离不开靠稀土永磁同步电机提供动力的无人机。

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稀土一点也不“土”

提到稀土,不少人都会联想起稀土矿的开采和冶炼,没错,但这只是稀土产业链的低端,其实稀土不LOW也不土。虽然目前受价格影响,许多位于产业链前端的稀土开采、冶炼企业处于停产半停产状态。但也有一些企业依靠技术创新,开拓永磁材料中高端应用市场,涉足智能制造领域,“高冷感”扑面而来。

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位于赣县的诚正有色金属有限公司是一家专门给新能源汽车做永磁电机配套的企业,他们瞅准永磁材料的高端应用市场,聘请日本技术人员,加大科技研发力度,在稀土行业整体疲弱的大环境下,订单逆势上扬,企业去年盈利3000万元,较前年翻了近一番。

富尔特电子股份有限公司则正在和一家无人机生产企业开展合作,为无人机螺旋桨提供驱动电机的配套产品。

从曾经深埋地下的稀土矿,到今天广泛应用到各类智能消费领域,“磁王”的广泛应用,为我国拥抱智能制造奠定基础。

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“当今世界正以科技为手段、以智能制造为特点开启新一轮工业革命,永磁材料在制造业的许多种新型材料、器件和设备上均有应用,在高档数控机床和机器人领域扮演关键角色,将为我国迎接新一轮工业革命大潮、迈向智能制造发挥关键作用。”中国稀土行业协会专家任旭东说。

杀鸡用上了牛刀,可惜!

随着智能制造的整体推进,永磁材料的技术创新与应用,无疑将成为国际角逐的重要技术领域。但专家说,我国稀土资源虽然十分丰富但放眼全球,实话实说,我国稀土永磁材料的高端应用并不强,比日本等永磁产业强国,还是差了一条街的。

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“受生产设备、工艺控制水平、管理水平以及工业和生产自动化程度的限制,我国钕铁硼永磁材料终端产品在均匀性、一致性和稳定性上比日本产品差,部分高端应用只能靠进口。”南昌大学稀土与微纳功能材料研究中心主任李永绣说。

目前,我国拥有约30多万吨/年的钕铁硼毛坯产能,其中,六成多的生产企业集中于建材、玩具、服饰等低端应用,大量用在门碰、自动麻将机、箱包的包装磁方面。永磁产业低端过剩、高端不足,杀鸡用上了牛刀。

在技术发展日新月异的今天,必须加快技术的升级换代,抢占产业制高点。如果现有技术裹足不前,就有可能遭遇替代技术的碾压。

稀土行业里就发生过这样的例子。几年前还是荧光灯一统江湖的时候,那时荧光粉的主要材料氧化铕价格最高时达到3万元/千克。但是高价格影响了灯具厂家的利润,灯具行业开始寻找荧光灯的替代照明技术,很快,LED技术大规模出现并开始使用,其市场被部分取代,现在氧化铕价格每千克只有300多元,卖出了“白菜价”还丢了市场。

再回来说说“磁王”,据悉,美国科学家已合成出由铁纳米为主体的一种新型磁性材料,在磁性方面可媲美永磁材料,有望降低工业生产中对稀土资源的依赖。如果我国在永磁应用方面缺乏领先国际的技术创新,一旦出现替代产品,“磁王”或将面临“英雄无用武之地”的危局。

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“稀土不‘稀’。作为全球战略性资源,中重稀土为我国独有,但我们不能躺在矿山上睡大觉,必须加大稀土高端应用的技术创新,跻身国际先进技术强国行列,让竞争优势‘稀有’起来。”李永绣建议。

记者王宇、秦宏

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