美国研究人员开发不含稀土的磁体 有助于减少电机尺寸-焦点滚动

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据外媒报道，美国能源部先进材料研究所（CMI）和艾姆斯实验室（Ames National Laboratory）的研究人员基于微观结构工程学开发了一种制造锰铋磁体（MnBi）的新方法。

（图片来源：艾姆斯实验室）

目前，电机中使用的永磁体由稀土元素（如钕和镝）制成，而这些元素的储量越来越少。CMI研究人员和艾姆斯实验室的科学家Wei Tang表示，研究人员通过改善无稀土永磁体材料（如MnBi）的性能，推动制造不使用稀土的紧凑型电机。

电机中使用的永磁体，需要具有高能量密度或高水平的磁性和矫顽力（即磁体可以在高温或其他能够消磁的外部影响下保持当前磁性的能力）。使用MnBi材料的挑战在于，传统制造方法需要通过高温将单个材料转化为磁体，而这些热量降低了磁体的能量密度。为了解决这一问题，该团队开发了一种替代工艺。

该团队开始使用的每种材料都呈细粉状，增加了起始磁能水平；接着，研究人员通过温和的加热方法来构建磁体，而不是高温方法；最后，新工艺的关键在于添加一种无磁性成分，避免颗粒互相接触。这种额外的元素称为晶界相，为磁体提供了更多的结构，使磁性可以通过单个粒子而不影响相邻区域。

研究人员预计，随着温度升高，磁性和矫顽力会下降。对于大多数磁体材料来说确实如此。然而，对MnBi材料来说，温和的温度可以提高矫顽力，并降低磁化强度。与其他已知磁体相比，提高的矫顽力有助于磁体在升高的温度下保持稳定。

Tang表示：“使用高功率密度磁体，可以减少电机尺寸，从而制造更加紧凑的电机。现在，制造更小、更紧凑和更节能的设备，具有重要意义。”