“萬磁之王”

朱繼銀

你知道嗎？我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X、冰箱、空調(diào)，甚至是耳機里，竟藏著被稱作“萬磁之王”的磁體——釹（nǚ）鐵硼永磁體。它長什么樣子？與我們常見的吸鐵石有什么區(qū)別？有哪些應用？

組成釹鐵硼的主要物質(zhì)示意圖

磁中“大力士”

永磁體，指的是能長久保持其磁性的磁體。人造永磁材料種類多樣，包括磁鋼永磁體、鐵氧體永磁體（我們常見的吸鐵石主要成分就是鐵氧體）、鋁鎳（niè）鈷（gǔ）永磁體、釤（shān）鈷永磁體、釹鐵硼永磁體等。其中磁力最強的便是釹鐵硼永磁體，它是一種由釹、鐵、硼等元素組成的四方晶系晶體，可吸起相當于自身重量640倍的重物。

上天入地，無所不能

根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，可將釹鐵硼永磁體分為燒結(jié)釹鐵硼永磁體、粘結(jié)釹鐵硼永磁體、熱壓釹鐵硼永磁體3類。釹鐵硼永磁體家族中的這3位“兄弟”各有優(yōu)劣。

轉(zhuǎn)子，指的是由軸承（支持和約束軸的旋轉(zhuǎn)或擺動的機械部件）支撐的旋轉(zhuǎn)體，是各種動力機械或工作機械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。很多汽車的電動機靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動工作，而其中便有磁體的身影。

?釹鐵硼永磁體是現(xiàn)代磁體中磁性最強的永磁體（繪圖/閆麗真）

一般磁體的磁性會因外力作用而消退，但釹鐵硼永磁體壽命長、磁性強、耐高溫，因此在工業(yè)領(lǐng)域“大展身手”。它革新了汽車電動機技術(shù)，新能源汽車領(lǐng)域開始廣泛應用由釹鐵硼永磁體來轉(zhuǎn)動的永磁同步電動機。

不僅如此，釹鐵硼永磁體因其體積小、磁性強，還可被用在航空航天領(lǐng)域，以減輕飛行器的質(zhì)量，讓它們更順利地飛上藍天。

小小一塊釹鐵硼永磁體，居然如此“力大無窮”。細心查看我們身邊，或許就能發(fā)現(xiàn)它的身影。

知識鏈接? 工業(yè)“維生素”——稀土

稀土是元素周期表中鑭系元素和鈧、釔共17種金屬元素的總稱。1794年，芬蘭化學家約翰·加多林從一塊礦石中分離出了首個稀土元素——釔（yǐ）土。那時人們對稀土的認知有限，且只能用化學方法制備少量不溶于水的，在化學領(lǐng)域常被稱為“土”的物質(zhì)，因此將這些元素稱為“稀土”。

稀土因其特殊的原子結(jié)構(gòu)而十分活躍，具有豐富的磁、光、電性能。將它們與其他元素結(jié)合，可以組成品類繁多、功能多樣、用途各異的新型材料。因此，稀土成了一種非常重要的戰(zhàn)略資源，被稱作工業(yè)“維生素”，主要被應用于軍事、冶金、石油化工、高新材料等領(lǐng)域。

?轉(zhuǎn)子中的釹鐵硼永磁體示意圖（繪圖/閆麗真）

軸承示意圖

（責任編輯 / 牛一名? 美術(shù)編輯 / 周游）