钕铁硼磁铁发明人——佐川真人
佐川真人身材矮小,貌不惊人,平日沉默寡言,在大学里曾做过固体表面性质与构造的相关研究。毕业后进入了富士通研究所工作,他被分到研究磁性材料的部门,开始了磁性研究的道路。佐川当时考虑,如果能用钴元素制造出强力磁铁的话,从原理上来讲,用铁元素应该也可以制造出强力磁铁。而且,与钴相比,铁元素具有绝对优势,不仅资源丰富,且磁矩大于钴元素。如果能够制造出含有铁元素的稀土类磁铁,就可能会代替钐钴磁铁成为世界上最强的磁铁。
当时举办了一个关于稀土类磁铁的研讨会。从定义上来看,“稀土类磁铁”不仅包含“稀土类与钴”,也包含“稀土类与铁”。但当时研讨会上发表的内容全部都是关于稀土类与钴元素。当时不仅在日本,全世界范围内也没有人关注铁元素。大家都认为必须做钴元素的研究。但佐川在大学里面没有学习磁性相关的知识,完全是一个初学者。因此,头脑相对比较灵活,没被固有观念束缚。
在参加1978年召开的研究会时感触颇深。最初的演讲人是野正硒博土,他用简短几分钟的时间对为何无法使用铁元素制造稀土类磁铁进行了说明。“在稀土元素与铁元素的晶体中,由于铁原子之间的距离太近,强磁性状态不稳定。”于是他有了想法,如果在化合物中加人碳原子、硼原子等原子半径小的元素,扩大铁原子之间的距离是不是就可以了呢。
研究会的第二天佐川就开始实验,合金每5分钟就可以做一个,非常简单,他反复进行磁特性的测试。这样就相对较快地得出了结论,钕、铁、硼元素的合金有希望。虽然制造出了有希望的化合物,但与磁铁不一样。要做成磁铁,需要将化合物粉碎,然后把非常小的晶体集结成块。形成这种结构非常困难。佐川做了许多尝试,如加入微量的其他原子等,但还是没能成功。大块化合物本身即使放在磁场内,也完全不会变成磁铁。这项研究作为非正规业务难以继续开发下去,于是佐川跳槽到了永磁铁制造公司住友特殊金属。
在80年代前,日本住友特殊金属公司在磁性金属方面的研究工作,总落后于美国通用公司,为了打破美国通用公司的垄断地位,住友公司的老板,出重金悬赏,奖给本公司品质优良新磁性金属的发明者。
佐川真人挺身而出,接受公司研究新磁性金属的任务。他接受任务的目的,决非为了奖金,而是出于民族自尊心,力图要在这方面赶上美国,并超过美国。1983年,他终于成功地制造出一种叫钕铁硼永久磁性材料,从此一鸣惊人。
1983年11月29届金属学术讨论会上,日本住友特殊金属公司最先提出钕、铁、硼永久磁性材料的制造,真是"一石激起千层浪",此后,引起了钕铁硼新磁性金属研究的热潮,十多年来,这方面的专利与日俱增, 日本住友特殊金属公司在这方面还保持新磁性金属专利的"霸王"地位。
佐川真人的永久磁性金属的成份大体如下:钕和镨占11-18%,硼占6-12%,钒占2-6%,余下来的是铁和钴。它的制造方法有两种:第一种是先在电炉中进行熔化,然后在惰性气体的气氛中用700-1100℃下进行热处理,从而形成包围晶粒的抗氧化保护膜,接下来进行常规压制成型,烧结和热处理;第二种方法是在熔化过程中钒或钴以后加入,其目的在于烧结时能使其在晶界析出形成氧化保护膜,接下来也是常规的烧结和热处理。
从上述两个方法制得的钕铁硼永久磁性金属有如下特点:其一,大大地提高了磁体的矫顽力,其磁性矫顽力可达15.2-21Koe,最大磁能积30MGoe;其二,是对温度特别稳定,比传统的永久磁性材料的稳定性提高了三倍;其三,它有较强的耐蚀性,耐蚀性比传统材料大二倍。
美国通用公司的技术员不能忍视日本的迎头赶上,他们于1990年也提出永磁材料的新制法--钕铁硼型磁取向片状材料的方法。这个方法是先采用熔体旋淬法制备各向同性的带状粉粒,然后,该粉粒通过等离子喷射枪加热成糊状,推至由一对后向旋转滚轮的加间隙中,随即压成粉片,从而制成了具有各向异性的优质磁性材料。这样操作后的材料又比佐川真人的发明更胜一筹。
佐川真人更是不甘落后,又在自己的以往的发明作重大改进,提出一个新的措施,他在钕铁硼磁体中又添进少量铜,便获得高矫顽力的热处理温度范围大大拓宽,添加铜后,磁体的最佳热处理温度区间由原先的10度左右,拓宽到300℃,于是,制出了更好的永久磁体。
值得一提的是,在永久磁性材料的竞争热潮中,我国科学家也有新的贡献,他们创造新的烧结方法,用感应加热烧结代替传统的烧结和热处理,这样可在5min内,使磁体的烧结密度达到理论值的95%以上,最大磁能积达280kJ/m3以上,由于烧结时间大大短于传统技术,因此,可避免磁体晶粒生长过大,同时,还可大大缩短生产周期,使生产成本相应降低。
显而易见的是,自从1983年以来,钕铁硼永磁材料的竞争日益激烈,进展速度之快,也是罕见的,竞争将给人们带来新的技术。
最近更新
更多>>
- 钕铁硼磁铁发明人——佐川真人2025-06-09
- 磁性材料知识,一篇即可入门2025-06-03
- 3C消费电子产品中的磁性材料应用有哪些呢2025-05-26
- 磁性材料常识之——铁氧体2025-05-26
- 磁性材料是如何分类的呢?2025-05-22
- 稀土永磁的行业应用有哪些?2025-05-21
- “磁"是怎么被发现的?2025-05-20
- “永磁之王” 钕元素2024-07-11
- 磁性材料有何特性?2024-05-15
- 何为钕铁硼永磁材料?2024-01-17
热点文章 更多>>
- 何为钕铁硼永磁材料?2024-01-17