$正海磁材(SZ300224)$$中国稀土(SZ000831)$ $中科三环(SZ000970)$ 2022年10月的论文。

剑桥大学的一个团队与奥地利的同事合作发现了一种制造稀土磁铁可能替代品的新方法：tetrataenite，一种在陨石中自然形成需要数百万年的“宇宙磁铁”。先前在实验室制造tetrataenite的尝试依赖于不切实际的极端方法。但添加一种常见元素——磷——可能意味着可以人工制造并大规模生产tetrataenite，而不需要任何专业处理或昂贵的技术。这项研究的结果发表在《高级科学》杂志上。剑桥大学的商业化部门剑桥企业和奥地利科学院已经对该技术申请了专利。高性能磁铁是建设零碳经济的关键技术，目前最好的永久磁铁含有稀土元素。尽管它们被称为“稀土”，但在地球的地壳中非常丰富。然而，中国几乎垄断了全球稀土生产：2017年，全球81%的稀土来自中国。其他国家，如澳大利亚，也开采这些元素，但随着与中国的地缘政治紧张关系加剧，人们担心稀土供应可能会受到威胁。tetrataenite是其中最有希望的替代品之一。它是一种具有特定有序原子结构的铁镍合金，在陨石缓慢冷却时形成，使铁和镍原子有足够的时间在晶体结构中自我排列，最终产生接近稀土磁铁的磁性材料。现在，剑桥大学材料科学与冶金学系的Lindsay Greer教授和他的奥地利科学院和Leoben Montanuniversität的同事们找到了一个不需要数百万年冷却或中子辐射的可能的替代品。该团队正在研究含有少量磷的铁镍合金的机械性能，磷也是存在于陨石中的元素。这些材料内部的相模式显示了树状生长结构，被称为树枝。研究人员说，磷可以让铁和镍原子移动得更快，从而使它们在不用等待数百万年的情况下形成必要的有序排列。通过以正确的数量混合铁、镍和磷，他们能够将tetrataenite的形成速度加快11到15个数量级，使其在简单铸造过程中在几秒钟内形成。虽然研究人员已经找到了一个有希望的方法来生产tetrataenite，但仍需要更多的工作来确定它是否适用于高性能磁铁。该团队希望与主要磁铁制造商合作开展研究。这项研究部分得到了欧洲研究理事会（ERC）在欧洲联盟的Horizon 2020研究和创新计划和第七框架计划下的支持，以及奥地利科学基金。