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美国不担心稀土卡脖子了?一个华裔科学家,帮他们搞了无稀土磁铁

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稀土,这玩意儿听着像土,实际上是17种金属元素的总称,号称“工业维生素”。小到你手里的智能手机,大到天上飞的F-35战斗机,都离不开它。特别是用稀土造出来的高性能永磁体,更是电动汽车、风力发电机这些尖端领域的“心脏”。

全球稀土的供应链,从开采、分离到冶炼加工,再到最后做成磁体,咱们中国几乎是“一条龙”服务,占据了全球超过九成的市场份额。这意味着,美国虽然自己有矿,但挖出来之后,还得送到中国来加工,然后再高价买回去。

他们不是没想过办法,又是重启自家几十年前关停的老矿,又是拉着澳大利亚、日本搞“稀土联盟”,结果呢?雷声大雨点小。因为稀土产业真正的壁垒,根本不在于挖矿,而在于后面那套复杂得像炼丹一样的分离提纯技术,这需要长年累月的技术积累和巨大的环保投入,不是砸钱就能速成的。



就在美国人一筹莫展的时候,一位名叫王建平的华裔科学家,带着他的团队,搞出了一种“氮化铁磁铁”,号称性能强大,还完全不用稀土!

这下,美国媒体纷纷惊呼“游戏规则改变者”来了。说实话,这王建平教授确实是个人物。他上世纪60年代出生在西北,本科和硕士在兰州大学就读,之后又在中国科学院拿了博士学位。可以说,他早期的学术根基,是在咱们中国的土壤里扎下的。后来,他远赴美国,成了明尼苏达大学的终身教授,在磁性材料领域深耕多年,手里握着几十项专利,创办了一家自己的公司,专门要把这个氮化铁磁铁商业化。



那么,这个被寄予厚望的氮化铁磁铁,到底是个什么来头?简单来说,它的主要原料就是地球上最不缺的铁和空气里取之不尽的氮。理论上,它的磁性能上限甚至比我们现在主流的“磁王”——钕铁硼磁体还要高。用白菜价的原料,造出比黄金还强的性能,这诱惑力谁顶得住?

其实,氮化铁这东西并不是什么新发明,科学家早在半个世纪前就发现了它的潜力。可为什么一直都只存在于实验室里呢?关键就卡在工艺上。这个铁和氮的结合,需要在特定的温度和压力下才能形成最理想的稳定结构。温度稍微控制不好,整块材料的磁性也就废了。这个工艺窗口极其狭窄,导致它很难被放大进行工业化生产,做个指甲盖大小的样品或许惊艳,但想做成汽车电机里需要的大尺寸磁瓦,就容易开裂。



而王建平教授团队宣称的突破,就在于他们找到了一套“低温氮化+高压烧结”的两步法,再配上一台“旋转式连续烧结炉”的独门设备,硬是把这个世纪难题给攻克了。

消息一出,美国能源部和国防部先后砸下重金扶持,汽车巨头通用更是给王建平公司投了巨资,还签下了一份大订单,计划在2028年款的雪佛兰等电动汽车上,率先使用这种无稀土磁铁。



这一下,性质就变了。通用汽车的订单,意味着氮化铁磁铁不再是一个实验室里的“概念股”,而是被强行拽上了汽车工业的战车,准备接受市场最残酷的考验。

那么问题来了,有了华裔科学家的技术突破,有了政府的资金支持,还有了通用汽车这样的产业巨擘“带路”,美国是不是真的就能高枕无忧,彻底摆脱对中国稀土的依赖了?

我看,还早得很。

首先,是性能的稳定性。氮化铁磁铁有一个目前看来比较致命的弱点:耐高温性能差。有测试数据显示,他们的样品在250℃的环境下放3个小时,磁性能就衰减了40%。这个温度,很多汽车的发动机舱都能轻松达到。更别提军工领域动辄要求在300℃以上稳定工作的严苛标准了。相比之下,我们国内顶尖企业,比如中科三环生产的稀土磁体,能在400℃的高温下工作1000个小时,磁性能衰减不到5%。这之间的差距,可不是一天两天能追上的。



再者,就是供应链的博弈。美国人以为绕开了稀土就能万事大吉,但他们没料到,制造高性能的氮化铁磁体,需要杂质含量极低的电子级还原铁粉,以及纯度高达“六个九”(99.99999%)的高纯氨气。巧的是,这种高纯度工业气体的生产和核心设备,比如大型空分设备,全球大部分市场份额又掌握在中国企业手里。

最后,还有一个更深层次的问题,那就是产业生态。中国稀土产业的真正壁垒,从来不是单一的技术点,也不是几座矿山,而是我们经过几十年时间,建立起来的一整套从研发、生产到应用的完整产业生态。这里面包含了数以万计的工程师和技术工人,包含了上下游无数家配套企业,包含了海量的工艺数据和生产经验。



所以,我们该如何看待王建平教授和他的氮化铁磁铁呢?

这无疑是一项非常了不起的技术突破,它展示了全球科技竞争的另一种可能性。对美国而言,王建平公司的存在,不一定能在短期内颠覆市场,但它提供了一个备用选项,一个在地缘政治紧张时可以握在手里的筹码。

但对于我们中国来说,既要保持警惕,也无需过度焦虑。这件事恰恰提醒了我们,任何技术优势都不是永恒的,我们必须一边继续巩固和深化在稀土全产业链上的优势,向着更高附加值的应用领域迈进;另一边,也要对这些潜在的替代技术路线保持高度关注和投入。

说到底,未来的竞争,不是单一材料的竞争,而是整个工业体系和创新生态的竞争。美国有它的技术尖兵,我们有我们的产业军团。王建平教授的氮化铁磁铁,为这场已经上演多年的稀土大戏,增添了一个极具戏剧性的新篇章。但要说这场戏就此迎来大结局,恐怕还为时尚早。

真正的博弈,才刚刚开始。

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