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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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稀土不是稀罕货,地壳里到处都有,可关键在于提炼和加工。

中国掌握了全球92%的精炼能力,尤其是那些高纯度的钕、镝啥的,用来做强力磁铁。电动车电机、风力发电机、手机喇叭、导弹引导系统,全都离不开这些磁铁。

美国进口的磁铁里,九成以上来自中国。结果贸易摩擦一闹腾,中国稍微收紧出口,美国那边工厂就得停工,福特汽车生产线直接歇菜。



2025年10月,中国商务部又发了个62号公告,限制七种稀土元素的出口,搞得特朗普那边直跳脚,威胁加关税。

美国人也不是傻坐着等死,早几年就开始折腾本土开采和替代方案。

加州的山口矿2012年重启,澳大利亚的Lynas公司2011年在马来西亚建厂,日本也掺和进来,三国还签协议共享资源。



国防部甚至翻出冷战时期的库存应急。可这些努力吧,效果一般般。因为加工环节太复杂,矿石破碎、酸浸、电解分离,全链条中国企业经验丰富,成本低。

2023年,美国地质局报告说,全球稀土产量中国占85%,美国才4%。疫情期间供应链一断,电动车组装直接卡壳。政府出报告,强调稀土是关键矿产,砸了好几亿美元研发。

2024年,美国还对进口磁铁加25%关税,逼着本土生产。



企业也动起来,通用汽车回收旧磁铁,回收率从30%提到50%。加拿大Neo公司2022年在欧洲建厂,MP Materials 2024年在得州开精炼厂,年处理4000吨。

可这些还不够,高端磁铁市场20万吨需求,美国新产能就占一小块。环保压力大,矿场废水处理贵,劳动力也缺。总的来说,美国想独立,得烧钱走弯路。

就在大家觉得稀土这事短期难解的时候,一个叫王建平的华裔教授出来了。



他在中国出生,1989年从兰州大学本科物理毕业,1995年在中科院物理所拿博士,主攻纳米磁性。毕业后去新加坡做博士后,2002年到美国,进了明尼苏达大学当教授。

现在他是学校的杰出教授,持有65项专利,还创办了好几家初创公司。

铁氮化物这材料在1950年代就发现了,磁性能不错,可到2000年代初因为争议停滞了。王建平从2002年起钻进去,花了八年时间重现材料。



先是理论分析磁性潜力,然后实验室反复试。用纳米级铁氧化物粉末,通过气体把氧换成氮,再高压压成磁铁。整个活得几天到几周,颗粒大小、氮化条件得严控,不然性能不稳。

2010年,王建平发论文,证明铁氮化物磁力高,能比肩部分稀土磁铁。2011年,明尼苏达大学从能源部拿425万美元,验证制造可行性。

王建平团队优化工艺,避免稀土,用铁和氮这些到处有的资源。铁是地球第四丰富元素,氮在大气里随便取。



关键是工艺,王建平搞出独门技术,从实验室推到产业化。2013年,他在大学实验室里创办Niron Magnetics公司,专攻把技术变产品。

公司起步不易,早年就靠大学资源和政府资助苟活着。Niron在 2014年正式运转,慢慢从实验室原型走到小规模生产。2022年,从能源部拿到1750万美元,扩大规模。

2023年,他们的铁氮化物磁铁叫“清洁地球磁铁”,入选《时代杂志》“年度最佳发明”。因为环保,用钢铁副产品做,避免稀土矿开采的污染。



性能上,“清洁地球磁铁”能盖住80%的磁铁需求,像手机扬声器、风力涡轮、电吉他拾音器啥的。高温耐受性好,到200摄氏度还稳,超过不少稀土磁铁。

2024年,公司在明尼阿波利斯东北部建试点厂,年产5吨,已经开始供货。最新进展,2025年9月26日在萨特尔破土动工新厂,19万平方英尺,年产能1500吨,预计雇175人。

10月,拿到明尼苏达州1000万美元基金,还和Stellantis合作开发电动马达。



Stellantis就是菲亚特克莱斯勒和标致雪铁龙合并的,搞电动车电机。国防部也掺和,开发军用磁铁。通用汽车、沃尔沃、三星的投资都进来了。

公司说,“清洁地球磁铁”磁化强度高,重量轻,成本低。话说回来,商业化不是实验室那么简单。高温领域和高端电动车电机还得改进,稳定性、抗腐蚀、批量良率都得市场检验。

全球磁铁需求大,美国这点产能刚起步。中国稀土深加工链条齐全,政策支持升级。



Niron目标是在2027年厂子运营,可到时竞争激烈。专利上,他们2025年8月发表了“WO2025178978A1”,用铁氮化物做可变磁通电机,效率高到95.3%,没有一点稀土。

低矫顽力2000-4000奥斯特,允许实时调磁化状态,优化扭矩速度。

这是反映出中美科技博弈的缩影。王建平在美国科研圈不少,中国教育出理工人才,去美国读博做研究,被高校企业挖走。



美国经费足,平台全,吸引全球脑袋攻坚。Niron的铁氮化物虽牛,可想完全顶掉稀土磁铁,还早。新能源汽车、风电对性能要求高,产业链改造成本大。

美国想脱钩,得烧几年钱。话说中国稀土优势是几十年积累,绿色提纯、回收、智能制造都在发力。全球竞争多点开花,美国搞无稀土新材料,中国巩固链条。



短期,高端磁铁市场,中国还主导。长期,谁先把技术变产品,谁抓供应链,谁赢。

Niron破土动工是里程碑,可从实验室到工厂,挑战多。2025年10月,中国限制出口,这或许能加速美国独立,但也承认,规模化还需时间。



参考资料:

1、美国初创企业希望绕开中国对稀土的主导 英国《金融时报》

2、挑戰中国稀土霸權!這家美國新創公司拚不仰賴稀土製造磁鐵 經濟日報 2025/09/26

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