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说说永磁铁和钕铁硼的发现(明)一

2019-09-02


永磁铁应该说是个很稀奇的东 西。小时候手里能有几块磁铁那是很了不起的事儿了。
小时候的家距离动物园不远,晚上可以听到老虎的吼声。离动物园不远的地方是国务院的第一招待所,今天的国谊宾馆。现在的西外南街早年是一条铁路。铁路南边是文兴街和文兴东街。南北和东西走向的街道都叫街,很是没有命名的水准。如果东西向的叫街、南北向的叫道,就可以跟NY有一拼了。
文兴街和文兴东街的角落里,有个大院儿。那个时代不兴挂牌子,一般人也不知道这个大院里做什么。靠着文兴东街的路西,有一个很长的大楼,象是个生产车间。据同学讲,里面有充磁的机器,是做磁铁的。因为同学的父母在那个大院儿里工作,所以知道。今天有网络了,一查,原来那个大院儿今天的名称是国家磁性材料工程技术研究中心。情况介绍里,【公司有职称人员为125人,其中教授占15%,高级职称占16%,中级职称占14%,初级职称占16%。】镜某不能理解的是高、中和初级职称的总合是46%,其余的56%都是什么“职称”呢?这个数字的表达,也反映了国人磁铁产业的水平。
 
磁学应该说是个比较难理解的学问。光名字就有一大堆:抗磁、顺磁、铁磁、反铁磁、亚铁磁等等的。口语里常用的,最多就是磁、套磁和铁磁。
 
有些跑偏了,言归正传。永磁铁也是一类能量存储的现象。不过一般的书上都不大提这个说法,也许是因为这类说法很低级的缘故。物体里可以储热、储电能,因此也就可以储磁能。不过储磁能量有些少得可怜,按照“常识”估算,由于磁的相互作用只有电的1/c,永磁铁的储能量约是电池的1/30万。最强的磁铁储能量是450kJ/m3,Zn电池的储能这个数值的大约30万倍。如此低的能量密度,老天爷也会开恩,让永磁铁在某个条件范围内“永磁”。这个条件是温度条件和外部磁场条件。
 
钕铁硼的发明(现)人叫佐川真人。如果真有测名猜字的话,真人的名字一定是位有大作为的炼丹人。链接的百度解说对佐川真人的说法不妥,实情应该是佐川真人本人在获得2012年日本奖的介绍How the World’s Strongest “Neodymium Magnet” Came to Exist。
佐川真人本人应该说是个草根,非名牌大学出身,但在日本的东北大学金属材料专业拿了博士。这个东北大学是当年鲁迅留学的地方,据说当年的教室依然保存着。这也是个财产,至少可以吸引很多中国的游客都慕名而来,就如同去看加拿大的白求恩故居一样。这个东北大学在世界上以金属材料、尤其是磁性材料出名。永久磁铁铝镍钴合金就是这个学校的Mishima教授在1931年的发现。东北大学的冶金鼻祖可以追溯到本多光太郎,他的一项发明就是KS钢,这是日本人1917年的工作。据这个帖子的说法
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1966年,美国学者k.j.Strant等人在实验室研制出BHmax=40kJ/M3约5.1MGOe的SmCo5粉末粘结永磁材料,成为第一代稀土永磁材料诞生的里程碑。1977年日本的T.Ojima等人利用粉末冶金法研制出BHmax=30MGOe的SmCoCuFeZr7.2永磁材料,达到当时实用永磁体磁能积的最高值,标志着第二代稀土永磁材料诞生。
 
这里提到的日本的依然是东北大学谱系的研究人员,“SmCoCuFeZr7.2”的写法不很规范,按今天的表记应该是R2Co17,R是代表稀土元素,Sm2Co17在今天也依然是很好的磁铁材料。但是Sm和Co都是比较贵重的元素,用Fe代替Co当然研究人员的梦想。
 
 
话说1978年的佐川真人在富士通公司研究改良Sm2Co17磁铁。电子(计算机)公司里研究磁铁当然是很不受待及了,当然这是后话。1978年初,佐川真人参加了一个日本金属学会举办的研讨会《稀土元素的磁铁——从基础到应用》其中有个东北大学的浜野人在介绍了R-Co的相图和SmCo5和Sm2Co17后,对有相同结构的Sm2Fe17为什么不能成为磁铁材料多说了几句(SmFe5不存在)。在c轴方向上的Fe-Fe的距离太近了,导致Sm2Fe17的居里温度太低,不能实用。