稀土永久磁铁可以带来外形更小但性能更高的发动机和发电机。但其中的难题是它需要一个成本昂贵的多步骤流程才能制造出来。

如今，美国东北大学的研究人员宣布发明了一种用来制造钐钴永久磁铁的低价、绿色环保且只有一个步骤的制造过程。强磁铁制造成本的降低，将带来一种利用更小更低价发动机的新型混合动力汽车，并将使永久磁铁可被用于航天和航空领域。


美国东北大学微波磁性材料和集成电路中心首席科学家C.N. Chinnasamy表示，稀土磁性材料中磁性最强的钐钴可以通过可循环利用化学物制造出来。这个制造过程可以用于量产中，而且制造成本将比现有其它制造方法的成本大大降低。


Chinnasamy表示：“稀土磁铁可用于在高温环境下运行的小型高性能发动机和发电机，对于NASA和国防部至关重要。有了这个制造方法，这种材料可以实现很经济的制造成本。”


Chinnassamy是在该研究中心主任兼首席研究员Vincent Harris的领导下开展该研究项目的。


Harris表示，钐钴磁铁非常适合用于航空用涡轮机，因为其温度对于其它稀土磁铁来说太高了。Chinnassamy的单步骤制造流程不仅成本更低，而且其中用来制造钐钴磁铁的化学物都是可以反复循环利用的，而且是绿色环保的，因此非常适合用于大规模生产。


这些研究人员发明了一种纳米技术方法来制造这种稀土磁铁，用来取代当前其它的昂贵且多步骤的冶金技术方法。在现有的方法中，冶金法将钴和钐矿石以正确的比率熔合，但必须在真空环境下进行熔合以防止氧化，因而大大增加了成本。


美国东北大学的方法则在一种高温溶剂中将钴和钐盐以正确的比率溶解。溶解过程生成了磁性纳米块体 － 大小仅10×100纳米的极微小偶极子，成形并沉淀到溶液的底部。随后，他们将一层可防止氧化的PVP（聚乙烯吡咯烷酮）覆盖到纳米块体上，形成一种黑色磁粉。这种磁粉可在有强磁场的环境下形成强磁铁。


其它用来制造包含纳米块体偶极子的方法都可以在很高运行温度下成功，然而这种稀土磁铁在室温条件下工作时性能很差。但是，东北大学的研究人员表示，他们的方法无论是在室温还是高运行温度下都能运行良好，因此可以带来性能注意媲美大型引擎的小型发动机。