图片来源：INEEL |
来自爱达荷国家工程与环境实验室 (INEEL)、艾姆斯实验室和布鲁克海文国家实验室的研究人员开发了一种用于稀土磁体的新配方，这种磁体用于计算机硬盘驱动器、无线电动工具和微型扬声器。他们说，秘诀在于非金属碳化钛晶体，这使得磁体更坚固、更耐用、对热不那么敏感，因此制造成本更低。
INEEL 材料科学家 Dan Branagan 和他的合作者从稀土金属——钕、铁和硼——的标准混合物开始，并添加了钛和碳。他们将这些元素混合成熔体，冷却成锭，然后将锭重新熔化，将液体送入加压流中。液流将金属喷射到以每小时 100 英里速度旋转的铜轮上，从而形成金属玻璃带。（此步骤的另一种选择是从玻璃中形成灰。）当他们将玻璃重新加热到大约 600 摄氏度时，玻璃blob——不是聚集成更大的晶体——而是分离成纳米级的金属和非金属晶体。
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这里的诀窍是碳化钛晶体位于金属晶体之间，阻止它们长得更大。较小的晶粒意味着每个晶粒只能包含一个磁场或磁畴——并且每个晶粒的磁畴越少，缺陷就越少。当更多磁畴对齐时，它会提高复合材料磁场的强度。作为额外的奖励，由于非金属晶体有效地限制了金属晶体的大小，因此该过程对热的敏感性大大降低。“这意味着更低的成本和不太严格的控制，”Branagan 说。当前制造方法中 10 度的误差可能导致晶粒过大。