本田獎授予發(fā)明世界最強“釹磁鐵”的佐川和克羅特先生
發(fā)布時間:
2023-11-16 18:13
來源:
JSTSciencePortal
本田財團(石田寬人理事長)宣布,將2023年度本田獎授予發(fā)明了世界上最強的永磁鐵 “釹磁鐵(Neodymium magnet,也稱為釹鐵硼磁鐵)” 的大同特殊鋼公司顧問佐川真人和美國約翰·克羅特咨詢公司(John Croat Consulting,Inc.)前社長約翰·克羅特(John Croat)。獲獎理由是,此項發(fā)明不僅大幅縮小了電機和電子設備的尺寸,推動了社會的IT(信息技術)化進程,還有助于二氧化碳(CO?)減排。頒獎儀式將于11月16日在東京都舉行,屆時將向兩位獲獎者頒發(fā)總額為1,000萬日元的獎金。
(左)佐川真人先生、(右)約翰·克羅特先生(照片由本田財團提供)
永磁鐵廣泛應用于電子、機械和汽車等領域,已成為現(xiàn)代社會的核心部件。此前磁性最強的磁鐵于1969年開發(fā),是將稀土釤和金屬鈷結合而成的。由于兩者均為稀缺資源,因此有必要開發(fā)出使用更低價且更豐富材料的高性能磁鐵。
在此背景下,兩人對利用豐富的鐵材料制造磁鐵的可能性進行了研究。并在同一時期發(fā)明了代替釤,添加稀土元素中儲量相對豐富的釹和微量硼的永磁鐵。
佐川先生認為,使用稀土和鐵開發(fā)磁鐵之所以困難,是因為鐵原子之間的距離太近。于是設想“如果原子尺寸微小的物質(zhì)可以進入鐵原子之間,就可以擴大距離”,1978年,佐川先生發(fā)現(xiàn)將釹和鐵與原子較小的硼相結合可以產(chǎn)生強大的磁力。但后來發(fā)現(xiàn),硼的加入并沒有擴大鐵原子之間的距離,而是由于鐵的性質(zhì)發(fā)生了變化。
此外,佐川先生還發(fā)現(xiàn)了通過熱處理將顆粒結合在一起的制造方法“燒結法”。使用該方法制造的釹磁鐵,能夠提取出遠超于傳統(tǒng)釤鈷磁鐵的能量。1982年申請專利后僅3年就開始了量產(chǎn)。以汽車和家電為代表,近年來也用于電動汽車和風力發(fā)電電機,在全球范圍內(nèi)得到廣泛應用。
另一方面,約翰·克羅特先生在美國汽車巨頭通用汽車公司的研究所從事磁鐵的開發(fā)工作。同樣在1982年,他開發(fā)了通過快速冷卻在高溫下液化的釹、鐵和硼的化合物來制造高性能永磁鐵的“液體驟冷法”。用這種方法制成的永磁鐵成為將磁鐵粉末用樹脂凝固并成型制造的“粘結磁鐵”的基礎。雖然磁性不如燒結法制造的永磁鐵,但可以形成復雜的形狀,因此在計算機外圍設備等精密儀器中的應用得到擴展。另外,通過在制造方法上下功夫,還開發(fā)出了性能與燒結法相當?shù)拇盆F。
(左)通過燒結法制成的釹磁鐵;(右)可制成復雜形狀的釹粘結磁鐵(照片均由大同電子提供)
釹磁鐵廣泛應用于汽車、家用電器、精密儀器、工業(yè)機械等多種產(chǎn)品的電機中,普及程度非常高,占據(jù)了永磁鐵市場的95%。推動了硬盤的小型化和社會的IT化等,已成為眾多領域不可或缺的核心部件。此外,通過電動化和電機性能改善,還有助于減少CO?排放。
原文:JST Science Portal 編輯部
翻譯:JST客觀日本編輯部
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