據(jù)科技日?qǐng)?bào)，英國(guó)和奧地利科學(xué)家在最新一期《先進(jìn)科學(xué)》雜志上撰文指出，在鐵—鎳合金中添加適量磷元素，有望制造出四方鎳紋石，后者的磁性使其成為替代用于風(fēng)力渦輪機(jī)和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的高性能稀土永磁材料的主要候選者。最新研究或意味著無(wú)需任何專門處理或昂貴技術(shù)，就可大規(guī)模人工生產(chǎn)四方鎳紋石。
高性能磁體是打造零碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，但目前最好的永磁體都含有稀土元素。最新研究負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金系林賽·格里爾教授表示：“開(kāi)采稀土礦藏活動(dòng)極具破壞性，必須使用大量材料才能提取出少量稀土，我們亟待找到不需要稀土的替代材料。”
四方鎳紋石是一種具有特殊有序原子結(jié)構(gòu)的鐵—鎳合金，是高性能磁體最有前途的替代品之一。它歷時(shí)數(shù)百萬(wàn)年才形成，在漫長(zhǎng)的歲月中，隨著隕石慢慢冷卻，在晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)，鐵和鎳原子按特定堆疊順序排列，最終形成這種磁性接近稀土磁體的“宇宙磁體”。
20世紀(jì)60年代，科學(xué)家通過(guò)用中子轟擊鐵—鎳合金，使原子形成所需有序堆疊，人工制造出四方鎳紋石，但這種技術(shù)不適合大規(guī)模生產(chǎn)。此后盡管歷經(jīng)多年嘗試，科學(xué)家們?nèi)詿o(wú)法以接近工業(yè)規(guī)模的方式生產(chǎn)四方鎳紋石。
在最新研究中，科學(xué)家通過(guò)在鐵—鎳合金中添加少量磷，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制造出了四方鎳紋石。格里爾說(shuō)：“不需要特殊處理，只需將合金熔化，倒入模具中，我們就得到了四方鎳紋石。隕石中存在的磷使鐵和鎳原子移動(dòng)更快，將四方鎳紋石的形成速度提高11到15個(gè)數(shù)量級(jí)，使其借助簡(jiǎn)單鑄造方法在幾秒鐘內(nèi)形成，而無(wú)需等待數(shù)百萬(wàn)年形成的有序堆積”。
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