本田獎授予發(fā)明世界最強(qiáng)“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(tuán)（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(qiáng)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(xiàng)發(fā)明不僅大幅縮小了電機(jī)和電子設(shè)備的尺寸，推動了社會的IT（信息技術(shù)）化進(jìn)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?wù)哳C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(tuán)提供）
永磁鐵廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械和汽車等領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代社會的核心部件。此前磁性最強(qiáng)的磁鐵于1969年開發(fā)，是將稀土釤和金屬鈷結(jié)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(jìn)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(rèn)為，使用稀土和鐵開發(fā)磁鐵之所以困難，是因?yàn)殍F原子之間的距離太近。于是設(shè)想“如果原子尺寸微小的物質(zhì)可以進(jìn)入鐵原子之間，就可以擴(kuò)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(jié)合可以產(chǎn)生強(qiáng)大的磁力。但后來發(fā)現(xiàn)，硼的加入并沒有擴(kuò)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(jié)合在一起的制造方法“燒結(jié)法”。使用該方法制造的釹磁鐵，能夠提取出遠(yuǎn)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(fēng)力發(fā)電電機(jī)，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)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(jié)磁鐵”的基礎(chǔ)。雖然磁性不如燒結(jié)法制造的永磁鐵，但可以形成復(fù)雜的形狀，因此在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等精密儀器中的應(yīng)用得到擴(kuò)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(jié)法相當(dāng)?shù)拇盆F。
（左）通過燒結(jié)法制成的釹磁鐵；（右）可制成復(fù)雜形狀的釹粘結(jié)磁鐵（照片均由大同電子提供）
釹磁鐵廣泛應(yīng)用于汽車、家用電器、精密儀器、工業(yè)機(jī)械等多種產(chǎn)品的電機(jī)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(lǐng)域不可或缺的核心部件。此外，通過電動化和電機(jī)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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