美国限制进口中国钕磁体,F35战机被迫停产,如今反悔,还想采购

稀土永磁材料,可能大家对其很陌生,但是它在你的生活中无处不在,大到风力发电、新能源汽车,小到智能手机、电脑硬盘,在这些设备的内部,你都会发现一种必不可少的新型材料稀土永磁材料。

稀土永磁材料是什么

稀土永磁材料是不用从外部供给电能就能产生磁场 的材料。它是指稀土元素与3d过渡族金属形成的金属间化合物,具有优异的永磁特性。稀土元素包括原子序数从57到71的15个镧系元素,以及与镧系元素在化学性质上相近的钪、钇共17个元素,属于周期表中ⅢB族。

随着稀土提取技术的发展,从1950年开始对稀土金属与铁、钻、镍等3d过渡族金属的金属间化合物从冶金学、晶体学、磁学等方面进行了研究。 1966年美国的斯特纳特一些稀土化合物的磁晶各向异性 常数非常大,有可能成为优秀的永磁材料,这是有关稀土永磁开创研究的早期工作。

稀土永磁分为:钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)永磁体。其中SmCo磁体的磁能积在15--30MGOe之间,NdFeB系磁体的磁能积在27--50MGOe之间,其最大磁能积理论值为64MG0e,被称为“永磁王”,是目前磁能积最高的永磁材料,它本身的加工性能也相当不错。工作温度最高可达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,性价比好,所以应用极为广泛,但是因为它的化学活性很强,所以必须涂在表面(如锌,镍,电泳,钝化等)。

而钐钴永磁体,尽管其磁性能优异,但含有储量稀少的稀土金属钐和钴稀缺、昂贵的战略金属钴,因此,它的发展受到了很大的限制。

中国拥有全球最完整系统产业链

稀土永磁材料是中国的王牌,因为中国拥有全球最为完善的稀土分离萃取提纯产业链,稀土包含多种元素,这些元素的性质比较相似(例如镨和钕),要把每个金属单独分离出来制成氧化物,技术上有很高的要求。目前,中国在稀土冶炼分离环节占据主导地位,而国外仅澳大利亚一家稀土企业具备稀土规模冶炼分离能力。除澳大利亚外,其他国家的稀土矿大部分会出口到中国,再由中国的稀土公司进行冶炼分离,形成最终的稀土产成品。据统计数据,如果算上利用进口矿以及化合物生产的冶炼产品产量,我国对全球稀土产量的贡献将升至近90%。

而如果没有掌握稀土的冶炼分离技术,是无法制造稀土永磁材料的,而中国稀土永磁上上无论是产量还是技术都是垄断全球,以钕磁体为例子,中国针对其性能与微观结构控制、矫顽力元素添加的影响规律及其与制备工艺的关系等基础应用问题开展了大量研究。

中国研制出一系列新工艺、新方法和新设备, 提出了速凝铸带+氢破、双合金+氢破”等工艺、非平衡偏析结晶控制,以及精确控制合金粉末颗粒大小、分布与织构控制等制备技术,解决了千吨级高性能钕磁体生产线中存在的共性问题。

美国限制进口钕磁体,F-35战机被迫停产

作为世界大国,无论是经济生活还是国防需求。美国对稀土永磁材料的需求非常高,但是又不想依赖中国。

美国宣称,高度依赖进口稀土永磁材料威胁到了美国的国家安全,所以宣布限制进口稀土永磁材料中使用最广泛的钕磁体。他们声称只要4年左右的时间,美国自主生产的磁体便能满足一半以上的需求。

除此之外,美国还宣布涉及军工项目时将禁止使用中俄伊朝等国的某些特殊金属,如果必须使用,则需要相关武器项目的负责人做出书面报告以便证明这些材料合法。

然而事情远没有想象的这么美好,在宣布不再进口中国的稀土永磁之后,洛克希德·马丁公司接到特殊通知:该公司F-35战斗机发动机磁铁中的钴钐合金来自中国,此举违反了“与特种金属有关的国防采购法规”,因此美军将停止接受新的F-35战斗机,F35战机被迫停产。

美国F-35的雷达、舱门和起落架等处使用了中国的汝铁硼磁体,可以说美国的每一架F35战机都有中国稀土(不止稀土永磁材料,还有稀土)的身影。

美国一开始还想替换掉F-35战机上的所有中国零件,然而发现这是一个不可能完成的任务,所以宣布已经交付的F-35战机将不会换稀土永磁材料,因为中国制造的材料后在美国磁化,不会带来安全问题和泄密问题。

然而限制进口钕磁体的麻烦远不止于此,美国2021年进口的钕磁铁中有75%来自中国,另外有9%来自日本,5%来自菲律宾,4%来自德国。

而钕磁体在新能源材料中应用十分广泛,在动力电池、高效电机、风力发电机中有着不可替代的作用。与此同时,钕磁体在智能手机、战斗机、导弹等传统领域也发挥着重要作用。

美国既缺钕资源,又缺生产钕磁体所需要的核心技术,想在4年内用自己的力量满足一半以上的市场需求,简直比登天还难。

没办法,美国只能反悔,宣布不再限制进口钕磁体,还想从中国采购钕磁体。作为中国王牌之一,稀土永磁材料中国是否可以断供美国呢?

中国为何不断供

没必要,正如美国对中国芯片的方式一样,当中国90年代开始自研自造芯片的时候,美国放开了对中国的芯片禁令,中国企业从而用上了便宜成熟的进口芯片,而这也耽误了中国自主芯片产业链的发展。

中国不断供美国系统永磁也是如此,只有让美国依赖中国,那么美国自身就无法发展起来自己的稀土永磁产业链。

事实上,目前美国唯一的稀土供应来源芒廷山口稀土矿,也已经被中国收购,美国不仅是产业链,甚至来原材料都被中国给控制,而等美国发现的时候,已经晚了。

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