圖片來源：INEEL |
來自愛達荷國家工程與環境實驗室 (INEEL)、艾姆斯實驗室和布魯克海文國家實驗室的研究人員開發了一種用於稀土磁體的新配方，這種磁體用於計算機硬碟驅動器、無線電動工具和微型揚聲器。他們說，秘訣在於非金屬碳化鈦晶體，這使得磁體更堅固、更耐用、對熱不那麼敏感，因此製造成本更低。
INEEL 材料科學家 Dan Branagan 和他的合作者從稀土金屬——釹、鐵和硼——的標準混合物開始，並添加了鈦和碳。他們將這些元素混合成熔體，冷卻成錠，然後將錠重新熔化，將液體送入加壓流中。液流將金屬噴射到以每小時 100 英里速度旋轉的銅輪上，從而形成金屬玻璃帶。（此步驟的另一種選擇是從玻璃中形成灰。）當他們將玻璃重新加熱到大約 600 攝氏度時，玻璃blob——不是聚整合更大的晶體——而是分離成奈米級的金屬和非金屬晶體。
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這裡的訣竅是碳化鈦晶體位於金屬晶體之間，阻止它們長得更大。較小的晶粒意味著每個晶粒只能包含一個磁場或磁疇——並且每個晶粒的磁疇越少，缺陷就越少。當更多磁疇對齊時，它會提高複合材料磁場的強度。作為額外的獎勵，由於非金屬晶體有效地限制了金屬晶體的大小，因此該過程對熱的敏感性大大降低。“這意味著更低的成本和不太嚴格的控制，”Branagan 說。當前製造方法中 10 度的誤差可能導致晶粒過大。