2024年4月5日
Chris Baraniuk，商业技术记者
克利夫兰诊所的外科医生正在使用磁铁来帮助控制他们的工作
一套小的、镊子般的金属钳口已经就位。轻轻握住患者的胆囊。但抓握装置与任何东西都没有物理连接——它似乎在人体内漂浮。
事实上，下颚是由一个挥舞着特殊磁铁的机器人手臂远程控制的。
俄亥俄州克利夫兰诊所的Matthew Kroh博士说：“我们可以看到关键结构，即血管。”。不久，他在机器人助手的帮助下切除了麻烦的胆囊。这是他和他的团队近几个月来使用高科技系统进行的二十多例类似手术之一。
“它使我们能够以侵入性较小的方式进行非常常见的手术，”他说，并解释说，现在这样的手术需要更少的切口。但还有许多其他新兴应用也使用精心制造的磁铁。
永磁体是一种将五颜六色的纪念品粘在冰箱门上的技术，似乎是一种相当成熟、成熟的技术。毕竟，它们已经被使用了几个世纪。然而，今天，研究人员和公司正在花费巨大的努力使磁铁比以往任何时候都更强大、更高效。
这是因为，磁铁越来越多地用于各种新兴技术，包括电动汽车电机和风力涡轮机。因此，它们对电气化至关重要。然而，磁铁通常是用稀土元素制成的，稀土元素是肮脏采矿作业的产物。目前，中国在全球永磁体生产中占据主导地位，市场份额超过90%。
破坏自然环境的中国稀土开采厂
许多人认为，我们需要更清洁、分布更广泛的磁铁制造设施。他们说，未来取决于它。
“我的工作很出色，”英国邦廷磁性公司的技术产品经理Matthew Swallow说。“我不认为其他人会参与这么多事情。”
他的公司生产用于各种系统的磁铁，从人工耳蜗到过山车的紧急刹车，包括奥尔顿塔。邦廷磁性公司甚至为美国国家航空航天局提供了磁铁。
Swallow先生说，即使在过去10年左右的时间里，用稀土元素钕制成的高级磁铁的可用性也有所提高。对于这种设计用于应对高达200℃温度的磁铁，N35的等级曾经是最高的。但现在N52级版本已经上市。
Swallow先生解释说：“你可以让磁铁的质量减少60%，并获得相同的性能水平。”。
在电动机中，磁场有助于内部线圈旋转。例如，这可能用于驱动车轴和转动电动汽车的车轮。更高等级的磁铁意味着电机运行效率更高，汽车整体重量略轻。小心地添加少量镝（另一种稀土元素）是提高磁铁效率的一种方法。
Wood Mackenzie金属与采矿稀土高级分析师Ross Embleton表示，中国主导全球这些磁铁生产的一个原因是经济激励。稀土永磁材料从该国出口可享受13%的增值税折扣，例如，省级政府在能源成本方面给予支持，这也有助于提振磁体制造设施。
埃姆伯顿表示：“如果你在中国以外，这是一个非常非常具有挑战性的行业。”。
但这并没有阻止一些人尝试。美国Niron Magnetics公司表示，他们已经成功制造出不含稀土的高质量磁铁。相反，他们使用铁和氮来制造氮化铁磁铁。这依赖于使氮化铁具有特定的晶体结构，从而产生磁场。
首席执行官乔纳森·朗特里拒绝详细解释其公司的生产技术，但他表示Niron已经生产出可工作的磁铁。第一种将用于扬声器。
磁场强度以特斯拉为单位进行测量，Niron的磁体目前为1特斯拉。朗特里先生表示，用氮化铁制造更强大的磁铁应该是可能的，最高可达2.4特斯拉。
或者，与从头开始制造新的稀土磁铁相比，回收磁铁对环境也有好处。
例如，在英国，伯明翰大学开发了一种从旧电动机和计算机硬盘中提取稀土合金的方法。
一家名为HyProMag的分拆公司现已成功利用该技术提取稀土，并计划在今年晚些时候开始使用这种材料进行磁铁的商业生产。
与此同时，美国Noveon Magnetics公司表示，他们已经开发出自己的磁铁回收方法。当被问及该工艺和生产的磁铁等级时，首席商务官Peter Afiuny拒绝透露细节，只是说将少量合金与回收材料混合以达到预期效果。整个过程比传统的原始磁铁生产效率高出约40%。
然而，Embleton先生表示，从废弃的消费电子设备中很难知道旧磁铁的质量。有时磁铁会粘在含有硬质环氧树脂的产品中，使其难以去除。
但随着早期电动汽车电机和风力涡轮机在未来几年达到其使用寿命的终点，预计将有更多的磁性材料可供回收利用。
