紧急!美国战机零件被中国卡脖子,华盛顿紧急召开应对会议!

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f35战机

中国永磁的优势在于资源、成本和产量。

去年9月,美军突然暂停接受F35战斗机,理由是它违反了军事采购条例,在涡轮发动机中使用了来自中国的部件。然而,五角大楼很快妥协,给出了一个诚实的理由:更换中国组件将“过于昂贵和费力”。

这个瓷器部件是一块永久磁铁。

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什么是永久磁铁?

中国永磁体,真的卡在美国战斗机的脖子里了?

人们常说的磁铁,其实分为两类:一种是不能永久保持磁性的软磁体,另一种是可以长期保持磁性的永磁体。

我们今天要讲的是永磁体。

磁铁为什么有磁性?

经典的解释是安培的分子电流理论:电子的排列呈现出整齐的分子电流,这意味着磁体中的磁矩排列一致,产生了磁场。

永磁体的特点是电子组态的有序队列一旦形成,就不容易被打乱,特点是矫顽力大,磁矩长时间一致,磁性非常持久。永磁体的应用非常广泛,无论是地上跑,天上飞,水里游,都少不了它。

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安培分子电流理论示意图

从家居生活到军事防御,可谓无处不在。在日常的音箱喇叭里有一块永久磁铁。当按体积变化的电流进入喇叭时,电流的大小和方向不断变化,通电的导线在磁场中受迫运动,不断带动纸盆来回振动,喇叭就会发出声音。

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音频系统的结构轮廓

永磁体的另一个重要应用是电机,如电风扇和电动汽车上的电机。

截至2021年底,中国电动汽车销量已占全球纯电动汽车市场的61%。中国电动车能弯道超车,离不开电机技术。

国外电动车大多采用“交流异步电机”,而我国90%以上的电动车采用“永磁同步电机”,能量转换效率更高,能耗更低,因此整车性价比提高。

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永磁同步电机内部结构图

聪明的马斯克自然关注中国的永磁体。2018年成立特斯拉Giga上海时,他果断将电机改为“永磁同步电机”。

在人类探索宇宙的壮丽征程中,同样离不开永磁体,科技含量更高。2019年发射的人造卫星“实践20号”使用的是LIPS-300离子电推进器,其中含有中国制造的金属合金永磁体。单单这项技术突破就是一个大新闻。实现推力器应用的关键技术之一是放电室磁场。显然,磁场能否稳定工作,是以磁性材料为基础的。

我国科学家研制的一种新型耐高温金属合金永磁材料,即使在450℃也不会出现消磁现象,保证了人造卫星的在轨应用。

军事上,永磁也是刚需。现代战斗机上的发动机、机载雷达等很多重要部件都需要永磁体或者永磁材料,比如刚刚提到的F35战斗机。

此外,为了大幅度提高*器武**的精确制导能力,不得不使用许多小型电机,永磁体也必不可少。可以说,现代军事中几乎每一项高科技都离不开永磁体。不仅如此,电视、音箱、钱包、数据线、磁环、电脑硬盘、手机震动器等物品都有它的存在。

永磁体已经渗透到我们生活的方方面面。

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永磁体已经应用在人们生活的方方面面,但是很多人不知道永磁体在中国的实力。

中国目前拥有全球永磁体90%以上的生产能力和85%的加工能力。2022年,中国出口永磁体53288吨,同比增长8.6%。出口额创历史新高,全年出口额保持持续增长。

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中国*土稀**永磁出口量

中国永磁今天在行业中的地位来自于过去几十年的努力。

我国*土稀**永磁体的生产始于60年代末,主要是为了军工的需要,以钐钴永磁体为主导产品。在1983年11月的第七届国际磁学会议上,日本住友的Hideo Kim宣布,一个日美联合小组发明了第三代*土稀**永磁钕铁硼材料。精明的日本人只说是*土稀**钕磁铁,对合金比例闭口不谈。

但当时我国的材料科学家谢宏祖已经尝试过钕铁硼不可能成为合金。次年美国物理学会第29届磁学和磁性材料年会上,美国科学家宣布新型永磁材料为钕铁硼合金。

谢宏祖团队采用低氧技术开发出当时世界最高水平的钕铁硼永磁材料,突破了日本的技术垄断。

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*土稀**永磁材料专家谢宏祖

直到今天,永磁体的世界纪录仍由他的团队保持。

1987年,中国钕铁硼永磁体进入规模化生产阶段,包头*土稀**研究院建立了中国第一条钕铁硼磁体中试生产线。政府专门投入200万美元购买日本设备,年生产能力跃升至40吨。

虽然很大程度上满足了国防需求,但产量还是很少。1990年日本钕铁硼永磁体产量为1170吨,而中国只有180吨。仅仅用了十年时间,到2001年,我国烧结钕铁硼磁体的产量就占了全球的一半。

进入21世纪,发达国家的磁铁生产成本不断攀升,甚至到了难以为继的地步。中国政府及时出台各种优惠政策,吸引世界著名磁性材料制造商落户中国。中国磁体行业的整体实力进一步增强,到2015年将以12.6万吨的产量占据全球市场的80%。除了欧洲和日本,几乎所有的钕铁硼磁体制造商都集中在中国。

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回到本文开头故事

如果可以更换,美国人肯定不会在F35战斗机上使用中国的永磁体。让美国无奈的是,F35战机发动机上的永磁体短时间内只能国产。此外,F35并不是唯一配备中国永磁体的美国战斗机。

早在2014年,美军在生产战斗机雷达系统和起落架时,也使用了中国制造的永磁体。

不管美军怎么调查,最后肯定是不了了之。因为如果真的要调查的话,恐怕美军没有战斗机能飞上天。战斗机是这样,上面说的精确制导*器武**也是这样。美国的精确制导*器武**依赖永磁体,甚至超过战斗机。

以美国著名的“爱国者”导弹为例,每枚导弹使用4公斤左右的金属合金永磁体。毫无疑问,美军精确制导*器武**中的永磁体也来自中国。美国的军事实力居世界第一。是不是没有办法突破永磁体的困境?短期内可能没有办法做到。永磁和高精密仪器不一样,技术含量不高,反向仿制特别容易。

不知道合金比例?

买一块,做个元素分析就知道了——不然美国人不会大方发表。

不知道具体流程?

合金生产中的烧结方式本身已经很成熟了,对于特殊的*土稀**材料来说只是一点点改变。总之,从合金比例到制作工艺,永磁都很难成为一种可以夹住别人脖子的技术。难点在于永磁体的原料——*土稀**,*土稀**是制造永磁体最重要的原材料。

美国能源部去年发布的《*土稀**永磁材料供应链深度评估》报告显示,中国在*土稀**永磁材料的开采、分离、金属冶炼、制造等四个方面处于领先水平,特别是在*土稀**永磁材料的分离、金属冶炼、制造等三个环节,全球市场份额约90%,处于领先地位和绝对话语权。

中国掌握了*土稀**的全球产业链,进而掌握了永磁的全球产业链。

刚刚结束公开征求意见的《中国禁止出口和限制出口的技术目录》包括*土稀**的提炼、加工和利用技术,还特别提到*土稀**金属及合金材料的生产技术,以及钐钴、钕铁硼、铈磁体的制备技术。

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关于“中国禁止出口受限技术。技术目录修订公开征求意见的通知来源:商务部官网,中国的永磁正在成为国家战略产业和有力的反制*器武**。