3D打印制造超级磁体！新材料性能佳、更环保，有望替代稀土材料

从风力涡轮机和电动机，到传感器和磁力开关系统，永磁体有许多电气方面的应用。永磁体的制造工艺通常会涉及到烧结或注射成型。但是，由于电子器件日益小型化，要求也更加严格，对磁性元件的几何形状提出了要求，而传统的制造方法通常难以达到要求。不过，增材制造技术具有很强的灵活性，从而能够生产出符合相关应用需求的永磁体。

量身定制

近日，格拉茨大学、维也纳大学等机构的研究人员合作，利用激光3D打印技术，成功地制造出超级磁铁。该方法使用的是磁性材料的粉末，加以熔化，分层打印，让粉末得以粘结在一起，从而得到由纯金属制成的元件。

我们知道，如果密度和微观结构控制得好，就可以有效地利用材料，根据具体应用情况来*地调整磁体性能。目前，3D打印已经能够打印出相对高密度的磁体，不过，研究团队仍在探索如何控制磁体的微观结构。

研究者*开始将重点放在了制造钕或钕铁硼磁体上。由于具有独特的化学性质，很多高性能永磁体都是以稀土金属钕为基础。而永磁体是许多重要领域（包括计算机、智能手机等）中应用的关键组件。但是在其他应用领域，比如电力制动器、磁力开关、某些电动马达系统，钕铁硼磁体的强劲性能并不是必需的，而且人们也不希望有这么强劲。

寻找稀土的替代品

因此，科学家们改用其他材料，即用Fe-Co磁体进行3D打印。从以下方面来看，Fe-Co磁铁有望替代钕铁硼磁铁：

①稀土金属的开采是资源密集型的，从可持续角度来看并不具有持续的吸引力，而且这种金属的回收还处于起步阶段。但是，Fe-Co磁体对环境的危害则更小。

②稀土金属在较高温度下会失去磁性，而特殊的Fe-Co合金则可在200~400℃的温度下，继续保持磁性，并且表现出良好的温度稳定性。

研究人员表示，理论计算表明，Fe-Co材料的磁性可以提高2或3倍。鉴于3D打印对产品形状的灵活性支持，相信通过广泛合作、深入研究，在不必要使用钕铁硼磁体的领域，有望开发出替代钕铁硼的磁性材料。

该论文已发表于Materials杂志。

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