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第947章 新材料(2/2)

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既然他想要的是低成本永磁材料,太贵的合金就暂时不考虑了,把研究重点放在价格比较低的几种冷作模具钢,高速工具钢上面。

这些材料主体都是铁元素,加入不同比例的碳、铬、锰、钼、钨等元素,实现硬度、韧性、耐磨、抗高温形变等多种特性之间的平衡,根据需求进行选择。

永磁体的磁性,主要来自于铁原子轨道上的未成对电子的磁效应。

孤立原子中,铬、锰两种元素的未成对电子数量更多,但是金属形成固体晶格后,相邻铁原子内部的未成对电子更容易保持同向自旋,在磁畴内形成自发磁性。

铁元素也是当前各种永磁材料中的核心物质,只不过在大部分材料中,铁原子晶体磁极很容易翻转,也就是矫顽力低。

外部磁场干扰,物理碰撞,热传导等等,任何一点扰动都可能导致铁原子晶粒的磁极翻转。

同一块材料内不同晶粒磁极方向各不相同,宏观效果就是互相抵消,整体磁性大幅削弱或者消失,这也是许多钢铁材料容易被磁化,却做不了永磁体的主要原因。

钕铁硼特殊的晶体结构,加上钕原子提供了极大的矫顽力,使得晶粒磁极翻转难度远高于其他磁体材料,同时又保留了铁元素的自发磁性,所以才成为当前最强的永磁体材料。

用常规的科研方法合成新的磁体材料,显然罗平比不过那些专业科研人员,他想做的就是借助自己的意念感应能力,将常规材料改造成性能不输于钕铁硼的永磁体。

磁铁的基本原理他已经搞清楚,在工坊里就是用几种常规材料反复尝试,选择一种适合改造的低价材料,然后集中精力进行改造。

经过几天的初步筛选,罗平最终选择了一种高碳高铬钢,这种材料兼顾强度与韧性,热处理形变低,综合性能优异,最主要的是价格不太高,改成永磁体成本能降低很多。

单纯让这种材料内部晶体磁场方向一致具备强磁特性,对他来说难度不大,真正困难的是提高矫顽力,不能随便就退磁,这才是关键。

常温条件下,让金属晶粒结构重新排列罗平还做不到,只不过在回火炉六七百度的情况下,他可以用意念调整晶粒内部磁场方向,由局部磁场带动晶粒内原子产生局部位移,相当于让原有晶粒结构变形,丧失部分整体特性,提升材料冷却后的矫顽力。

这种方法依赖罗平的意念感应能力,他还没想过怎么量产,只是制作了一批用来进行测试,性能不达标也不用考虑量产问题。

测试的方法也是现成的,组装机器人的金属配件还有很多,当初是按照一百套生产,只有部分比较贵的芯片和电子器件备件比较少,他用这种铬钢磁铁替换钕铁硼磁铁,组装了第二台机器人,搬回家和第一台进行对比。

铬钢磁铁密度略高于钕铁硼,只不过机器人体内总用量也不到十公斤,不足百分之一的质量差异可以忽略不计,他主要测试的是长期使用的耗电量,各种动作的精准度。

机器人编程语言罗平没有学过,这方面是冯薇薇的专长,测试也是一直她在做。

罗平只需要知道结果就行了。

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