美國戰鬥機，被中國卡了脖子？_風聞

中國永磁體的優勢，在於資源、成本和產量。

正解局出品

去年9月，美國軍方突然暫停接收F35戰機，理由是其違反了軍方的採購法規，在渦輪發動機上使用了來自中國的組件。

不過，五角大樓很快妥協，給出的理由很誠實：更換中國組件將“過於昂貴和費力”。

這個中國組件，就是永磁體。

什麼是永磁體？

中國永磁體，真的卡了美國戰鬥機的脖子？

人們常説的磁鐵，其實分為兩類：

一類是不能永久保持磁性的軟磁體，另一類則是不易失磁、不易被磁化、能長期保持磁性的永磁體。

今天我們要説的，就是永磁體。

磁體為什麼有磁性？

經典的解釋是安培的分子電流理論：電子的排布對外表現出整齊的分子電流，意味着磁體內部的磁矩排列一致，就產生了磁場。

安培分子電流理論示意圖

永磁體的特點，就是電子排布的整齊隊列一旦成形，隊形就不容易打亂，表現出來的特點是矯頑力很大，磁矩在很長時間內都能保持一致性，磁性就非常持久。

永磁體的應用非常廣泛，地上跑的，天上飛的，水裏遊的，都離不開它。

從家居生活到軍事國防，可算是無處不在。

在日常用品喇叭裏，就有永磁體。

根據音量而變化的電流通進喇叭時，電流的大小和方向不斷變化，通電的導線在磁場中受力運動，不停地來回帶動紙盆振動，喇叭就有聲了。

某音響的結構剖面圖

永磁體另一個很重要的應用是電動機，比如電扇，又如電動車上的電機。

截至2021年底，中國電動車的銷量，在全球純電動汽車市場的份額佔比已高達61%。

中國電動車能實現彎道超車，離不開電機技術。

國外電動車大多使用“交流異步電機”，中國電動車超過九成都在使用“永磁同步電機”，電機能量轉換效率更高，能耗更低，於是整車性價比就提高了。

永磁同步電機的內部構造圖

精明的馬斯克自然也關注到中國的永磁體，他在2018年建立特斯拉上海超級工廠時，就果斷將自家電機換為“永磁同步電機”。

在人類探索宇宙的壯闊征途中，也離不開永磁體，而且科技含量更高。

2019年發射升空的人造衞星“實踐二十號”使用的是LIPS-300型離子電推進器，裏面就有中國製造的金屬合金永磁體。

單單這一項技術的突破，就是個大新聞。

推進器能夠實現應用的關鍵技術之一是放電室的磁場，顯然，磁場能不能穩定發揮作用，磁性材料是基礎。

我國科學家研製的新型耐高温金屬合金永磁材料，即便在高達450℃的情況下也不會出現消磁現象，保證了人造衞星的在軌應用。

在軍事上，永磁體也是剛需。

現代戰機上的發動機、機載雷達等多個重要組件，都需要用到永磁體或永磁材料，比如剛才説的F35戰鬥機。

此外，想要大幅度提升武器的精確制導能力，就得使用很多小電機，永磁體也必不可少。

可以説，現代軍事中的高科技，每一項幾乎都離不開永磁體。

不僅如此，電視、揚聲器、皮包扣、數據線磁環、計算機硬盤、手機振動器等等物品上，都有它們的存在。

永磁體已經滲透到了我們生活的方方面面。

永磁體已經應用在人們生活的方方面面，可很多人對中國永磁體的實力並不瞭解。

中國目前擁有全球永磁體超過90％的生產能力和85％的加工能力。

2022年，我國出口永磁體53288噸，同比增長8.6%，出口量創下新紀錄，年度出口量保持持續增長。

中國稀土永磁體的出口數量

中國永磁體今天的行業地位，來自過去幾十年篳路藍縷的艱苦奮鬥。

我國的稀土永磁體生產最早起步於上世紀60年代末，主要是面向軍工需求，以釤鈷永磁體為主導產品。

在1983年11月的第七屆國際磁學會議上，日本住友的Hideo

Kim宣佈日美聯合團隊發明了第三代稀土永磁體釹鐵硼材料，精明的日本人只説是稀土釹磁體，閉口不談合金比例。

但當時我國的材料科學家謝宏祖早已試過，釹鐵無法成為合金。

在第二年的美國物理學會第29屆磁學和磁性材料年會上，美國科學家宣佈新的永磁體材料為釹鐵硼合金。

謝宏祖團隊採用低氧工藝，研製出當時世界水平最高的釹鐵硼永磁材料，突破了日本人的技術壟斷。

稀土永磁材料專家謝宏祖

直到今天，永磁體的世界紀錄仍然由他的團隊保持。

1987年，我國釹鐵硼永磁體進入規模化生產階段，包頭稀土研究院建立了我國第一條釹鐵硼磁體中試線，政府專門投資200萬美元購入日本設備，年產能力飛躍至40噸。

雖然大大滿足國防需要，但產量仍然很小。

1990年，日本釹鐵硼永磁體產量為1170噸，而我國僅有180噸。

僅用了十年，到2001年，我國燒結釹鐵硼磁體的產量就佔到全球的一半。

進入21世紀，發達國家的磁體生產成本節節攀升，甚至到了難以為繼的地步，我國政府適時推出各項優惠政策，吸引世界著名磁性材料製造企業進駐中國。

我國磁體工業的整體實力進一步增強，到2015年以12.6萬噸的產量佔據全球八成的市場。

除歐洲和日本外，我國集中了幾乎所有釹鐵硼磁體的生產企業。

回到本文開頭的故事。

如果可以替換，美國人肯定不會在F35戰機上使用中國的永磁體。

讓美國無奈的是，F35戰機發動機上的永磁體，短時間內只能用中國製造的。

此外，配置有中國永磁體的美軍戰機，還不止F35這一款。

早在2014年，美國軍方生產戰機雷達系統和起落架時，也使用了中國製造的永磁體。

不管美國軍方怎麼調查，最終肯定都會不了了之。

因為倘若真要嚴查，美軍恐怕就沒什麼戰機能飛上天了。

戰機如此，前面提到的精確制導武器也一樣。

美軍精確制導武器對永磁體的依賴，甚至還大於戰機。

就拿美國著名的“愛國者”導彈來説，每一枚大約要使用4公斤的金屬合金永磁體。

毫無懸念，美軍精確制導武器中的永磁體也來自中國。

美國的軍事實力全球第一，難道就沒辦法突破永磁體的困境嗎？

可能短期內還真沒辦法。

永磁體跟高精尖儀器不同，產品本身的技術含量並不高，而且逆向仿製還特別容易。

不知道合金比例？

買一塊來做一下元素分析就能搞清楚——否則美國人也不會大方地公佈出來。

不知道具體工藝？

合金製作中的燒結法本身非常成熟，無非是針對專門的稀土材料有點小小的變化。

總之，從合金比例到生產工藝，永磁體都很難成為一個能卡別人脖子的技術。

難就難在永磁體的原料——稀土。

稀土，是製造永磁體最重要的原料。

根據美國能源部去年發佈的《稀土永磁材料供應鏈深度評估》報告，中國在採礦、分離、金屬冶煉和稀土永磁材料製造等四個方面均處於領先水平，尤其是分離、金屬冶煉和稀土永磁材料製造等三個環節，在全球的市佔率約為90%，處於龍頭地位，掌握絕對話語權。

2017-2023年中國稀土產量預測趨勢圖 製圖：中商情報網

中國掌握了全球的稀土產業鏈，由此掌握了全球的永磁體產業鏈。

在剛剛結束公眾意見徵求的《中國禁止出口限制出口技術目錄》中就包括了稀土的提煉、加工、利用技術，還專門提到稀土金屬及合金材料的生產技術，以及釤鈷、釹鐵硼、鈰磁體制備技術。

關於《中國禁止出口限制出口技術目錄》修訂公開徵求意見的通知 來源：商務部官網

中國永磁體正在成為國家的戰略產業和有力的反制利器。

但我們還要清醒地看到，中國永磁體仍有兩大短板：

一是釹鐵硼材料燒結方法的600多項專利，幾乎被日本壟斷。

二是中國高性能磁體產量不高。

中國永磁體的優勢，在於資源、成本和產量。

雖然美國短時間內找不到替代品，但還談不上被“卡脖子”。

中國，還得加油！