釹磁鐵

釹磁鐵（英語：Neodymium magnet），也稱為釹鐵硼磁鐵（NdFeB magnet），常被訛誤為「銣磁鐵」，是由稀土元素釹和鐵、硼的合金製成的永久磁鐵，為化學式為Nd₂Fe₁₄B的四方晶系晶體。釹磁鐵是現今磁性最強的永久磁鐵，也是目前最常使用的稀土磁鐵^[1]，被廣泛地應用於電子產品，例如硬碟、揚聲器及耳機等，以及電動汽車的馬達和風力渦輪機的發電機等。

根據所採用的製造工藝，釹鐵硼磁鐵可分為燒結型或粘結型。^[2][3]

釹磁鐵於1982年由住友特殊金屬的佐川真人發現。這種磁鐵的磁能積（BH_max）大於釤鈷磁鐵，是當時全世界磁能積最大的物質。^[4]後來，住友特殊金屬成功發展粉末冶金法（powder metallurgy process），通用汽車公司成功發展旋噴熔煉法，能夠製備釹鐵硼磁鐵。^[5]

中國製造商憑藉對世界大部分稀土礦的控制，已成為釹磁鐵生產的主導力量。^[6]

美國能源部已意識到在永磁技術中尋找稀土金屬替代品的必要性，並為此資助了相關研究。能源高級研究計畫署（ARPA-E）發起了一項名為「關鍵技術稀土替代品」（REACT）的項目，旨在開發替代材料。 2011年，ARPA-E撥款$3,160萬美元用於資助稀土替代計畫。^[7] 由於釹在風力發電機永磁體的應用，有人認為，在以可再生能源為主導的世界中，釹將成為地緣政治競爭的主要對象之一。然而，這種觀點受到了批評，因為它忽略了大多數風力發電機並不使用永久磁鐵這一事實，並且低估了經濟激勵措施對擴大生產的影響。 ^[8]

純釹具有磁性——具體來說，它是反鐵磁性的，但僅在低於19 K（−254.2 °C；−425.5 °F）的低溫下才有磁性。然而，釹與過渡金屬（例如鐵）形成的某些化合物是鐵磁性的，其居里溫度遠高於室溫。這些化合物用於製造釹磁鐵。

釹磁鐵具有高剩磁、高矯頑力、高磁能積等優異特性，但其居禮溫度比許多其他類型的磁鐵來得低，且當溫度升至100°C以上時，矯頑力會急劇下降，使其在高溫環境下的磁性能有所減損。透過在配方中添加鏑、鋱等重稀土，能夠提高釹磁鐵的矯頑力，從而改善磁鐵的耐熱性能，應用於電動汽車驅動馬達、風力渦輪機等較高溫的工作環境中。^[9][10]

釹磁鐵容易受腐蝕而表層剝落或破碎成細碎的顆粒，故使用时需要在永磁材料表面做保护处理，例如用镍、锌、金、锡进行电镀，以及表面喷涂环氧树脂等。^[11]

釹鐵硼（NdFeB）磁鐵的回收已逐漸成為研究與產業的焦點，因為這些磁鐵含有釹、鈰、鏑和鉺等關鍵稀土元素。傳統的磁鐵生產依賴於稀土礦石的開採與提煉，而這些製程不僅耗能巨大，更會對環境造成損害。^[12]

目前，不同地區正在進行試點項目，以測試釹鐵硼磁體回收的可擴展性。美國正在開發試點規模的回收計畫。例如，美國新創公司HyProMag USA計劃在達拉斯-沃斯堡附近建造一座工業規模的釹鐵硼磁體回收工廠，預計2027年投產，每年可處理約750噸回收磁鐵。 ^[13] 在歐洲，歐盟資助的SUSMAGPRO計畫已展示了釹鐵硼磁鐵在揚聲器、馬達和風力渦輪機中的試點規模回收。^[14] 在日本，Envipro Holdings已與HyProMag簽署諒解備忘錄，利用日本市場的廢棄物進行釹鐵硼磁體回收試驗。^[15]

• 镧系元素
• 釤鈷磁鐵