钕磁铁是有史以来最强的永磁体——其秘密在于单一成分：稀土。为什么？一句话概括：在稀土原子中，产生磁性的电子深藏于原子内部，被外层电子壳层所屏蔽，因此它们保持强大且锁定在一个方向上。
什么是稀土？
稀土是元素周期表中17种金属元素的家族。有些其实很常见——铈的丰度与铜相当。磁体所关注的是钕（Nd）和镨（Pr）——日常应用的主力——以及稀缺、昂贵的镝（Dy）和铽（Tb），用于提高耐热性。
为什么稀土能制造更强的磁体
磁体需要两个条件：磁化强度（它能承载多少磁场）和矫顽力（它能多顽固地保持磁场）。铁提供了充足的磁化强度；但它缺乏的是顽固性——它容易被退磁。稀土则提供了这一点。
更详细地说：在稀土原子中，负责磁性的电子深居内部，被外层电子壳层包裹。这些壳层保护磁矩免受周围环境影响，使其几乎与自由原子中的一样强——而且原子的形状将其锁定在一个优选方向上。结果是：一种既高度磁化又极难退磁的材料。铁赋予NdFeB原始力量；钕赋予它持久力。
每种元素的作用
- Nd和Pr — 每个NdFeB磁体的主要成分。
- Dy和Tb — 少量添加以增强耐热性，价格是Nd的许多倍。
- Ce和La — 廉价填充物，降低成本但降低性能。
为什么这很重要
正是这种组合，使得一个小型NdFeB磁体能够举起自身重量数百倍的物体——也是稀土驱动电机、涡轮机、耳机和MRI机器的原因。
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