最近网上闹得沸沸扬扬,说美国搞定了无稀土磁铁,还是华裔科学家带队搞出来的,这下彻底不用怕中国卡稀土脖子了。可几乎就在同一时间,美国五角大楼自己晒了家底,他们的重稀土库存,只够用两个月。这事到底是真的吗?背后的实情到底是什么样?
这位带队的学者叫臧佳栋,本科博士都读的复旦大学,是正经理论物理出身,2015年就去了美国新罕布什尔大学,2023年就升了正教授,还拿过国际磁学领域的青年科学家奖,实力确实没得说。这次他团队的打法很有意思,从开始到现在,一次熔炉都没碰过,纯靠AI干活,完全是理论家的思路。
他们先让大语言模型啃完了几十年积攒的所有磁学文献,把散在各个论文里的化学成分、磁相变温度、晶体结构这些信息一条条抠出来,攒成了一个有六万七千五百多条记录的磁性材料数据库。接着用机器学习给这些材料做分类,分铁磁、反铁磁还是非磁,准确率能摸到九成。最后拿训练好的模型去筛,一共挑出25种不用稀土还能耐高温的候选材料,项目经费还是美国能源部出的。
这些候选的居里温度都超过500K,换算过来差不多227摄氏度。居里温度就是磁性材料的底线,超过这个温度磁性就没了。现在电动车电机工作温度最高也就150到200摄氏度,能扛过227度,也就相当于拿到了入场资格。
拿到入场资格可不等于就能量产商用,这中间差着十万八千里呢。居里温度够高,只能说明它高温下还剩磁性,不代表它磁力够强,也不代表它不容易退磁。永磁体真正说话算话的两个硬指标,是磁能积和矫顽力,前者决定电机能做小还能有劲,后者决定磁铁在高温高压下稳不稳。
这25种候选材料,到现在一块都没烧结成实物磁体,那两个核心指标连一个实测数据都拿不出来。臧佳栋自己在学校发的新闻稿里说的也很有分寸,只是说现在正在攻关,乐观估计AI技术能帮着实现目标,这话里的意思明摆着,都是未来的事。
说白了这份清单最大的用处,就是把原来需要几十年试错才能缩小的范围,直接圈成了二十多个值得实验的对象。帮美国省了找材料的时间,至于做出来能用的成品,那一步压根还没开始走。
一块合格的高性能钕铁硼磁铁,要经过熔炼、破碎、磨粉、成型、烧结等等十好几道工序,高端用的还要加额外的工艺控制稀土用量。每一道工序的温度、时间、气氛,全靠工程师和老师傅手上攒的经验,论文里写出来的,只是很小一部分。
美国早年其实也有这套完整的手艺,现在常用的钕铁硼,还是1983年通用汽车和日本住友金属一起发明的。后来通用卖掉了相关的子公司,产线一点点往外迁,2004年美国最后一家粘结钕铁硼磁粉厂就关门了,这手艺丢了快二十年。
现在想重新捡起来,哪有那么容易。做无稀土氮化铁磁铁的Niron Magnetics,2013年就成立了,前后融了超过3亿美元,直到2025年9月,第一座工厂才刚刚破土动工,预计要到2027年初才能投产。从成立到出货,足足要十四年,一天都省不下。
别的团队做的无稀土磁体,也都卡在工艺上。比如艾姆斯实验室的锰铋磁体,特性不错还做出了样机,可锰和铋的熔点差了快一千摄氏度,稳定的合成窗口只有正负五度,根本没法大规模做。
AI能把这些工艺难题都解决了吗?之前谷歌DeepMind出过一个类似的项目,预测了220万种新晶体,发布的时候能被实验室独立合成出来的只有736种,一万种里也就成三个。AI筛材料的速度确实快了很多,可工厂里磨工艺攒经验的那些年头,半分都省不掉。
现在美国离禁令生效也就三个多月了,2027年元旦开始,来自中国的磁体就不能用在美军平台上了。五角大楼2026年3月自己披露,重稀土库存就够两个月用,转头就启动了十亿美元的关键矿产采购,急得直跳脚。
之前F35就出过这事,2022年因为发动机里一块钐钴磁铁用了中国来源的材料,五角大楼直接停了F35的接收,最后只能开了国家安全豁免才恢复交付。不管统计稀土用量的口径怎么变,缺一块合格的磁铁,飞机就交不出来,这是实打实的。
美国现在的办法就是砸钱硬扛,2025年7月国防部直接入股了MP Materials,还给镨钕定了每公斤110美元、为期十年的价格下限,还承诺包销新厂全部的磁体产品。MP之后宣布要在得州建磁体园区,2028年目标年产一万吨钕铁硼,这个产量看着不小,放到中国根本不够看,中国六家钕铁硼上市公司2026年规划的产能就有17.95万吨,完全不是一个量级。
国际能源署的数据说得很清楚,全球94%的烧结钕铁硼产自中国,稀土精炼环节中国占了差不多91%。中国能握住这个优势,不是靠运气,是几十年一点点磨工艺,建厂房,攒出来的工程师队伍和良率控制,一张AI筛出来的候选清单,根本搬不走这些家底。
美国急着找替代,源头就是2025年4月中国对七种中重稀土和相关永磁材料实施出口许可管理,一个月后中国磁体出口量同比掉了74.3%,原来四船货只剩不到一船,货紧了自然只能盯着实验室挖成果,臧佳栋团队的工作才被捧到了台前。
说来说去,美国现在怎么可能不担心,担心到五角大楼都要数着库存过日子,又是包销又是保价格,其实就是在补二十年前丢掉的课。那25个候选材料还躺在屏幕上等着烧第一炉,五角大楼的库存表,两个月就得翻一页。
参考资料:环球时报 美国稀土供应链现状调查
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