钕磁铁(Neodymium magnet)也称为钕铁硼磁铁(NdFeB magnet),是由钕、铁、硼(Nd2Fe14B)形成的四方晶系晶体。于1982年,住友特殊金属的佐川真人发现钕磁铁。这种磁铁的磁能积(BHmax)大于钐钴磁铁,是当时全世界磁能积的物质。后来,住友特殊金属成功发展粉末冶金法(powder metallurgy process),通用汽车公司成功发展旋喷熔炼法(melt-spinning process),能够制备钕铁硼磁铁。这种磁铁是现今磁性仅次于零度钬磁铁的磁铁,也是常使用的稀土磁铁。钕铁硼磁铁被广泛地应用于电子产品,例如硬盘、手机、耳机以及用电池供电的工具等。
1839年瑞典人莫桑得尔(C.G.Mosander)发现了镧和镨钕混合物(didymium)。1885年奥地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)从莫桑得尔认为是“新元素”的镨钕混合物中发现了镨和钕。1879年法国人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)发现了钐。1901年法国人德马尔赛(E.A.Demarcay)发现了铕。1880年瑞士马利纳克(Marignac)发现了钆。1843年莫桑得尔发现了铽和铒。1886年布瓦普德朗发现了镝。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)发现了钬和铥。1974年美国人马瑞斯克(J.A.Marisky)等从铀裂产物中得到钷。1879年瑞典人尼尔松(L.F.Nilson)发现了钪。从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷,历时150多年。
多年来成为市场关注的热点。金属钕的用户是钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁体的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高,被称作当代“永磁”,以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。阿尔法磁谱仪的研制成功,标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界水平。钕还应用于有色金属材料。在镁或铝合金中添加1.5-2.5%钕,可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用作航空航天材料。另外,掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束,在工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或创伤口。钕也用于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加剂。随着科学技术的发展,稀土科技领域的拓展和延伸,钕元素将会有更广阔的利用空间。
因此,找到一种探测反物质和暗物质的方法就显得特别重要!于是,“阿尔法磁谱仪”应运而生。“阿尔法磁谱仪”实验由华裔美国科学家、诺贝尔奖获得者丁肇中教授所领导,美国、中国、德国等10多个国家和地区的许多科学家参加了研究与设计工作。其核心部件是一块外径1.6米、内径1.2米、重2吨的钕铁硼环状永磁体,若使用常规磁铁,因四处弥漫的磁场的影响而无法在太空中运行,而使用超导磁体又必须在超低温下运行,也不现实,什么材料合适呢?我国科学家倡议制作了完全符合太空运行要求的钕铁硼永磁体,装进了“阿尔法磁谱仪”,为其捕捉反物质和暗物质信息提供强大的磁力。