破了！“超級(jí)磁鐵”的磁鋼夢(mèng)

文|王世琪

高性能磁鋼出自杭州永磁研發(fā)團(tuán)隊(duì)之手，沒有它，“超級(jí)高鐵”的設(shè)想只能停留在理論層面。而在此之前，鮮有技術(shù)突破

近日，一批高性能磁鋼從杭州永磁集團(tuán)有限公司的生產(chǎn)車間運(yùn)往西南交通大學(xué)，它們將被應(yīng)用于全球首個(gè)真空管道超高速磁懸浮列車環(huán)形實(shí)驗(yàn)線平臺(tái)，這批磁鋼能力非凡，拼成軌道所產(chǎn)生的導(dǎo)向力和懸浮力能夠讓高溫超導(dǎo)體像釘子一樣牢牢地“扎”在空氣中。這枚“懸空的釘子”就是時(shí)速超千公里“超級(jí)高鐵”的雛形。

磁鋼出自杭州永磁研發(fā)團(tuán)隊(duì)之手，沒有它，“超級(jí)高鐵”的設(shè)想只能停留在理論層面。在杭州永磁研制出這塊磁鋼之前，鮮有技術(shù)突破。

神奇的金屬

這塊金屬，外觀上普通到不能再普通，想必這是任何人看到“超級(jí)高鐵”軌道用磁鋼時(shí)的第一感覺。

但金屬塊充上磁就會(huì)變成應(yīng)用于“超級(jí)高鐵”上的核心材料。這塊80毫米×50毫米×30毫米的磁鋼里包含萬億個(gè)磁性單元，數(shù)量遠(yuǎn)超一般磁鋼，一旦充磁，這萬億個(gè)磁性單位就會(huì)像持槍的士兵，整齊地排列在一起，指向一個(gè)方向源源不斷釋放磁力。巨大的磁力能讓整列高鐵懸空，并保證運(yùn)行過程中的完全平穩(wěn)。

致密的磁性單元排列間隔分毫不差，發(fā)力方向完全一致才能讓磁鋼的性能達(dá)到極致，“超級(jí)高鐵”在運(yùn)行中才不會(huì)出現(xiàn)偏差，這是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的工程，而這“一發(fā)”僅為萬億分之一。

實(shí)驗(yàn)過程緊鑼密鼓，分析出結(jié)構(gòu)，馬上從實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)移到小型生產(chǎn)設(shè)備上生產(chǎn)，一塊塊稀土礦被熔成液體，通過反應(yīng)凝結(jié)成粉末，再重新組合，達(dá)到理想的結(jié)構(gòu)?！熬Ρ仨毟叨燃校_保磁性單元有序排列，一發(fā)現(xiàn)問題，就要馬上推翻方案從頭開始?！毖邪l(fā)人員介紹說，磁性單元密度達(dá)不到，排列不規(guī)律是常事，吃飯睡覺想的都是原料配比和分子結(jié)構(gòu)。

和時(shí)間賽跑

充磁，實(shí)驗(yàn)的最后一步，也是研發(fā)團(tuán)隊(duì)最緊張的時(shí)候。“顯微鏡下的結(jié)構(gòu)不會(huì)說謊?！边@是杭州永磁研發(fā)人員總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人都忘不了距離成功的“一步之遙”，無數(shù)次論證得出了近乎完美的配比方案。

這里的每一個(gè)人都清楚，這塊磁鋼的意義不僅是企業(yè)研制新產(chǎn)品，更是國家軌道交通提速的重要一環(huán)。

“永磁速度”根植在企業(yè)發(fā)展的基因里。1993年，桑塔納轎車車速里程表用磁鋼國產(chǎn)化的任務(wù)同樣由杭州永磁承擔(dān)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)半年，將性能超過德國標(biāo)準(zhǔn)的磁鋼片送到崇明島，打破國際壟斷。2007年，同樣是半年，杭州永磁研發(fā)成功特制鋁鎳鈷磁鋼，磁鋼隨天宮一號(hào)和神舟十號(hào)遨游宇宙。

現(xiàn)在，責(zé)任落在杭州永磁這支由80后、90后組成的年輕團(tuán)隊(duì)肩上。

更加復(fù)雜的理論計(jì)算和越來越緊迫的時(shí)間讓每個(gè)研發(fā)人員熬紅了眼，之前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)全都轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，磁鋼結(jié)構(gòu)出來，研發(fā)中心鴉雀無聲，一步之遙背后很可能是從頭開始的空歡喜。

最后一次實(shí)驗(yàn)，磁鋼充磁，性能達(dá)標(biāo)，可以量產(chǎn)。

你好，老朋友

生活因?yàn)槌錆M戲劇性才成了故事。研發(fā)中心里，杭州永磁總工程師冒守棟對(duì)著一塊寫著密密麻麻公式的黑板發(fā)呆。他在考慮的是一塊國家級(jí)大科學(xué)裝置專用磁鋼的結(jié)構(gòu)，這是屬于他的故事。

2015年，中國科學(xué)院委托杭州永磁研發(fā)一種具有超高一致性的磁鋼，磁通波動(dòng)范圍控制在1%以內(nèi)。中科院一直致力于產(chǎn)品研發(fā)，為了這塊磁鋼，跑遍中國所有磁性材料生產(chǎn)企業(yè)，始終無法取得突破。磁鋼領(lǐng)域摸爬滾打38年，如此之高的性能要求，賈貴元也是第一次遇到。此前，杭州永磁生產(chǎn)的磁鋼磁通波動(dòng)范圍的極限在3%到4%之間。

這塊磁鋼是科學(xué)研究基礎(chǔ)之基礎(chǔ)。國家級(jí)大科學(xué)裝置支撐著國內(nèi)多項(xiàng)基礎(chǔ)研究，磁鋼性能不達(dá)標(biāo)，這個(gè)裝置就無法以最佳狀態(tài)運(yùn)行?！澳阌袥]有興趣研究一下這個(gè)?！辟Z貴元拍著冒守棟的肩，把方案遞給他。

激動(dòng)、驚喜、忐忑，冒守棟這樣形容當(dāng)時(shí)的心情，這塊磁鋼，是他的“老朋友”。

在加入杭州永磁之前，他就在中科院從事這方面的研究?！斑@塊磁鋼，產(chǎn)品、技術(shù)、流程全部由國外壟斷，別說學(xué)習(xí)，看都不讓看一眼?！彼貞浧甬?dāng)年出國考察時(shí)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，凡是涉及關(guān)鍵材料，國外科研機(jī)構(gòu)的遮遮掩掩，大門緊閉讓他無奈?！坝锌嗾f不出，只能埋在心里?！北患夹g(shù)卡脖子是科研人員過不去的坎。

這次，杭州永磁為他提供了實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的新舞臺(tái)?！安牧想S便用，團(tuán)隊(duì)自己組，設(shè)備不夠先進(jìn)盡管提?！辟Z貴元同樣重視這次研究，軍人出身的他對(duì)國家級(jí)攻關(guān)項(xiàng)目的投資從不含糊。

勇攀新高峰

對(duì)突破的追求，杭州永磁矢志不渝。在這座浸潤了38載的老磁鋼廠里，鋁鎳鈷、釤鈷、釹鐵硼等高端永磁材料生產(chǎn)制造國際領(lǐng)先；新能源汽車制造所用磁鋼的專用生產(chǎn)線正全力開動(dòng)；經(jīng)過3年實(shí)驗(yàn)，軌道交通用磁鋼從實(shí)驗(yàn)線走上生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)……但與以往相比，這次是對(duì)磁鋼領(lǐng)域頂峰的沖刺。

面對(duì)久違的“老朋友”，攻堅(jiān)大幕由此拉開。抽調(diào)科研主力，組建精英團(tuán)隊(duì)，調(diào)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備，購置稀土礦產(chǎn)，準(zhǔn)備工作一氣呵成。

磁鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度前所未有，稀土金屬比例必須嚴(yán)格控制，身處中國磁鋼領(lǐng)域從未涉及過的高端領(lǐng)域，杭州永磁為了研究這塊磁鋼，報(bào)廢掉的稀土礦原材料就價(jià)值幾十萬元。

杭州永磁研發(fā)人員的辦公室書架上，擺滿了專業(yè)書籍，無一例外。他們?cè)缫咽谴配擃I(lǐng)域的高端人才，但對(duì)技術(shù)的追求始終讓團(tuán)隊(duì)保持學(xué)習(xí)，幾百次試驗(yàn)，上千種可能，多年的技術(shù)積累讓成功水到渠成。

如今，國家級(jí)大科學(xué)裝置裝上杭州永磁生產(chǎn)的國產(chǎn)磁鋼，使用效果全面輻射長三角地區(qū)，但攻關(guān)還在繼續(xù)，各種新型研發(fā)設(shè)備陸續(xù)搬進(jìn)1000平方米的新建研發(fā)中心，磁鋼性能還在不斷提高。

杭州永磁集團(tuán)有限公司的生產(chǎn)車間