据外媒Interesting Engineering报道,Moog和Niron Magnetics将于2026年10月在华盛顿AUSA年会联合展示“无稀土作动器”,核心是Niron的氮化铁永磁体。测试方向:地面车辆、制导弹药。
一场展会演示,戳的是美国军工最疼的神经。
作动器就是“把电变成动作”的机构。导弹转舵、炮弹修弹道、炮塔跟瞄、车辆驱动,全靠它。现代高性能作动器几乎都塞着稀土永磁电机——同等体积,稀土磁体力矩密度最大。
一枚155毫米制导炮弹,舵机舱按立方厘米算,还要扛发射瞬间几万个g过载。电机做不小、力矩不够,弹就打不准。不是“能不能用便宜材料”,是“塞不塞得进去、扛不扛得住”。
稀土不稀有。地壳里铈比铜多,钕比锡多。难的是分离提纯,和把氧化物变成高性能磁体。
军用主力两类:钕铁硼,磁能积45~55 MGOe,但居里温度偏低,高温易退磁;钐钴,16~33 MGOe,耐高温,是导弹舵机、航空发电机、潜艇永磁推进电机的主力。
这两条链中国全握:采选、冶炼分离、金属制备、磁体烧结、晶界扩散,全流程产能占全球七八成以上。
2025年4月起,中国对钐、钆、铽、镝等中重稀土物项出口管制。F-35一架用掉数百公斤稀土,弗吉尼亚级潜艇、驱逐舰、精确制导弹药无一幸免。
Niron走α″-Fe₁₆N₂路线。饱和磁化强度理论可达2 T以上,钕铁硼约1.6 T,理论上限磁能积甚至翻倍。原料只有铁和氮——铁不用解释,氮占空气78%。
问题在“亚稳”。α″-Fe₁₆N₂温度一高就分解成α-Fe和Fe₄N,磁性垮掉。要在块体里稳住它,还要做出取向和矫顽力,极难。实验室用分子束外延、溅射做薄膜,数据漂亮,但磁体按吨卖,薄膜工艺没法用。
另两个短板:磁晶各向异性场不如钕铁硼,矫顽力受限;居里温度也不占优,高温是硬考验。
Niron这些年的活,就是把亚稳相稳定技术从薄膜搬到块体,再解决量产一致性,其明尼苏达州产线目标千吨级。先拿地面车辆和制导弹药开刀,就因为这两个场景对磁体性能的要求,比航空发动机、潜艇推进电机宽松。
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Moog是美军导弹舵机、推力矢量控制、飞行控制作动器的主力供应商之一。它联姻磁体初创,说明美国防部在推“材料—器件—系统”三级国产化。配套有国防生产法第三章拨款、DPA Title III投资、MP Materials矿山到磁体垂直整合、扶持澳加产能。
本质是承认:过去三十年把中游制造外包,现在要用十年补回来,而且未必补得回来。所以有了“换材料”这条更激进的路——追不上你的稀土产能,就绕开稀土。
中国在无稀土/少稀土磁体上布局很早,只是过去没被逼到墙角。
铈磁体:用更丰、更便宜的铈部分替代钕,中国已是全球主要产地,已产业化。
晶界扩散:极少量镝、铽扩到晶界,重稀土用量降一个数量级,中国是大规模产业化领跑者。
铁氧体:完全不含稀土,性能低但便宜稳定,中国产量全球第一。
MnBi、L1₀-FeNi、Fe₁₆N₂:国内高校院所长期积累,铁氮化物方向跟了二十年。
美国赌“0到1”的新体系;中国既有稀土现牌,也有“1到N”的完整工业转化能力。
氮化铁现在替代不了钐钴,更替代不了钕铁硼。定位是“性能要求不极端”的场景先落地:车辆辅助电机、部分弹药舵机。高温、高过载、极限功率密度,稀土磁体短期无可撼动。
但信号价值比技术本身更重要:美国愿意为“去中国化”付溢价——性能打折、成本上升,换供应链安全。这种决心一旦形成,就会持续投入。
对中国来说,稀土优势是资源禀赋加产业积累,但禀赋不会永远构成技术壁垒。真正稳固的位置,是把材料、器件、系统一体化做到别人绕不开。无稀土路线自己也得跑——万一α″-Fe₁₆N₂真被攻克,手里有牌才不被动。
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