近日，北方稀土成功建成并投产稀土超磁致伸缩材料批量化生产示范线，一举破解高端稀土超磁致伸缩材料批量制造难题，助力稀土产业从传统原料供给，向航空航天、深海探测、精密制动等高端核心应用领域迈进。
磁场中能伸缩的“超级材料”
在稀土新材料技术创新中心的示范线车间内，一条采用定向凝固工艺的核心生产线正有序运转。经过多道工序后，直径20毫米以下的稀土超磁致伸缩材料棒材完成抛光检测，整炉产品的性能偏差被精准控制在10%以内。
这条示范线解决了高端稀土超磁致伸缩材料的“批量制造难题”。稀土新材料技术创新中心相关技术负责人介绍：“区熔法一次只能做一个，而全熔法可以实现‘一炉多根’的批量化生产，整炉产品性能更均一。”
据了解，稀土超磁致伸缩材料是目前已知磁致伸缩性能最优的智能材料，其在磁场作用下可产生巨大的伸缩变形，能量密度远超其他磁致伸缩材料。该材料被广泛应用于精密驱动、超声换能、海洋探测等领域。这条由稀土新材料技术创新中心联合北京航空航天大学、稀土院三方共建的示范线，生产的小尺寸产品在100kA/m低磁场下可产生1200ppm的磁致伸缩响应。不同批次产品沿轴向磁致伸缩性能一致性偏差均小于10%，材料性能一致性已达到国内先进水平。
深海探测半径实现千里跃升
稀土超磁致伸缩材料最直接的战略价值，体现在海洋探测领域。声呐系统作为水下通信与探测的重要装备，在深海探测中如同“眼睛”和“触角”。然而，当前广泛应用的压电陶瓷水声换能器共振频率偏高，能量转换效率不足，难以满足声呐系统对大深度、长距离探测的需求。使用稀土超磁致伸缩材料的声呐系统在应变、响应时间、传播距离等方面显著优于压电陶瓷材料的声呐系统。
示范线负责人郝宏波给出了更直观的对比：“它的能量转化效率特别高，用于潜艇声呐的换能器。传统的压电陶瓷材料做的换能器，传输距离可能只有几百公里。如果用稀土超磁致伸缩材料来做，传输距离就可能达到几千公里的范围。”
目前，该材料已可满足大功率低频主动声呐、高精度微位移致动器、大功率电声换能器等高端装备需求。示范线项目对突破国外相关技术及装置的技术封锁，推进我国稀土超磁致伸缩材料在声呐、致动器、换能器等领域的广泛应用，提高稀土产品技术附加值具有重要意义。
郝宏波表示，下一步将重点攻关大尺寸、高一致性、高性能材料制备难题，目标是生产出直径30毫米及以上的材料，以更好匹配军工及航空航天领域对大功率换能器的性能要求。
据悉，该示范线预计2026年年底将实现年产1000千克的产能规模，为进一步拓展超磁致伸缩材料的产业化应用奠定坚实基础，为我国高端制造业高质量发展注入新动力。
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