纳米技术与永磁体

①提到永磁体，你大概会觉得陌生，其实它就在我们身边。一辆普通的汽车的电动座椅、电动后视镜、电动天窗、雨刮、空调器等几十个部位，都要使用到各种永磁电机、永磁电动器件和永磁声响器件，这些都离不开永磁体。

②永磁体是指能够长期保持吸引铁质物体的磁性材料。它们磁性的强弱取决于其最大磁能积，如果磁能积越大，那么实际应用需要的永磁体的体积将越小，用量和成本也将随之降低。

③当前永磁体中磁性能最强、应用最广的是稀土永磁材料，主要为Nd-Fe-B系永磁体。

④Nd-Fe-B系永磁体，是1983年由日本和美国学者发明的具有最高磁能积的新型稀土永磁材料，它的磁能积非常高。Nd-Fe-B永磁体的吸力可以达到自身的600倍，也就是说一块60千克的永磁体可以吸起重达36吨的集装箱。它被称作当代永磁之王，是目前磁性最高的永磁材料，也是综合性能最高的一种永磁材料。永磁之王的研制成功，使各种永磁器件实现了超小型化。例如，美国通用汽车公司在1000cc汽车发动机上采用这种永磁体后，发动机重量减少近50％，体积也小了将近一半。

⑤在Nd-Fe-B稀土永磁制作的电机中添加极少量的镝和铽，就能够使电机中的磁铁变轻90％，它们是绿色能源产品的魔法配料。稀土元素镝和铽非常紧缺，世界上99％的镝和铽产自中国南方的广东、四川、江西等地。但开采过程却充满污染风险，用来提取稀土元素的酸性物质可能会进入溪涧和河流，破坏稻田及渔场，污染水源，会引发极其恶劣的环境问题。严重缺乏稀土的日本和富产稀土但封存了本国稀土矿的美国等发达国家，都从中国进口大量廉价稀土，给中国的生态环境造成了重大压力。

⑥随着社会发展需要，我们对磁性要求越来越高。采用纳米技术来提高永磁体磁性是目前科学研究主攻方向。

⑦通过研究发现，只要在纳米尺度上将永磁材料和软磁材料复合在一起，就可以利用纳米技术制作出新型永磁体。这类磁体由于同时兼具了软磁材料的较高剩磁和永磁材料的较高矫顽力两大优势，新型永磁体就具有了前所未有的高磁能积,因而具有了超强的磁力。

⑧20世纪90年代以来，中国、美国、日本、韩国等都在积极研究用纳米技术制造一种被称为纳米复合永磁体的新型稀土永久磁铁。它是利用纳米技术将永磁材料和软磁材料相互复合在一起而形成的。

⑨根据理论推算，利用一片直径为12.5厘米的这种新型纳米复合永磁体，将足以吸起7吨重的卡车。新型永磁体的磁能积的大幅增加，将大大缩小永磁材料体积，可以使新兴的电动汽车更加小巧灵活，也可以使庞大的核磁共振扫描仪变成便携手提式，甚至可以使曾经难以想象的10兆瓦风力发电机成为可能，进而形成小到可以放进掌心，却可以为一艘小型邮轮提供动力的强力磁铁。

⑩不但如此，新型永磁体大量使用了廉价的铁元素，降低了稀土元素特别是资源稀缺、价格昂贵的镝和铽的用量，减小实际使用的体积和质量，从而大幅降低了原材料成本，并有效提高了磁性能。这非常有助于减少世界各国对中国稀土资源的依赖，有助于保护我国的生态环境。（原文有改动）

31.从文章内容看，为何新型永磁体会有超强的磁力呢？（4分）

32.它被称作当代永磁之王，是目前磁性最高的永磁材料，也是综合性能最高的一种永磁材料。一句中目前一词能否删去？为什么？（3分）

33.选文第④段中画线句子：例如，美国通用汽车公司在1000cc汽车发动机上采用这种永磁体后，发动机重量减少近50％，体积也小了将近一半。运用了哪些说明方法？作用是什么？（4分）

34．严重缺乏稀土的日本、富产稀土但封存了本国稀土矿的美国等发达国家，都从中国进口大量廉价稀土，给中国的生态环境造成了重大压力。结合本文内容，请你为我国稀土资源的开发利用提出一条合理化建议。（3分）

参考答案：

31.由于同时兼具了软磁材料的较高剩磁和永磁材料的较高矫顽力两大优势，新型永磁体就具有了前所未有的高磁能积,因而具有了超强的磁力。（4分）

32．目前一词不能删掉，从时间上限制；（1分）Nd-Fe-B永磁体是现在磁性最高的永磁材料，也是综合性能最高的一种永磁材料，不代表将来磁性最高。（1分）如果去掉与事实不符；体现了说明文语言的准确性、严密性、科学性。（1分）

33.举例子、列数字、作比较；（3分）准确具体地突出了永磁之王的研制成功，使各种永磁器件实现了超小型化。（1分）

34.示例：控制原材料的出口；提高科学技术水平；合理开发和利用资源（答出一条即可得3分）