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富铈钕铁硼磁体矫顽力晶界工程

September 14, 2026AIC Engineering

华南理工大学研究人员利用两步晶界工程工艺,使富铈钕铁硼磁体的矫顽力提升幅度增至三倍以上。该研究通过镨铝镓合金预处理结合重稀土扩散,有效解决了晶界富铈相捕获重稀土的难题,在提高铈替代率的同时提升了镝、铽等重稀土的利用效率,为稀土永磁材料的降本增效与资源优化提供了重要技术支撑。

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本文由骏材磁应用(AIC Engineering)转载发布。所有权利归原出版商所有;详见下方来源。

研究人员通过晶界工程使富铈钕铁硼磁体矫顽力提升幅度增至三倍

核心要点 - 传统的DyHx扩散在13 wt.%(质量分数)铈磁体中仅产生217.7 kA/m的矫顽力提升,原因是CeFe₂在晶界处捕获了镝。 - 采用Pr-Al-Ga(镨-铝-镓)合金预处理结合DyHx扩散的两步工艺,实现了706.3 kA/m的综合矫顽力提升——是基准值的三倍以上。 - 该方法还通过TbHx(氢化铽)得到了验证,表明其适用范围不仅限于镝。 - 战略意义:更多的铈替代加上更高效的镝/铽使用,可以同时减轻对多种关键稀土原料的供应压力。 - 商业可行性仍需在制造良率、成本、温度性能以及量产可扩展性方面提供证据。

华南理工大学的冯青(Qing Feng)和刘仲武(Zhongwu Liu)及其同事报告了一项潜在的重要进展,即在含更多铈且更高效利用稀缺重稀土的情况下制造高性能Nd-Ce-Fe-B(钕-铈-铁-硼)永磁体。该研究发表在《Materials Horizons》上,考察了含有13 wt.%铈的磁体,在这些磁体中,传统的镝晶界扩散一直难以实现大幅度的矫顽力改善。

研究人员找到了罪魁祸首:晶间CeFe₂相有效地捕获了镝,导致可用于在磁体晶粒周围形成富镝壳层(保护磁体免受退磁)的镝减少。传统的DyHₓ扩散仅使矫顽力提高了217.7 kA/m。

他们的解决方案是一个两步工艺。首先,使用Pr-Al-Ga合金重塑晶界并大幅减少CeFe₂。仅此一项就使矫顽力提高了205.6 kA/m。

随后的DyHₓ扩散又增加了500.7 kA/m,产生了706.3 kA/m的综合矫顽力提升——是单独使用DyHₓ扩散改善幅度的三倍以上。研究人员还使用TbHₓ验证了该方法,表明其可能扩展到镝之外。

REEx洞察——让廉价的铈发挥更大作用

其战略意义在于替代与节约。铈的储量远比NdPr(钕镨)丰富,而镝和铽是价格昂贵、供应受限的重稀土。如果制造商能够掺入更多的铈,同时更高效地使用镝/铽,他们就有潜力同时减轻对几种关键磁体原料的供应压力。

但这仍然是一项材料科学成果,而非商业突破。投资者仍需要关于制造良率、成本、每块磁体的重稀土消耗量、温度性能以及量产可扩展性方面的证据。

REEx核心结论

该研究探讨了一个日益重要的问题:不仅仅是如何获取更多稀土,而是如何从现有的稀土中提取更多的磁性能。

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