中國(guó)粉體網(wǎng)訊  稀土永磁材料作為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”，在節(jié)能家電、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域不可或缺。我國(guó)稀土資源豐富，但高端永磁材料制備技術(shù)曾長(zhǎng)期受制于人。

在科技“突圍”工程推動(dòng)下，東北大學(xué)裴文利教授團(tuán)隊(duì)在稀土永磁制備新工藝上取得重大突破，Ce/La高豐度稀土的應(yīng)用難題得到有效解決，為稀土資源高值化利用提供了新方案。

稀土永磁材料的重要性

稀土永磁材料是當(dāng)前已知綜合性能最高的永磁材料，比上世紀(jì)使用的磁鋼磁性能高出100多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多。

釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，磁能積高達(dá)27-50MGOe，被譽(yù)為“永磁王”。 這類材料已成為電子技術(shù)通訊、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等領(lǐng)域不可或缺的核心材料。

隨著全球綠色能源轉(zhuǎn)型加速，高端稀土永磁材料需求持續(xù)增長(zhǎng)。然而，傳統(tǒng)制備工藝存在能耗高、效率低、重稀土依賴性強(qiáng)等問題，制約產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

傳統(tǒng)工藝的挑戰(zhàn)與技術(shù)突破

在輻向取向稀土永磁管研究中，全球技術(shù)角逐激烈。日本采用兩步熱等靜壓方法制備各向異性永磁管，通過高溫高壓使粉末燒結(jié)致密化，但工藝復(fù)雜且對(duì)我國(guó)實(shí)施技術(shù)封鎖。

傳統(tǒng)熱壓輻向取向永磁環(huán)的制備面臨諸多限制：由于壓機(jī)空間和液壓機(jī)行程制約，磁環(huán)長(zhǎng)度難以超過35mm；流變流程短導(dǎo)致組織性能不均勻；生產(chǎn)效率低下，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

內(nèi)蒙古科技“突圍”工程專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)通過熱壓近終成形工藝突破，實(shí)現(xiàn)磁管“一次成型”，減少切削加工量30%以上，大幅降低稀土原料損耗。新工藝流程縮短50%，設(shè)備能耗降低25%，單件制造成本下降35%以上。

裴文利教授團(tuán)隊(duì)的研究突破

裴文利教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于高性能稀土永磁材料研究，在熱擴(kuò)滲技術(shù)方面取得重要進(jìn)展。

熱擴(kuò)滲技術(shù)是一種通過重稀土元素（如Dy）的晶界擴(kuò)散來顯著提升永磁體矯頑力的先進(jìn)工藝，其核心在于利用DyF₃等擴(kuò)散源涂覆磁體表面，在高溫（如880℃）下使Dy元素沿晶界滲入，形成富Dy殼層結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化晶界富稀土相分布，削弱主相晶粒間的反鐵磁耦合，抑制反磁化疇形核。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Ce/La含量對(duì)磁體熱擴(kuò)滲效果有重要影響，隨著Ce/La含量增加，熱擴(kuò)滲效果變差。研究表明，在最佳熱擴(kuò)滲工藝下，20%Ce/La含量磁體矯頑力可增加6 kOe以上。團(tuán)隊(duì)通過理論計(jì)算Dy元素?cái)U(kuò)散系數(shù)，揭示隨著Ce、La含量的增加，熱擴(kuò)滲效果變差的機(jī)制。

高Ce/La含量會(huì)導(dǎo)致磁體氧含量增加，使晶界中含有更多氧化物，熱擴(kuò)滲過程中缺少富稀土相的配合，導(dǎo)致Dy元素?cái)U(kuò)散路徑受阻，富Dy殼層分布較差。

團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了濕化學(xué)法和爆炸成型技術(shù)制備稀土永磁材料的新工藝。濕化學(xué)法通過液相合成實(shí)現(xiàn)材料成分的分子級(jí)控制，為制備高性能磁體提供了新途徑。

技術(shù)應(yīng)用與市場(chǎng)前景

稀土永磁新材料在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。市場(chǎng)分析顯示，稀土永磁材料在消費(fèi)電子、電力機(jī)械、醫(yī)療器械、高端玩具、包裝、五金以及航空航天等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。 隨著項(xiàng)目生產(chǎn)線不斷完善，新技術(shù)有望在未來幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，為中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)開辟新增長(zhǎng)空間。

未來，隨著熱擴(kuò)滲技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化和濕化學(xué)法的成熟，高性能與低成本兼得的稀土永磁材料將成為可能。 包頭市稀土產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已在2024年達(dá)到1030.5億元，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)突破千億元的地區(qū)，這一技術(shù)突破將進(jìn)一步推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)躍遷。

2025年12月3日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在浙江·寧波舉辦“2025高端釹鐵硼永磁材料制備與應(yīng)用技術(shù)大會(huì)”。屆時(shí)，我們邀請(qǐng)到東北大學(xué)裴文利教授出席本次大會(huì)并作題為《稀土永磁制備新工藝開發(fā)及進(jìn)展》的報(bào)告，裴文利教授將為您介紹東北大學(xué)在稀土永磁材料制備中的創(chuàng)新技術(shù)。

個(gè)人簡(jiǎn)介：

裴文利，東北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授/博士生導(dǎo)師，遼寧省應(yīng)用磁學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)，日本國(guó)立秋田大學(xué)客座教授，英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)(RSC) Advances Reviewer Panel Member。長(zhǎng)期從事高性能稀土永磁材料、稀土功能材料、低維磁性納米材料和磁性器件設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。在Adv. Mater.，Acta Mater.、J. Mater. Sci. Technol.等刊物發(fā)表SCI收錄論文130多篇。取得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)32項(xiàng)（稀土永磁10項(xiàng)）。獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和中國(guó)電工學(xué)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目4項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)子課題1項(xiàng)；參與國(guó)家基金5項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)2項(xiàng)。

參考來源：

高宇，裴文利，等：高豐度稀土永磁體熱擴(kuò)滲工藝優(yōu)化及重稀土擴(kuò)散行為

孫亞輝，裴文利，等：（Ce，La）含量對(duì)高豐度稀土NdFeB磁體熱擴(kuò)滲行為的影響

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）

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