高稳定性烧结钕铁硼永磁材料组织结构调控与重稀土减量化技术

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高稳定性烧结钕铁硼永磁材料组织结构调控与重稀土减量化技术烧结钕铁硼是目前磁性能最高、应用最广、发展最快的永磁材料，但其存在稳定性差的缺点，难以满足新能源汽车、轨道交通等领域对磁性能及其稳定性的苛刻要求，添加稀缺重稀土元素可以有效提升稳定性，但会引起磁能积的恶化及成本的急剧增加。因此，研发低重稀土高稳定性稀土永磁材料具有重要意义。

1、技术背景和意义

烧结钕铁硼是目前磁性能最高、应用最广、发展最快的永磁材料，但其存在稳定性差的缺点，难以满足新能源汽车、轨道交通等领域对磁性能及其稳定性的苛刻要求，添加稀缺重稀土元素可以有效提升稳定性，但会引起磁能积的恶化及成本的急剧增加。因此，研发低重稀土高稳定性稀土永磁材料具有重要意义。

2、技术原理、技术要点

（1）基于建立的速凝片结构生长模型，优化了速凝技术，发展二级脱氢的氢含量控制技术，发明氢化物、DyCo晶界改性技术，调控和优化元素在晶界的分布，开发出工作温度超过220℃的超高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料，性能指标达到：Br=12.38 kGs，Hcj=35.87 kOe，(BH)max=37.23 MGOe，220℃磁通不可逆损失0.97%。

（2）发展压力辅助低温烧结技术，获得平均晶粒尺寸2.6μm的细晶磁体。在此基础上提出低硼成分设计原则，并通过工艺调控结合发明的涡流感应热处理技术，优化晶界弱磁性相Nd6Fe13Ga的分布，形成连续增厚的非磁性晶界相薄层，增强晶间磁隔离，提升矫顽力，获得Hcj=19.46kOe，(BH)max=42.43 MGOe的无重稀土高矫顽力磁体。

（3）发明电泳沉积等均匀可控的重稀土表面涂覆和晶界扩散技术，精确控制重稀土扩散量，实现磁体矫顽力可控增加，解决了产品一致性的难题；进而发展了重稀土氢化物铝复合晶界扩散技术，利用金属铝的强扩散能力，优化晶界结构、弱化晶界铁磁性，显著降低重稀土使用量。开发出磁性能达到：Hcj=37.36kOe，(BH)m=41.70MGOe和Hcj=33.25kOe，(BH)m=45.65MGOe的系列超高性能磁体。

3. 应用情况及效果

项目研发技术所使用的生产设备与国外发达国家生产企业日立金属、信越、TDK、德国VAC 等企业基本相似，国外依托于先进的装备制造水平，生产设备的专有化程度、精度和自动化控制程度远高于我国，但本项目通过技术创新，根据我国现有的装备及特点，通过细化晶粒和发明的涡流感应热处理等技术革新，并结合结构设计和调控，获得国际领先水平的高性能高稳定烧结钕铁硼磁体及其产业化技术，在配方成本和工艺成本方面均低于国外企业，效益明显，使得本项目开发的高性能高稳定烧结钕铁硼磁体更具有市场竞争力。

相关技术已在多家稀土永磁企业实现产业化，产品应用于消费类电子、汽车、轨道交通等高端应用领域，新增销售超过15.22亿元，净利润1.90亿元，出口创汇1.61亿美元。项目的成功实施，打破了国外在高端稀土永磁生产技术上的封锁，显著提升我国稀土永磁材料企业技术水平与产品的市场竞争力。