高穩定性燒結釹鐵硼永磁材料組織結構調控與重稀土減量化技術

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高穩定性燒結釹鐵硼永磁材料組織結構調控與重稀土減量化技術燒結釹鐵硼是目前磁性能最高、應用最廣、發展最快的永磁材料，但其存在穩定性差的缺點，難以滿足新能源汽車、軌道交通等領域對磁性能及其穩定性的苛刻要求，添加稀缺重稀土元素可以有效提升穩定性，但會引起磁能積的惡化及成本的急劇增加。因此，研發低重稀土高穩定性稀土永磁材料具有重要意義。

1、技術背景和意義

燒結釹鐵硼是目前磁性能最高、應用最廣、發展最快的永磁材料，但其存在穩定性差的缺點，難以滿足新能源汽車、軌道交通等領域對磁性能及其穩定性的苛刻要求，添加稀缺重稀土元素可以有效提升穩定性，但會引起磁能積的惡化及成本的急劇增加。因此，研發低重稀土高穩定性稀土永磁材料具有重要意義。

2、技術原理、技術要點

（1）基於建立的速凝片結構生長模型，優化了速凝技術，發展二級脫氫的氫含量控制技術，發明氫化物、DyCo晶界改性技術，調控和優化元素在晶界的分布，開發出工作溫度超過220℃的超高矯頑力燒結釹鐵硼永磁材料，性能指標達到：Br=12.38 kGs，Hcj=35.87 kOe，(BH)max=37.23 MGOe，220℃磁通不可逆損失0.97%。

（2）發展壓力輔助低溫燒結技術，獲得平均晶粒尺寸2.6μm的細晶磁體。在此基礎上提出低硼成分設計原則，並通過工藝調控結合發明的渦流感應熱處理技術，優化晶界弱磁性相Nd6Fe13Ga的分布，形成連續增厚的非磁性晶界相薄層，增強晶間磁隔離，提升矯頑力，獲得Hcj=19.46kOe，(BH)max=42.43 MGOe的無重稀土高矯頑力磁體。

（3）發明電泳沉積等均勻可控的重稀土表面塗覆和晶界擴散技術，精確控制重稀土擴散量，實現磁體矯頑力可控增加，解決了產品一致性的難題；進而發展了重稀土氫化物鋁複合晶界擴散技術，利用金屬鋁的強擴散能力，優化晶界結構、弱化晶界鐵磁性，顯著降低重稀土使用量。開發出磁性能達到：Hcj=37.36kOe，(BH)m=41.70MGOe和Hcj=33.25kOe，(BH)m=45.65MGOe的系列超高性能磁體。

3. 應用情況及效果

項目研發技術所使用的生產設備與國外發達國家生產企業日立金屬、信越、TDK、德國VAC 等企業基本相似，國外依託於先進的裝備製造水平，生產設備的專有化程度、精度和自動化控制程度遠高於我國，但本項目通過技術創新，根據我國現有的裝備及特點，通過細化晶粒和發明的渦流感應熱處理等技術革新，並結合結構設計和調控，獲得國際領先水平的高性能高穩定燒結釹鐵硼磁體及其產業化技術，在配方成本和工藝成本方面均低於國外企業，效益明顯，使得本項目開發的高性能高穩定燒結釹鐵硼磁體更具有市場競爭力。

相關技術已在多家稀土永磁企業實現產業化，產品應用於消費類電子、汽車、軌道交通等高端應用領域，新增銷售超過15.22億元，淨利潤1.90億元，出口創匯1.61億美元。項目的成功實施，打破了國外在高端稀土永磁生產技術上的封鎖，顯著提升我國稀土永磁材料企業技術水平與產品的市場競爭力。