基于晶界组织重构制备高矫顽力烧结钕铁硼的研究

钕铁硼是应用最广泛的稀土永磁材料，但实际矫顽力仅为其理论极限的1/3-1/10，温度稳定性较差。本项目针对这一关键问题，进行富钕相替代和晶界组织重构研究，基于双合金工艺，设计和制备富重稀土元素的新晶界相，取代目前生产工艺中自然形成的晶界富钕相。项目重点研究富重稀土元素的钕铁硼新晶界相成分设计和晶界组织结构调控技术，研究新晶界相在烧结和回火热处理过程中的凝固、冷却行为及组织结构的演变，研究新晶界相中重稀土元素在烧结、回火过程中的热扩散行为及其与矫顽力等磁性能的关系规律，在主相不添加或少添加重稀土元素的条件下制备出低成本高矫顽力磁体，同时控制主相与晶界相的电极电位差以提高磁体抗腐蚀性能。本项目研究思想和技术路线有实质性创新，具有重要的理论意义和明确的应用前景。

钕铁硼是应用最广泛的稀土永磁材料，但实际矫顽力仅为其理论极限的1/3-1/10，温度稳定性较差。本项目针对这一关键问题，进行富钕相替代和晶界组织重构研究，基于双合金工艺，设计和制备Dy71.5Fe28.5、Dy6Fe13Cu及Ho63.4Fe36.6三种低熔点富重稀土元素的新晶界相，取代目前生产工艺中自然形成的晶界富钕相。项目重点研究富重稀土元素的钕铁硼新晶界相成分设计和晶界组织结构调控技术，研究新晶界相在烧结和回火热处理过程中的凝固、冷却行为及组织结构的演变，研究新晶界相中重稀土元素在烧结、回火过程中的热扩散行为及其与矫顽力等磁性能的关系规律。研究发现，新晶界相在烧结过程中熔化为液态，增大磁体生坯中液态晶界相的体积分数，改善了晶界相与主相之间的润湿性，促进了磁体的致密化，形成了连续分布的晶界相。液相中的重稀土元素向主相晶粒扩散，在边界层形成硬磁壳层，增强了局域的反磁化畴形核场，从而提高磁体的矫顽力。通过控制烧结和热处理工艺，可以避免主相晶粒异常长大，实现重稀土元素仅扩散至主相边界层，从而保持剩磁。与已有技术相比，晶界重构不受磁体尺寸和形状的限制，不增加制备工序和能耗，可降低磁体总稀土量和重稀土的用量，对研制低成本高矫顽力钕铁硼磁体具有重要意义。.