随着烧结钕铁硼材料在现代工业和电子技术,尤其是新能源汽车、工业机器人和移动智能等领域的广泛应用,要求钕铁硼产品的朝着轻、薄、小型化和高能化发展,对磁体的磁能积、矫顽力和热稳定性的要求越来越高。但在传统制备工艺下,烧结钕铁硼的高矫顽力和高磁能积一直存在此消彼长的痛点。
通过向合金中掺杂Dy或Tb等重稀土可以提升磁体的矫顽力,但由于镝和铽大量进入主相晶粒,会造成剩磁的明显降低。并且这种工艺大量消耗昂贵的重稀土资源,导致磁体的制造成本大幅提高。行业内通常用(BH)max (MGOe) +Hcj (kOe) 来表示磁体的综合磁性能,如何在保持高剩磁的前提下,进一步提高磁体矫顽力,从而制备高综合磁性能磁体成为了行业研发的热点。
晶界扩散技术是近几年发展起来的一种可以有效改善烧结钕铁硼磁体磁性能的技术手段。通过在磁钢表面形成一层重稀土膜,经真空热处理使重稀土沿晶界进入磁体内部,同时重稀土原子取代主相晶粒周围的 Nd 原子形成高矫顽力壳层,这种独特的显微结构在极低的剩磁下降值基础上可大幅提升磁体矫顽力。一般情况下,对厚度小于8mm的烧结钕铁硼磁体,采用Dy扩散HcJ提升4kOe~7kOe;采用Tb扩散HcJ提升8 kOe~11 kOe,两种扩散Br下降0.3kGs以内。

与传统的非扩散磁体相比较,晶界扩散工艺的主要优势体现在:
我们知道凡事都有多面性,晶界扩散工艺也不例外,也存在一些不足的地方。比如由于浓度梯度的存在,扩散深度受限,规模量产的扩散磁钢厚度通常在10mm以内,限制了该工艺的应用范围。