釹鐵硼永磁材料由于其具有優(yōu)異的磁性能、較高的能量密度，已成為風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車、軌道交通等領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵核心部件，且隨著這些領(lǐng)域技術(shù)迭代升級(jí)的需求，迫切要求磁體具有高穩(wěn)定性、高性能、小型化等特性。但由于燒結(jié)釹鐵硼磁體的溫度穩(wěn)定性較差，其在高速電機(jī)、精密儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大的限制。為滿足新能源汽車等產(chǎn)業(yè)對(duì)磁體高溫度穩(wěn)定性的應(yīng)用需求，開展超高綜合性能釹鐵硼永磁體的研究具有十分重要的意義。

矯頑力H_cj是評(píng)判釹鐵硼磁體性能的重要指標(biāo)，反映磁體抵抗外部環(huán)境變化而不退磁的能力，決定了磁體服役過程的穩(wěn)定性；最大磁能積(BH)_max反映磁體可儲(chǔ)存的能量密度，(BH)_max越大則在相同對(duì)外磁力輸出要求下磁體器件可設(shè)計(jì)得越小。然而，矯頑力和最大磁能積是兩個(gè)相互制約的技術(shù)參量，同時(shí)提升矯頑力和最大磁能積是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，隨釹鐵硼磁體矯頑力與最大磁能積加和的增大，其逐步應(yīng)用于服役要求更高的場(chǎng)景，因此業(yè)界通常用(BH)_max+H_cj來(lái)評(píng)判磁體的綜合磁性能。

在釹鐵硼主相晶粒表層構(gòu)建具有高磁晶各向異性場(chǎng)的殼層區(qū)域，能夠保持高磁能積的同時(shí)有效提升磁體的抗退磁能力，是實(shí)現(xiàn)高綜合磁性能的有效途徑。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所稀土永磁材料聯(lián)合創(chuàng)新中心利用多組元低熔點(diǎn)合金擴(kuò)散技術(shù)，成功獲得晶粒表層超薄殼層強(qiáng)化與非磁性晶界相磁隔離的協(xié)同增益，在保持高性能的前提下實(shí)現(xiàn)矯頑力的大幅提升；進(jìn)一步基于Y、La、Tb等稀土元素冶金稟賦，綜合運(yùn)用不同稀土元素在合金內(nèi)的協(xié)同/競(jìng)爭(zhēng)作用，精細(xì)調(diào)控磁體晶粒殼層結(jié)構(gòu)，極大提升了磁體的高溫穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了稀土資源集約化利用；此外，通過磁體微區(qū)成分設(shè)計(jì)與界面冶金反應(yīng)調(diào)控，在晶粒表層外延生長(zhǎng)出高磁晶各向異性強(qiáng)化殼層，增加主相占比，實(shí)現(xiàn)了磁體剩磁和矯頑力的同步提升。

在上述工作的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)綜合利用多組元擴(kuò)散源設(shè)計(jì)、分步晶界擴(kuò)散工藝、再生殼層調(diào)控技術(shù)等，成功研制出綜合磁性能達(dá)到86.5的釹鐵硼永磁體，是迄今公開報(bào)道的綜合磁性能最高值。基于良好的綜合磁性能，磁體的最高使用溫度超過280℃，突破了傳統(tǒng)釹鐵硼永磁體的耐溫極限，應(yīng)用領(lǐng)域可拓展到軌交牽引電機(jī)、高頻微波器件、高速電機(jī)等。