高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体强烈依赖于昂贵的重稀土Dy/Tb元素。然而，资源的稀缺、不可再生及其昂贵的价格限制了重稀土的大规模应用。一直以来，作为高效利用重稀土元素技术之一的晶界扩散技术被广泛研究。调控晶界和主相界面结构，构建高磁晶各向异性的富重稀土壳和高饱和磁化强度的核，即形成“外硬内软”的核壳结构是该技术的核心问题。

最近，江西理工大学稀土学院李家节副教授课题组在烧结Nd-Fe-B表面渗镝技术方面取得重要进展，基于表面包覆技术引入新型低镝复合扩散源，区别于传统的高熔点氢化物、氟化物、氧化物和多元低熔点合金，新型复合扩散源能灵活调整重稀土和轻稀土元素的比例，提高微量重稀土的极致利用率，从而实现重稀土资源的高效高质化利用。课题组通过大量实验研究，在大幅度降低扩散源中重稀土含量的同时，极大地提升了磁体的矫顽力，矫顽力提升量大于10 kOe，达到了渗铽的水平，并有效降低了磁体近表面重稀土壳层的厚度，缓解了重稀土在表层堆积严重的问题。值得一提的是，所获得的矫顽力增量已超过目前文献中报道的使用含镝扩散源渗透得到的最大值，由此证明使用复合扩散源晶界扩散制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体是非常高效且优越的。该成果以“Pr₈₀Al₂₀ surface-coated DyF₃ modified sintered Nd-Fe-B magnets for large coercivity increment via grain boundary diffusion”为题发表在SCI二区Top期刊Journal of Alloys and Compounds上，专利也在进一步审理当中。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.163270

第一作者：李飞飞（硕士研究生），通讯作者：李家节副教授和梁彤祥教授

图1 (a) 复合扩散源制备示意图；(b) Pr₈₀Al₂₀、(c) DyF₃和(d) Pr₈₀Al₂₀@DyF₃复合粉末的SEM和EDS元素面扫图

图2 Pr₈₀Al₂₀, DyF₃,PA-0.7 and PA-0.9扩散磁体的(a)退磁曲线和(b)矫顽力随温度变化图

图3 不同厚度烧结钕铁硼磁体的矫顽力增量对比图

(a) 含Dy扩散源，(b) 含Tb扩散源

图4 扩散磁体不同深度SEM和EPMA面扫图

(a) DyF₃扩散磁体；(b) PA-0.7扩散磁体；(c) PA-0.9扩散磁体

图5 (a)从表面至内部区域(0-500 μm)Dy、Pr和Al元素的EPMA面扫；

DyF₃、PA-0.7和PA-0.9扩散磁体(b) Dy、(c)Pr和(d) Al的元素浓度分布

图6 (a, b) DyF₃和(c, d) PA-0.9扩散磁体的SEM图以及F, O, Pr, Nd, Al和Dy的元素面扫