從安徽大學(xué)獲悉，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院王守國教授團(tuán)隊聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)及稀土永磁材料全國重點實驗室，圍繞高豐度稀土磁體重稀土晶界擴(kuò)散技術(shù)展開深入研究，首次揭示影響重稀土擴(kuò)散效率的兩大關(guān)鍵微觀機(jī)制。相關(guān)成果日前發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。

稀土永磁材料是新能源汽車、高端裝備制造、電子信息、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的核心材料。當(dāng)前，我國稀土資源面臨鑭、鈰等高豐度元素大量積壓與鏑、鋱等戰(zhàn)略重稀土利用效率低的雙重結(jié)構(gòu)性問題。推動稀土資源均衡化、高附加值利用，已成為落實國家新材料發(fā)展戰(zhàn)略、保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控的重要任務(wù)。

圖（a）燒結(jié)和晶界擴(kuò)散磁體的磁性能及矯頑力溫度系數(shù)變化，（b）晶界擴(kuò)散磁體的微觀結(jié)構(gòu)與元素分布。安徽大學(xué)供圖

針對這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊提出創(chuàng)新科學(xué)假設(shè)。團(tuán)隊認(rèn)為，高豐度稀土磁體內(nèi)部化學(xué)成分異質(zhì)性及復(fù)雜晶間相結(jié)構(gòu)，可能是主導(dǎo)并制約重稀土原子沿晶界擴(kuò)散路徑、速率及分布形態(tài)的關(guān)鍵內(nèi)在機(jī)制。該構(gòu)想將工藝難題提升至材料科學(xué)層面，為設(shè)計磁體微觀結(jié)構(gòu)、調(diào)控擴(kuò)散過程提供了新理論方向。

基于該設(shè)想，研究團(tuán)隊通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)合先進(jìn)磁性測試與結(jié)構(gòu)分析表征手段，首次明確揭示主相晶粒化學(xué)異質(zhì)性誘導(dǎo)的重稀土選擇性擴(kuò)散行為，以及晶間區(qū)域ZrB2和REFe2相對重稀土擴(kuò)散的阻礙效應(yīng)，是導(dǎo)致重稀土擴(kuò)散效率低下的根本原因。

王守國表示，該發(fā)現(xiàn)為理解并設(shè)計高豐度稀土磁體組織、提升戰(zhàn)略重稀土利用效率提供了新科學(xué)視角和材料設(shè)計思路。

下一步，安徽大學(xué)磁性材料團(tuán)隊將繼續(xù)圍繞稀土資源高效利用開展系統(tǒng)攻關(guān)，堅持“理論指導(dǎo)設(shè)計、需求牽引研發(fā)”，著力破解稀土永磁材料領(lǐng)域核心科學(xué)與技術(shù)問題，為提升我國關(guān)鍵材料國際競爭力、保障戰(zhàn)略資源安全貢獻(xiàn)力量。