我國科研團隊首次揭示制約重稀土擴散效率的兩大關鍵機制

從安徽大學獲悉，該校材料科學與工程學院王守國教授團隊聯合北京工業大學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散技術展開深入研究，首次揭示影響重稀土擴散效率的兩大關鍵微觀機制。相關成果日前發表于《先進功能材料》。

稀土永磁材料是新能源汽車、高端裝備制造、電子信息、節能環保等戰略性新興產業不可或缺的核心材料。當前，我國稀土資源面臨鑭、鈰等高豐度元素大量積壓與鏑、鋱等戰略重稀土利用效率低的雙重結構性問題。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展戰略、保障產業鏈供應鏈自主可控的重要任務。

圖（a）燒結和晶界擴散磁體的磁性能及矯頑力溫度系數變化，（b）晶界擴散磁體的微觀結構與元素分布。安徽大學供圖

針對這一挑戰，研究團隊提出創新科學假設。團隊認為，高豐度稀土磁體內部化學成分異質性及復雜晶間相結構，可能是主導并制約重稀土原子沿晶界擴散路徑、速率及分布形態的關鍵內在機制。該構想將工藝難題提升至材料科學層面，為設計磁體微觀結構、調控擴散過程提供了新理論方向。

基于該設想，研究團隊通過微觀結構設計，結合先進磁性測試與結構分析表征手段，首次明確揭示主相晶粒化學異質性誘導的重稀土選擇性擴散行為，以及晶間區域ZrB2和REFe2相對重稀土擴散的阻礙效應，是導致重稀土擴散效率低下的根本原因。

王守國表示，該發現為理解并設計高豐度稀土磁體組織、提升戰略重稀土利用效率提供了新科學視角和材料設計思路。

下一步，安徽大學磁性材料團隊將繼續圍繞稀土資源高效利用開展系統攻關，堅持“理論指導設計、需求牽引研發”，著力破解稀土永磁材料領域核心科學與技術問題，為提升我國關鍵材料國際競爭力、保障戰略資源安全貢獻力量。