钕鐵硼熱變形磁體由于具有磁能(néng)密度高、稀土用量少、制備流程短、易于實現近終成(chéng)型等優點，在變頻家電、綠色交通、智能(néng)制造等領域具有廣闊的市場前景，巨大的應用需求也反向(xiàng)推動了提高熱變形磁體磁性能(néng)的研究。然而，熱變形磁體内顆粒界面(miàn)處存在的無取向(xiàng)粗晶區對(duì)剩磁和矯頑力都(dōu)具有嚴重的負面(miàn)影響。對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所稀土永磁團隊先後(hòu)開(kāi)發(fā)出添加納米WC高熔點相和預擴散Pr-Cu低熔點相兩(liǎng)種(zhǒng)晶界調控方法，通過(guò)有效抑制界面(miàn)粗晶區大幅提高了磁體的矯頑力，同時揭示了界面(miàn)調控抑制粗晶區形成(chéng)的機理。

　　通過(guò)對(duì)比研究添加WC納米顆粒前後(hòu)熱變形磁體的微觀結構和反磁化過(guò)程，研究人員發(fā)現，未添加WC時，磁體内條帶狀快淬顆粒界面(miàn)處存在低熔點富钕相的大量偏聚，熱變形時液态的富钕相緩沖了作用于顆粒界面(miàn)處晶粒的壓應力，從而導緻界面(miàn)處晶粒發(fā)生随機長(cháng)大形成(chéng)無取向(xiàng)的粗晶區；而添加的WC高熔點相在熱變形時仍然爲“硬”的固态，并且分布于顆粒界面(miàn)處（圖1a），它能(néng)夠在顆粒界面(miàn)處産生局域壓應力，從而引發(fā)附近的Nd₂Fe₁₄B晶粒發(fā)生（00l）晶面(miàn)擇優取向(xiàng)生長(cháng)，進(jìn)而在顆粒界面(miàn)處形成(chéng)片狀納米晶（圖1b）。相比于無取向(xiàng)的微米粗晶粒，片狀納米晶取向(xiàng)良好(hǎo)且難以發(fā)生反向(xiàng)磁化，因而能(néng)夠大幅提高熱變形磁體的矯頑力，同時剩磁略有增長(cháng)（圖1c）。相關工作發(fā)表在Acta Materialia (2019, 167: 103-111)上。

　　預擴散Pr-Cu低熔點相的方法能(néng)夠解決傳統晶界擴散時出現的Pr-Cu相在界面(miàn)處偏聚嚴重的問題，使Pr-Cu在磁體内分布更加均勻，實現非磁性Pr-Cu相對(duì)Nd₂Fe₁₄B晶粒的包覆，從而有效減弱Nd₂Fe₁₄B晶粒間的磁耦合作用，提高磁體矯頑力（圖2a）；同時顆粒界面(miàn)處均勻分布的Pr-Cu相能(néng)夠更好(hǎo)地隔離晶粒，阻止晶粒間的融合生長(cháng)，進(jìn)而抑制界面(miàn)處晶粒的過(guò)度長(cháng)大和粗晶區的形成(chéng)。相比未進(jìn)行預擴散的磁體（圖2b），界面(miàn)粗大晶粒數量顯著減少，粗晶區寬度也明顯減小（圖2c）。相關工作發(fā)表在Acta Materialia (2019, 174: 332-341)上。

　　上述研究成(chéng)果不僅豐富了熱變形磁體的晶界調控理論，也有助于進(jìn)一步推動提升熱變形磁體性能(néng)的技術研發(fā)。相關工作得到了國(guó)家重點研發(fā)計劃項目（2016YFB0700902）、國(guó)家自然科學(xué)基金（51671207）和浙江省基礎公益研究計劃項目（LGG18E010002、LGG19E010001）等的支持。