熱壓/熱變形工藝是利用钕鐵硼納米晶粒在劇烈的塑性變形過(guò)程中，晶粒沿應力方向(xiàng)擇優生長(cháng)獲得層狀堆疊織構的近終成(chéng)型制備技術。制備的熱變形钕鐵硼磁體具有晶粒細小、緻密度高、強織構等優點，然而磁體中存在的無取向(xiàng)準周期性粗晶區限制了磁體性能(néng)潛力的深入挖掘。長(cháng)期以來，粗晶區的形成(chéng)機理尚不明晰，钕鐵硼磁體發(fā)明人之一J.J.Croat表示，如果能(néng)減少無取向(xiàng)區域在熱變形磁體中的占比，使得取向(xiàng)度優化5%以上，則磁體剩磁可達15 kGs，可獲得最大磁能(néng)積超過(guò)55 MGOe的高性能(néng)熱變形钕鐵硼永磁體。由此可見，闡明粗晶形成(chéng)機理，開(kāi)展結構均勻性優化研究具有重大的現實意義。

　　中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所稀土永磁材料團隊針對(duì)熱變形钕鐵硼磁體粗晶區開(kāi)展了系統的研究。在之前的工作中，團隊針對(duì)磁體中存在的無取向(xiàng)準周期性粗晶結構，開(kāi)展了粗晶細化的微觀結構優化研究，在快淬磁粉表面(miàn)均勻分布硬質相，優化了表面(miàn)晶粒的應力分布，微觀結構得到大幅優化，磁體性能(néng)得到顯著提升（Scripta Materialia 152 (2018) 127–131，Acta Materialia 167 (2019) 103-111），初步探明了熱變形钕鐵硼磁體晶粒細化改性機制。

　　在此基礎上，團隊進(jìn)一步深入分析了磁體中粗晶粒分布規律，發(fā)現粗晶區與快淬磁粉貼輥面(miàn)存在對(duì)應關系。研究表明，在快淬磁粉貼輥面(miàn)存在晶界能(néng)較高、處于亞穩态的超細晶粒，且晶粒間缺少晶界相，在熱變形過(guò)程中晶粒易發(fā)生晶界遷移，過(guò)度生長(cháng)爲粗晶區。因此，團隊將(jiāng)磁粉進(jìn)行預處理，使得超細晶粒預生長(cháng)，降低晶粒晶界能(néng)，通過(guò)熱變形工藝，使得磁體中條帶貼輥面(miàn)的晶粒，在應力作用下發(fā)生晶粒擇優生長(cháng)爲片狀晶，獲得了條帶界面(miàn)晶粒織構沿壓力方向(xiàng)一緻排列，且微觀結構均勻的熱變形磁體。進(jìn)一步采用壓力輔助熱處理技術，實現了熱變形钕鐵硼磁體微觀無取向(xiàng)晶粒細化、織構優化的同時，改善了磁體宏觀取向(xiàng)度，磁體剩磁提升了5%，從13.6 kGs提升至14.3 kGs，接近J.J. Croat教授的預測值，爲發(fā)展高性能(néng)熱壓永磁體打下了堅實的基礎。

　　該工作以“Origin and inhibition on quasi-periodic coarse grain regions in hot-deformed Nd-Fe-B magnets”爲題發(fā)表在Acta Materialia, 255, 119070。本研究得到了國(guó)家重點研發(fā)計劃（2022YFB3503400）、内蒙古重大專項（2021ZD0035）、甯波市科技創新“2025”重大項目（2020Z064、2019B10093）等的支持。

結構優化前後(hòu)熱變形钕鐵硼磁體微觀結構與<001>極圖對(duì)比圖

　　（稀土永磁材料聯合創新中心 唐旭）