据外媒报道，韩国材料科学研究所（KIMS）纳米材料研究部Tae-Hoon Kim博士和Jung-Goo Lee博士领导的研究小组成功开发出一种晶界扩散工艺，无需使用昂贵的重稀土元素即可制造高性能永磁体。这项开创性技术标志着该领域的世界首创。相关研究成果发表在期刊《Acta Materialia》。

图片来源：期刊《Acta Materialia》

永磁体是电动汽车电机、机器人等各种高附加值产品的关键部件。然而，传统的永磁体制造工艺严重依赖重稀土元素，而重稀土元素的资源依赖性和生产成本较高。

为了克服这些限制，研究团队成功开发出一种高端、高性能的永磁体，而无需使用昂贵的重稀土元素。这项突破性技术的核心在于其两步晶界扩散工艺。

晶界扩散工艺是提高永磁体性能的关键技术。在此工艺中，重稀土材料被涂覆到磁体表面，然后进行高温热处理。在热处理过程中，重稀土沿着晶界扩散到磁体内部，从而提高矫顽力（磁体保持其磁化的能力）。

研究团队开发的两步晶界扩散工艺包括：首先在高温下将一种新的高熔点金属热渗透到磁体中，然后在室温下冷却。

第二步，将一种低成本的轻稀土（镨，Pr）材料在高温下重新渗透到磁体中。该技术的一个关键创新是它能够抑制异常晶粒粗化，这是晶界扩散过程中发生的一种独特现象。这种不良的晶粒生长会降低扩散效率和磁性能。研究团队成功控制了这一问题，这一直是传统GBDP的主要限制因素，从而提高了扩散效率。

因此，扩散材料迅速渗透到磁体中，显著提高了矫顽力。这一进步使磁体尽管只使用轻稀土元素，但性能等级却达到45SH至40UH，相当于含有重稀土元素（HRE）的商用磁体。

如果这项技术实现商业化，预计将在电动汽车（EV）、无人机和飞行汽车等需要高效电机的高价值行业中降低制造成本，同时提高性能。

该项研究的首席研究员Tae-Hoon Kim博士表示：“目前，电动汽车电机和高端家电的磁铁中不可避免地会使用价格昂贵的重稀土元素。”然而，由于重稀土资源成本高昂，多年来世界各地的研究人员一直在努力开发能够减少或替代磁铁中重稀土的技术——但进展却停滞不前。

“通过引入新概念，该技术展示了在高性能磁体制造中摆脱对重稀土依赖的潜力。此外，它为晶界扩散过程的研究提供了一个新方向，而晶界扩散过程是永磁体行业的一项核心技术。”Tae-Hoon Kim博士表示