高矫顽力钕铁硼磁体在电动汽车和风能系统的无刷电机和同步发电机中需求量很大。重稀土元素如Tb和Dy常用于提高Nd₂Fe₁₄B型主相的各向异性场，以获得高矫顽力。然而重稀土元素的高价格显著增加了磁体产品的总成本。在这个背景下，晶界扩散工艺已得到了广泛的应用并迅速实现了产业化。通过晶界扩散，重稀土元素Tb和Dy沿晶界渗透到磁体中，重点强化Nd₂Fe₁₄B型主相的表面。因此，其重稀土用量小，具有显著的成本优势。

近年来的多项研究表明，多组元稀土合金扩散剂具有广阔的工业应用前景。然而三价稀土元素容易氧化，这意味着它们在储存、运输和应用过程中会发生氧化。由于稀土氧化物的扩散效率很低，这种不可忽视的氧化会阻碍稀土元素的晶界扩散，不利于矫顽力的提高。因此，提高这些合金扩散剂的化学稳定性具有重要意义，然而人们对这个问题的关注却很少。此外，扩散磁体的化学稳定性也十分很重要，特别是应用于海上风力发电机中的磁体。研究团队之前的工作表明，添加扩散剂成分对扩散磁体耐蚀性的影响与扩散源的组成密切相关。因此，在开发更有效的扩散剂的同时，还需要兼顾提高扩散磁体的矫顽力和耐蚀性。

因为Al和Ni这两种元素可以与三价稀土元素形成低熔点共晶合金，并且在空气中有明显的钝化作用。本研究通过Al和Ni元素的添加来优化多组元Pr-Tb-Cu合金扩散剂。结果表明，Al和Ni均能降低Pr-Tb-Cu合金的熔点，进一步提高扩散效率。而且，Al和Ni的添加不仅提高了扩散剂的抗氧化性，对磁体的耐蚀性也有积极的影响。该研究用洛伦兹透射电镜、开尔文力显微镜多种微观结构表征方法详细地阐明了改善矫顽力和化学稳定性的机理，为开发高效、耐久的扩散剂提供了一种新思路。

本研究由华南理工大学刘仲武教授团队、杭州电子科技大学张雪峰教授团队、中国科学院深圳技术研究院孙蓉研究员团队合作，以“Boosting efficiency and oxidation resistance of Pr-Tb-Cu diffusion source for Nd-Fe-B magnets by synergistic modification of Al or Ni”为题在《Corrosion Science》期刊上发表。其中何家毅博士与在读博士生曾超超为共同第一作者，赵利忠研究员为通讯作者。此外，曹佳丽、刘孝莲副研究员、在读博士生贾镐阳，孙蓉研究员、张雪峰教授和刘仲武教授都对该研究提供了重要支持。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010938X24004955