中国粉体网讯  烧结钕铁硼是高效能量转换系统的核心基础材料，随着风电发电机、磁悬浮装备、大功率工业电机等高功率密度场景快速发展，行业对大厚度、高矫顽力钕铁硼磁体的需求持续增长。但传统晶界扩散（GBD）工艺受重稀土渗透动力学限制，在厚度5 mm以上的磁体中，芯部矫顽力提升效果显著衰减，难以满足超厚磁体的高性能要求。这一厚度瓶颈，已成为制约大尺寸、高功率钕铁硼磁体技术升级的关键痛点。

传统晶界扩散的厚度瓶颈与产业痛点

晶界扩散是当前提升钕铁硼矫顽力、降低重稀土用量的主流技术，其核心原理是重稀土元素从磁体表面沿晶界网络向内部渗透，在晶粒表层形成富重稀土核壳结构，钉扎磁畴壁以提升矫顽力。

但该工艺存在天然的厚度边界：受原子扩散速率与热处理周期的约束，重稀土的有效渗透深度通常在2~3 mm量级，对应单片磁体厚度超过5 mm后，芯部无法获得有效扩散，整体矫顽力提升幅度随厚度增加快速衰减。对于风电、磁悬浮等场景所需的10 mm以上超厚磁体，传统工艺要么无法达到目标矫顽力，要么需要大幅增加重稀土用量，导致成本飙升且剩磁损失严重。如何突破扩散深度限制，实现超厚磁体的高性能、低成本制备，是行业亟待解决的共性技术难题。

氢化铽辅助粘接-扩散工艺：突破厚度约束的新技术

针对上述痛点，汤进教授团队提出一种可规模化的氢化铽（TbH₂）辅助粘接-扩散工艺，将晶界扩散与界面冶金粘接同步完成，通过叠层热处理的方式从原理上突破传统GBD的厚度约束。

该工艺的核心路线为：先在烧结钕铁硼磁体表面均匀喷涂TbH₂扩散源，随后将多片磁体按设计叠层放置，在真空环境下进行一体化热处理。热处理过程中同步发生两个过程：一是Tb元素沿各层磁体的晶界向内部扩散，形成晶界强化结构；二是扩散元素在层间界面处富集，形成连续的富稀土粘接相，使多层磁体实现冶金结合，最终成为一个整体超厚磁体。

与传统单片扩散工艺相比，该思路的核心优势在于：每一层磁体都能获得充分的表面扩散，无需依赖重稀土长距离穿透厚磁体，最终通过叠层粘接实现大厚度尺寸，从根本上绕开了传统扩散的深度极限。

实验性能验证与微观结构表征

研究团队通过系列实验验证了工艺的性能效果与结构可靠性，核心结果包括：

磁性能方面，实验制备的10 mm、15 mm、20 mm三种厚度的叠层磁体，矫顽力均实现1 T以上的提升，且性能提升幅度基本不随叠层厚度增加而衰减；同时磁体保持了优异的剩磁水平与温度稳定性，实现了超厚尺寸下高矫顽力、高剩磁的兼顾。

力学与结构方面，通过EPMA（电子探针显微分析）与TEM（透射电子显微镜）表征证实：叠层界面处形成了连续、致密的富稀土粘接相，界面结合牢固，磁体整体剪切强度显著提升，满足工程应用的力学要求；同时在各层晶粒表面均生成了高磁晶各向异性的(Tb,Nd)₂Fe₁₄B核壳结构，为矫顽力均匀提升提供了微观结构基础。

微观机制：多层扩散结构的矫顽力强化原理

研究团队结合微磁模拟，进一步揭示了多层扩散结构强化矫顽力的微观作用机制。

传统单片厚磁体扩散后，重稀土分布呈现“表高芯低”的梯度，芯部晶界缺乏有效钉扎，磁畴易从芯部反转，导致整体矫顽力衰减。而粘接-扩散工艺形成的多层结构中，每一层都拥有完整的表面扩散强化层，富重稀土晶界相沿厚度方向均匀分布，核壳结构的磁畴钉扎作用全程有效，能够持续抑制磁畴反转，因此整体矫顽力提升不随厚度增加而衰减。这一机制阐释也为后续进一步优化叠层结构、扩散源配比提供了理论指导。

总结

氢化铽辅助粘接-扩散工艺将晶界扩散与界面冶金粘接相结合，既突破了传统晶界扩散的厚度瓶颈，又保障了磁体的力学性能与磁性能均匀性，为超厚高性能钕铁硼磁体的规模化制备提供了可行的技术路径，对风电、磁悬浮、大功率电机等高端应用场景的磁材升级具有重要的工程价值。

2026年9月22日，中国粉体网将在江苏·常州举办“第二届高端钕铁硼永磁材料制备与应用技术大会”。届时，我们邀请到安徽大学汤进教授出席本次大会并作题为《烧结钕铁硼磁体的粘合晶界扩散工艺研究》的报告，汤进教授将针对传统晶界扩散工艺的厚度瓶颈问题，分享氢化铽辅助粘接-扩散工艺的最新研究成果，为超厚高性能钕铁硼磁体制备提供全新技术路径。

嘉宾简介：汤进，教育部U40、优青，安徽大学物理学院教授、博士生导师。主要研究方向包括拓扑自旋电子学与稀土永磁材料。以第一/通讯作者身份在《Nature Nanotechnology》等国际顶级期刊发表学术论文多篇，主持教育部、基金委、科技部和安徽省等多项科研课题。

参考来源：
安徽大学官网、中国粉体网

（中国粉体网编辑整理/留白）

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