中国粉体网讯 Nd-Fe-B永磁体是新能源汽车电机、风力发电机、先进轨道交通等领域的核心材料。提升其矫顽力，传统路径离不开镝、铽等重稀土——但它们稀缺、昂贵，且属于我国战略性资源。用储量更丰富、价格更低的铈（Ce）部分取代钕（Nd），是一条被广泛研究的可持续路线，却长期受困于一个两难：Ce的加入在提升资源利用率的同时，也引入了让磁性能"两头为难"的 CeFe2相。
近期，山西师范大学王芳教授、许小红教授团队在Journal of Materials Research and Technology发表题为《Unlocking high performance in Nd-Ce-Fe-B magnets: a preheating-induced REFe2 diffusion barrier approach to overcome the coercivity-remanence trade-off》的研究论文，提出了一种与众不同的微观结构设计策略——通过预加热处理（PHT）把CeFe2相从"物理障碍"转化为主动的扩散调控屏障，在含铈钕铁硼的晶界扩散中同时实现了矫顽力大幅提升与剩磁的有效保持。
CeFe2：长期被嫌弃的"麻烦相"
在高铈替代的Nd-Ce-Fe-B磁体中，Ce会带来两个直接的负面效应：
Ce2Fe14B主相：磁晶各向异性场仅2.6T，远低于Nd2Fe14B的7.3T，饱和磁化强度也更弱；
CeFe2晶间相：熔点约925℃，在常规晶界扩散（900℃左右）温度下难以液化，会堵塞晶界通道，截断了Tb等重稀土元素向磁体内部的扩散路径。
过去十多年里，学界应对CeFe2的思路高度一致——除掉它或改造它。主要手段包括：添加La抑制CeFe2析出；设计多元扩散源（如 Tb-Cu 合金）让Cu优先与Ce结合，抑制CeFe2形成；或者通过添加低熔点元素把REFe2相的熔点降下来。这些方法都在做同一件事：把REFe2当成必须清除的"路障"。而山西师大团队换了一个角度提问：如果CeFe2无法被完全消除，能不能反过来利用它？
预加热处理：先把REFe2"养厚"，再让它当护栏
论文提出的核心工艺是预加热处理（Pre-Heating Treatment, PHT），步骤如下：磁体不涂层，在900℃真空热处理10小时；随后500℃退火3小时。
这个温度区间低于CeFe2的熔点，所以CeFe2不会熔化消失，但会在磁体近表面重新分布，形成更厚、更连续的REFe2层。BSE截面像和EDS点扫证实，经过PHT后，表层下方那条富稀土、Fe与稀土原子比约2:1的连续亮带明显变厚。
初始磁体与PHT磁体的相组成和近表面微观结构
紧接着在这层"养厚"的REFe2屏障上，双面涂覆Tb80Al5Ni5Cu5Ga5扩散源（原子百分比，涂覆量约磁体质量的1.5%），再进行标准晶界扩散热处理（900℃扩散10小时+500℃退火3小时、炉冷）。
实验结果：打破"矫顽力升、剩磁降"的跷跷板
对比三种处理方式，差异一目了然：
直接Tb扩散是经典困境的样本：矫顽力大幅上升，但剩磁明显下跌。而PHT样品在矫顽力仍然大幅提升的前提下，剩磁几乎回到初始磁体水平，综合指标 Hcj+(BH)max也从58.90提升到63.70，优于直接扩散的59.75。
机制揭秘：Tb被"挡"在了晶界，而不是渗进主相
剩磁为什么能回来？差别出在Tb最终去了哪里。EPMA截面元素分布显示：直接扩散的样品中，Tb从晶界深入主相晶粒内部，在50μm 深度处晶粒内仍能检测到很强的Tb信号。Tb进入主相晶格后与Fe子晶格形成反铁磁耦合，抵消了磁矩，这正是剩磁大跌的根源。
PHT样品则完全不同：Tb高浓度信号严丝合缝地贴在晶界上，形成一层薄而连续的富Tb壳层，主相晶粒内部几乎检测不到Tb。TEM表征进一步给出微观证据——PHT处理让局部RE6Fe13Ga低熔点晶界相消失，关掉了Tb沿液相快速渗入主相的通道，Tb只能通过REFe2屏障"受控地"进入，正好停在需要它的晶界位置。
一种"刻意的取舍"
这个策略并非没有代价。高温性能测试显示：
剩磁温度系数α：绝对值从0.136%/K增大到0.169%/K——高温下剩磁衰减更快；
矫顽力温度系数β：绝对值从0.565%/K降到0.554%/K——高温矫顽力保持得更好。
作者解释：Tb留在晶界形成的连续壳层和陡峭浓度梯度，增强了畴壁钉扎、抑制反磁畴形核，所以矫顽力更耐热；但主相晶粒内部Tb少了，原本Tb对高温各向异性场的贡献被削弱，剩磁的高温稳定性就打了折扣。这是一种主动取舍，而非完美无瑕。
初始磁体、Tb80扩散磁体与PHT+Tb80扩散磁体的微观结构示意图
局限与下一步
论文也坦诚留下了现实问题：实验使用的是3 mm厚的薄片磁体，并采用双面涂覆、高Tb含量的扩散源，条件较为严苛；高温剩磁稳定性存在劣化；该策略能否在更常规的产品尺寸和工业化工艺中复现，还需要更多数据验证。
把长期被视为缺陷的相转化为设计工具，这种"反转思维"在材料研究中并不常见。山西师大团队的这项工作至少为含铈钕铁硼的晶界扩散指明了一个方向感清晰的新路径——与其费力清除REFe2，不如学会驾驭它。至于这条路径能在多大程度上走向量产，还需要产学研进一步的接力。
参考来源：
稀土在线公众号、Journal of Materials Research and Technology：10.1016/j.jmrt.2026.08.037
（中国粉体网编辑整理/留白）
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