压力辅助放电等离子烧结实现无镝钕铁硼磁体热变形过程中的微观结构细化与高性能调控

　　本综述系统阐述了通过压力辅助放电等离子烧结（SPS）技术实现无重稀土（HREEs-free）钕铁硼磁体的冷烧结新策略。研究通过低温烧结（<450°C）有效抑制晶粒生长，结合热变形工艺获得亚100纳米级单磁畴结构，显著提升磁体矫顽力（Hci）、剩磁（Br）和最大磁能积（(BH)max），为开发高性能永磁材料提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

通过压力辅助放电等离子烧结（SPS）技术，我们开发了一种创新的冷烧结方法，成功制备出各向异性细晶无镝钕铁硼高性能磁体。该工艺在450°C以下对钕铁硼纳米晶带粉进行冷烧结，随后通过SPS在710°C和810°C进行热变形。结果表明，低温冷烧结能有效抑制晶粒生长，使细晶区和大部分粗晶区均形成亚100纳米级晶粒。这种细化结构允许在较低温度下进行热变形（因为细晶更易发生滑移和旋转），最终获得具有高磁性能（即高矫顽力、高剩磁和高最大磁能积）的精细各向异性微观结构。

Experimental

本研究采用商用纳米晶熔旋带粉（MQU-F），其标称成分为Nd_13.6Fe_73.6Ga_0.6Co_6.6B_5.6（原子百分比）。选择MQU-F粉末是因为其广泛用于热变形钕铁硼磁体的生产，便于进行代表性磁性能对比。约4克钕铁硼带粉首先在圆柱形模具中通过SPS（Fuji Dr. Sinter SPS 211-LX）进行烧结。

Dy-free NdFeB Cold Sintering with Controlled Microstructure

分别在350°C、450°C、500°C和650°C下对钕铁硼纳米晶带粉进行烧结。图1和图2显示了不同烧结温度和压力下样品的晶粒结构。显然，通过SPS烧结熔旋带粉获得的磁体存在粗晶和细晶两个明显区区域。细晶区占主导，而粗晶区多位于带材表面附近。这种异质性...

Conclusion

在350°C和300 MPa条件下，通过压力辅助SPS对无镝钕铁硼熔旋带粉进行冷烧结以制备块体磁体是可行的，并达到了91%的理论密度。冷烧结样品在细晶区和大部分粗晶区均形成了亚100纳米尺度的精细晶粒结构。这种亚100纳米结构使得在710°C的较低温度下热变形时晶粒更易排列。研究发现热变形温度...