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安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王守國(guó)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)及稀土永磁材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，圍繞高豐度稀土磁體重稀土晶界擴(kuò)散技術(shù)展開深入研究，首次揭示影響重稀土擴(kuò)散效率的兩大關(guān)鍵微觀機(jī)制。相關(guān)成果日前發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。

稀土永磁材料是新能源汽車、高端裝備制造、電子信息、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的核心材料。當(dāng)前，我國(guó)稀土資源面臨鑭、鈰等高豐度元素大量積壓與鏑、鋱等戰(zhàn)略重稀土利用效率低的雙重結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。推動(dòng)稀土資源均衡化、高附加值利用，已成為落實(shí)國(guó)家新材料發(fā)展戰(zhàn)略、保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控的重要任務(wù)。

針對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出創(chuàng)新科學(xué)假設(shè)。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，高豐度稀土磁體內(nèi)部化學(xué)成分異質(zhì)性及復(fù)雜晶間相結(jié)構(gòu)，可能是主導(dǎo)并制約重稀土原子沿晶界擴(kuò)散路徑、速率及分布形態(tài)的關(guān)鍵內(nèi)在機(jī)制。該構(gòu)想將工藝難題提升至材料科學(xué)層面，為設(shè)計(jì)磁體微觀結(jié)構(gòu)、調(diào)控?cái)U(kuò)散過(guò)程提供了新理論方向。

基于該設(shè)想，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合先進(jìn)磁性測(cè)試與結(jié)構(gòu)分析表征手段，首次明確揭示主相晶粒化學(xué)異質(zhì)性誘導(dǎo)的重稀土選擇性擴(kuò)散行為，以及晶間區(qū)域ZrB2和REFe2相對(duì)重稀土擴(kuò)散的阻礙效應(yīng)，是導(dǎo)致重稀土擴(kuò)散效率低下的根本原因。

王守國(guó)表示，該發(fā)現(xiàn)為理解并設(shè)計(jì)高豐度稀土磁體組織、提升戰(zhàn)略重稀土利用效率提供了新科學(xué)視角和材料設(shè)計(jì)思路。

下一步，安徽大學(xué)磁性材料團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)圍繞稀土資源高效利用開展系統(tǒng)攻關(guān)，堅(jiān)持“理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)、需求牽引研發(fā)”，著力破解稀土永磁材料領(lǐng)域核心科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題，為提升我國(guó)關(guān)鍵材料國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、保障戰(zhàn)略資源安全貢獻(xiàn)力量。