突破“磁”限包头稀土产业双线告捷

十大品牌 2025年10月11日 14:38 0 admin

9月以来，包头市在高端磁性材料领域取得双项突破。包头稀土研究院晶界扩散中试验证线50UH、52SH等高牌号钕铁硼磁体成功下线，自治区首条稀土超磁致伸缩材料批量化生产示范线也在包头建成。这意味着包头通过技术创新提升稀土资源利用效率、突破关键材料制备瓶颈，解决了高性能磁性材料对重稀土依赖过高和量产一致性差的“卡脖子”问题。

在包头稀土研究院晶界扩散中试验证线，以常见的N50磁体为基材，表面覆上一层由团队定制化研发的扩散源合金膜层，再通过优化覆膜工艺与精准调控热处理，让磁体性能大幅提升，重稀土实现了高效利用。

包头稀土研究院磁材所表面技术研究室副主任研究员崔红兵介绍：“通过用我们的晶界扩散技术，在达到同等磁学性能的情况下，重稀土减量30%~70%，矫顽力提升大于1000千安/米（kA/m）。”以N50磁体为基材（N50本身不具备高耐温性），用晶界扩散技术对N系列基材进行后处理，通过表面渗入重稀土来极大地提升其矫顽力和高耐温性能，从而“变身”为高性能的SH、UH牌号。“磁体的服役温度从机体80度提升到现在SH的150度以及UH的180度，服役温度的显著提升，磁体材料的应用领域会显著拓宽。”崔红兵说。

钕铁硼被公认为是迄今为止磁性最强的永磁材料，在行业内号称“磁王”，主要应用于需要高强度磁场、高稳定性和高效率的现代工业和高科技领域。但性能强就需要重稀土的加入，如何在减少重稀土用量的同时，还能提升产品磁性能是行业面临的共性问题，包头稀土研究院的新突破正是解决这一问题的方法之一。

崔红兵介绍：“现在高性能磁体材料在各行各业的用途非常广，它的产量激增也会让重稀土的消耗急剧提升。如何把有限的重稀土资源利用好，这是目前我们技术攻关方向以及技术亮点。像UH、SH这样的高性能磁体材料，能够满足目前绝大多数工业应用场景，比如低空经济无人机以及新能源汽车等领域。”

面对重稀土资源稀缺且昂贵的挑战，项目团队成功开发了晶界扩散重稀土高效利用技术，建成一条技术先进、节能环保的晶界扩散中试验证线，进一步提高钕铁硼磁体关键性能指标，对于稀土产业的健康可持续发展具有重大意义。

技术不断突破，应用也在不断加快。自治区首条稀土超磁致伸缩材料批量化生产示范线在包头建成后，解决了高端功能材料的“批量制造难题”。

作为极具战略价值的“超级材料”——稀土超磁致伸缩材料是目前已知优质智能材料，其在磁场作用下可产生巨大的伸缩变形，能量密度远超其他磁致伸缩材料。

包头稀土研究院稀土磁性材料研究所研究员高峰说：“区熔法是‘单根生长’，而全熔法可以实现‘一炉多根’的批量化生产，保证了性能一致性，降低了成本，这将为我国航空、航天、航海等国家战略领域提供稳定材料供给。”

稀土超磁致伸缩材料由于其应变大、响应速度快、输出力巨大等卓越性能，在许多高端精密领域有着重要的应用。如使用稀土超磁致伸缩材料的声呐系统在应变、响应时间、传播距离等方面显著优于压电陶瓷材料的声呐系统，对于维护国家海权和深海资源开发有重要意义。“它的能量转化效率特别高，用于潜艇声呐的换能器。传统的压面陶瓷材料做的换能器，可能传输距离在几百公里范围。如果用稀土超磁致伸缩材料，它的传输距离就可能在几千公里的范围。”稀土超磁致伸缩材料批量化生产示范线负责人郝宏波说。

目前，该示范线材料性能一致性已经达到国际先进水平，预计2026年年底实现年产1000千克的产能规模，为稀土超磁致伸缩材料的广泛应用奠定坚实基础。

（包头市融媒体中心记者：张玉超）