九月份以來，包頭市在高端磁性材料領域取得雙項突破。包頭稀土研究院晶界擴散中試驗證線50UH、52SH等高牌號釹鐵硼磁體成功下線，自治區首條稀土超磁致伸縮材料批量化生產示范線也在包頭建成。這意味著包頭通過技術創新提升稀土資源利用效率、突破關鍵材料制備瓶頸，解決了高性能磁性材料對重稀土依賴過高和量產一致性差的“卡脖子”問題。
在包頭稀土研究院晶界擴散中試驗證線，50UH、52SH等高牌號釹鐵硼磁體已經成功下線。以常見的N50磁體為基材，表面覆上一層由團隊定制化研發的擴散源合金膜層，再通過優化覆膜工藝與精準調控熱處理，讓磁體性能大幅提升，重稀土實現了高效利用。
包頭稀土研究院磁材所表面技術研究室副主任研究員崔紅兵介紹，“通過用我們的晶界擴散技術，在達到同等磁學性能的情況下，重稀土減量30%~70%，矯頑力提升大于1000千安/米（kA/m）。”以N50磁體為基材（N50本身不具備高耐溫性），用晶界擴散技術對N系列基材進行后處理，通過表面滲入重稀土來極大地提升其矯頑力和耐溫性能，從而“變身”為高性能的SH、UH牌號。“磁體的服役溫度從機體80℃提升到我們現在SH的150℃以及UH的180℃，服役溫度的顯著提升，磁體材料的應用領域會顯著拓寬。”崔紅兵說。
釹鐵硼被公認為是迄今為止磁性最強的永磁材料，在行業內號稱“磁王”，主要應用于需要高強度磁場、高穩定性和高效率的現代工業和高科技領域。但性能強就需要重稀土的加入，如何在減少重稀土用量的同時，還能提升產品磁性能是行業面臨的共性問題，包頭稀土院的新突破正是解決這一問題的方法之一。
崔紅兵介紹：“現在高性能磁體材料在各行各業的用途是非常廣的，它的產量激增也會讓重稀土的消耗急劇提升。如何把有限的重稀土資源利用好，這是目前我們的技術攻關以及技術亮點。像UH、SH這樣的高性能磁體材料，能夠滿足目前絕大多數工業應用場景，比如低空經濟無人機以及新能源汽車等領域。”
面對重稀土資源稀缺且昂貴的挑戰，項目團隊成功開發了晶界擴散重稀土高效利用技術，建成一條技術先進、節能環保的晶界擴散中試驗證線，進一步提高釹鐵硼磁體關鍵性能指標，對于稀土產業的健康可持續發展具有重大意義。
技術不斷突破，應用也在不斷加快。自治區首條稀土超磁致伸縮材料批量化生產示范線在包頭建成后，解決了高端功能材料的“批量制造難題”。
作為極具戰略價值的“超級材料”——稀土超磁致伸縮材料是目前已知優質智能材料，其在磁場作用下可產生巨大的伸縮變形，能量密度遠超其他磁致伸縮材料。
包頭稀土研究院稀土磁性材料研究所研究員高峰說：“區熔法是‘單根生長’，而全熔法可以實現‘一爐多根’的批量化生產，保證了性能一致性，降低了成本，這將為我國航空、航天、航海等國家戰略領域提供穩定材料供給。”
稀土超磁致伸縮材料由于其應變大、響應速度快、輸出力巨大等卓越性能，在許多高端精密領域有著重要的應用。如使用稀土超磁致伸縮材料的聲吶系統在應變、響應時間、傳播距離等方面顯著優于壓電陶瓷材料的聲吶系統，對于維護國家海權和深海資源開發有重要意義。“它的能量轉化效率特別高，用于潛艇聲吶的換能器。傳統的壓面陶瓷材料做的換能器，可能傳輸距離在幾百公里范圍。如果用稀土超磁致伸縮材料來做，它的傳輸距離就可能在幾千公里的范圍。”稀土超磁致伸縮材料批量化生產示范線負責人郝宏波說。
目前，該示范線材料性能一致性已經達到國際先進水平，預計2026年年底實現年產1000千克的產能規模，為超磁致伸縮材料的廣泛應用奠定堅實基礎。（張玉超）
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