9月以來，包頭市在高端磁性材料領(lǐng)域取得雙項(xiàng)突破。包頭稀土研究院晶界擴(kuò)散中試驗(yàn)證線50UH、52SH等高牌號(hào)釹鐵硼磁體成功下線，自治區(qū)首條稀土超磁致伸縮材料批量化生產(chǎn)示范線也在包頭建成。這意味著包頭通過技術(shù)創(chuàng)新提升稀土資源利用效率、突破關(guān)鍵材料制備瓶頸，解決了高性能磁性材料對(duì)重稀土依賴過高和量產(chǎn)一致性差的“卡脖子”問題。

在包頭稀土研究院晶界擴(kuò)散中試驗(yàn)證線，以常見的N50磁體為基材，表面覆上一層由團(tuán)隊(duì)定制化研發(fā)的擴(kuò)散源合金膜層，再通過優(yōu)化覆膜工藝與精準(zhǔn)調(diào)控?zé)崽幚�，讓磁體性能大幅提升，重稀土實(shí)現(xiàn)了高效利用。

包頭稀土研究院磁材所表面技術(shù)研究室副主任研究員崔紅兵介紹：“通過用我們的晶界擴(kuò)散技術(shù)，在達(dá)到同等磁學(xué)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）�！币訬50磁體為基材（N50本身不具備高耐溫性），用晶界擴(kuò)散技術(shù)對(duì)N系列基材進(jìn)行后處理，通過表面滲入重稀土來極大地提升其矯頑力和高耐溫性能，從而“變身”為高性能的SH、UH牌號(hào)�！按朋w的服役溫度從機(jī)體80度提升到現(xiàn)在SH的150度以及UH的180度，服役溫度的顯著提升，磁體材料的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)顯著拓寬。”崔紅兵說。

釹鐵硼被公認(rèn)為是迄今為止磁性*強(qiáng)的永磁材料，在行業(yè)內(nèi)號(hào)稱“磁王”，主要應(yīng)用于需要高強(qiáng)度磁場(chǎng)、高穩(wěn)定性和高效率的現(xiàn)代工業(yè)和高科技領(lǐng)域。但性能強(qiáng)就需要重稀土的加入，如何在減少重稀土用量的同時(shí)，還能提升產(chǎn)品磁性能是行業(yè)面臨的共性問題，包頭稀土研究院的新突破正是解決這一問題的方法之一。

崔紅兵介紹：“現(xiàn)在高性能磁體材料在各行各業(yè)的用途非常廣，它的產(chǎn)量激增也會(huì)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，這是目前我們技術(shù)攻關(guān)方向以及技術(shù)亮點(diǎn)。像UH、SH這樣的高性能磁體材料，能夠滿足目前絕大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，比如低空經(jīng)濟(jì)無人機(jī)以及新能源汽車等領(lǐng)域�！�

面對(duì)重稀土資源稀缺且昂貴的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了晶界擴(kuò)散重稀土高效利用技術(shù)，建成一條技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的晶界擴(kuò)散中試驗(yàn)證線，進(jìn)一步提高釹鐵硼磁體關(guān)鍵性能指標(biāo)，對(duì)于稀土產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

技術(shù)不斷突破，應(yīng)用也在不斷加快。自治區(qū)首條稀土超磁致伸縮材料批量化生產(chǎn)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*戰(zhàn)略價(jià)值的“超級(jí)材料”——稀土超磁致伸縮材料是目前已知優(yōu)質(zhì)智能材料，其在磁場(chǎng)作用下可產(chǎn)生巨大的伸縮變形，能量密度遠(yuǎn)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(qū)熔法是‘單根生長(zhǎng)’，而全熔法可以實(shí)現(xiàn)‘一爐多根’的批量化生產(chǎn)，保證了性能一致性，降低了成本，這將為我國(guó)航空、航天、航海等國(guó)家戰(zhàn)略領(lǐng)域提供穩(wěn)定材料供給�！�

稀土超磁致伸縮材料由于其應(yīng)變大、響應(yīng)速度快、輸出力巨大等*性能，在許多高端精密領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。如使用稀土超磁致伸縮材料的聲吶系統(tǒng)在應(yīng)變、響應(yīng)時(shí)間、傳播距離等方面顯著優(yōu)于壓電陶瓷材料的聲吶系統(tǒng)，對(duì)于維護(hù)國(guó)家海權(quán)和深海資源開發(fā)有重要意義�！八�的能量轉(zhuǎn)化效率特別高，用于潛艇聲吶的換能器。傳統(tǒng)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，它的傳輸距離就可能在幾千公里的范圍�！毕⊥脸�磁致伸縮材料批量化生產(chǎn)示范線負(fù)責(zé)人郝宏波說。

目前，該示范線材料性能一致性已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)2026年年底實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)1000千克的產(chǎn)能規(guī)模，為稀土超磁致伸縮材料的廣泛應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

相關(guān)新聞