烧结钕铁硼（NdFeB）磁体作为空天电机转子的核心材料，须同时具备高剩磁、高矫顽力、低剩磁温度系数，以保障高温工况下电机扭矩的高效稳定输出。高矫顽力可以抵抗电机内部反向磁场扰动，降低退磁风险，而低剩磁温度系数可以减少高温下剩磁的损失（该系数为负值，其绝对值越低，高温下磁力损失越少）。然而，传统重稀土晶界扩散技术虽可显著提升磁体矫顽力且不影响剩磁，但无法实现对剩磁温度系数的有效优化，难以满足空天高功率密度电机对高稳定性稀土永磁材料的迫切需求。

近日，力学研究所镀层工艺力学研究团队在高剩磁高稳定性NdFeB磁体研究中取得重要进展。研究人员提出通过CoTbAl多元晶界扩散技术，成功实现了高剩磁前提下，磁体矫顽力与剩磁温度系数的协同优化。相关成果以“Simultaneously Improving Coercivity and Temperature Coefficient of Remanence of Sintered Nd-Fe-B Magnets through Co/(TbAl) Grain Boundary Diffusion”为题发表于材料学领域权威期刊Materials Characterization。

研究团队采用多层膜磁控溅射技术，实现了不同钴（Co）含量CoTbAl扩散源的可控制备。研究发现，适量钴可诱导形成高居里温度RE₂(Fe,Co)₁₄B相，有利于剩磁温度系数的提高，同时对高磁晶各向异性场富铽（Tb）壳层的影响较小，矫顽力仍可获得较大提升，从而在维持磁体高剩磁（14.76 kGs）前提下，实现矫顽力由12.49 kOe提升至18.19 kOe，剩磁温度系数由–0.132 %/℃提高至–0.113 %/℃。此外，钴含量增加会提高(Nd,Tb)₂(Fe,Co)₁₄B相形成能，导致钴元素在晶界相富集，促进高熔点软磁NdCo₄B相的形成。这会降低晶界富钕（Nd）相在高温下的流动性，导致富铽壳层连续性变差、薄晶界层厚度减小，导致磁性能下降。该研究揭示了扩散源钴含量对元素扩散行为及磁性能演变的影响机制，为空天高功率密度电机用稀土永磁材料的开发提供新的设计思路。

论文第一作者为力学所硕士研究生姜伟浩，通讯作者为力学所许亿副研究员、夏原研究员以及金属所李达研究员。研究工作得到了国家重点研发计划“稀土新材料”专项（2023YFB3507600）、国家自然科学基金（52301068）及北京市自然科学基金（2244108）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matchar. 2026.116106

图1 不同Co含量CoTbAl涂层的FE-SEM截面形貌及元素分布

图2 原始磁体与扩散磁体在室温、120 ℃条件下的退磁曲线以及剩磁、

矫顽力及剩磁温度系数与扩散源中 Co 含量的对应关系

图3 CoTbAl扩散后磁体的元素分布随涂层中Co含量的变化

图4 过量Co含量下富Co角隅相明场像、元素分布以及选取位置的快速傅里叶变换图像