国家标准计划《永磁体晶界扩散质量分析方法》由 TC228（全国电工合金标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国电器工业协会。

主要起草单位 中国科学院力学研究所 、北京中科三环高技术股份有限公司 、包头金山磁材有限公司 、兰州交通大学 、桂林电器科学研究院有限公司 、中国计量科学研究院 、精进电动科技股份有限公司 、包头中科泰磁涂层科技有限责任公司 。

发展新能源汽车、风力发电等绿色产业已成为国家战略，永磁体是电动汽车驱动电机与风力发电机的关键材料，但高速、重载等苛刻工况发热易使永磁体不可逆退磁，导致电机性能劣化。

添加高含量重稀土Dy/Tb是提高永磁体内禀矫顽力，实现热稳定性提升的最为直接有效方法，但会导致剩磁的显著下降，同时消耗大量稀土资源致使磁体成本大幅提升。

当前，晶界扩散技术逐渐成为制备高剩磁高内禀矫顽力永磁体的主流方法，其通过重稀土选择性扩散可在主相晶粒表面形成各向异性场更强的重稀土壳层，同时连续的晶界相分布增强了退磁耦合作用，从而提高了矫顽力，剩磁下降幅度明显降低，同时重稀土消耗量远低于传统冶炼添加，制造成本大幅下降，使得高剩磁高矫顽力永磁体的大规模应用成为可能。

由于只在需要高矫顽力的局部对磁体进行梯度晶界扩散，从而进一步节省重稀土使用量，降低制造成本，晶界扩散永磁体主相并未发生改变，仅在主相表面形成的高磁晶各向异性场的重稀土壳层，且晶界相得到充分优化，因而晶界扩散质量与众多因素相关，包括磁体磁性能、成分以及结构等，同时其自身又决定了稀土永磁电动的性能、使用寿命与制造成本。

目前，现行的国标以及行标并未形成永磁体晶界质量分析的方法。

在工业界，通常采用晶界扩散前后永磁体内禀矫顽力增加幅度与重稀土增重比来评价晶界扩散质量，但存在以下两大问题： （1）晶界扩散质量分析指标过于单一。

首先，除了内禀矫顽力以外，剩磁、内禀矫顽力/剩磁温度系数以方形度同样是永磁体重要的磁性能指标，且分别与稀土永磁电机的永磁体使用量和高温环境服役稳定性密切相关。

其次，氧含量增加量与永磁体力学性能密切相关，过高的氧含量增加量增加磁体在组装和使用中存在掉边、开裂的可能性。

而对于取向方向厚度较大的磁体而言，扩散深度与磁体厚度的比值是确保矫顽力提升的最为核心的因素。

此外，若扩散环境中残留氧含量较高，晶界扩散永磁体表面极易形成结构疏松的黑色氧化层，且增加了表面粗糙度，需进行二次加工，不仅增加制造工艺复杂性，也造成重稀土的浪费。

同时晶界扩散工艺冷热交替的特性，易诱发永磁体裂纹的产生，恶化其力学性能，增加磁体在组装和使用中存在破裂的可能性。

（2）忽略了重稀土能效问题。

目前分析方法中并未将磁性能变化与重稀土增重比结合在一起，因而无法准确分析重稀土消耗量对磁性能的影响，极易过度使用价格昂贵重稀土的消耗量，增加了高性能永磁体的制造成本。

同时，重稀土资源是国家战略性资源，亟需控制其用量并最大限度发挥其能效。

综上，本项目提出制定《永磁体晶界扩散质量分析方法》。

分析方法中进一步拓展了晶界扩散质量分析的指标，包括内禀矫顽力、剩磁、内禀矫顽力/剩磁温度系数以方形度、氧含量增加量、晶界扩散层深度占比以及外观质量，可解决现阶段无法全面评估晶界扩散质量的问题。

与此同时，对于晶界扩散永磁体，本项目提出通过计算单位重稀土增重比的磁性能变化，以达到充分衡量重稀土能效问题的目的。

1、范围： 本文件规定了永磁体晶界扩散质量的分析方法。 本文件适用于新能源汽车驱动电机和风力发电机等所用的晶界扩散永磁体，重稀土晶界扩散源制备方式包括采用蒸镀、贴片、电泳、涂覆、磁控溅射、电弧离子镀等技术。 2、本文件对以下技术指标进行了规定： ——分析原理； ——试样制备要求； ——分析方法及步骤； ——数据处理； ——分析报告内容。