以釹鐵硼為代表的稀土永磁材料，是目前磁性能最高、應用最廣、發展速度最快的新一代永磁材料。釹鐵硼雖擁有高磁能積、高剩磁和高矯頑力等突出優勢，但也存在一些難以忽視的弱點：Nd富集相易氧化、晶界連續性差、耐腐蝕性和熱穩定性不足，使磁體在高溫、潮濕或長期服役條件下容易出現性能衰減甚至失效。對釹鐵硼磁體成品表面進行表面涂層或鍍層處理以形成保護層，是提高其耐腐蝕性、阻隔氧化環境侵入、增強服役穩定性的重要手段，除此之外，通過粉體改性在制備前端調控顆粒表面特征與界面化學，提升其抗氧化性、界面結合力及組織均勻性，從而實現性能與壽命的綜合優化也是一種重要的途徑。

根據制作工藝的不同，釹鐵硼永磁體可分為燒結釹鐵硼、粘結釹鐵硼和熱壓釹鐵硼三種類型。不同類型的釹鐵硼永磁體因制備工藝與微觀結構差異，形成了各自適用的應用場景。工藝特征不同，其改性路徑也各有側重，下面我們就從工藝角度出發，看看不同類型釹鐵硼各自的改性關注點。

一、燒結釹鐵硼

燒結型釹鐵硼磁體被譽為“磁王”，這類磁體具有極高的磁性相含量和取向一致度，是目前綜合磁性能最高的永磁材料，廣泛應用于電機、風電、汽車電子等領域。

燒結NdFeB材料的生產工藝為粉末冶金法，其主要工藝流程為：混料→熔煉鑄錠→破碎制粉→磁場取向成型→燒結熱處理一后加工→表面處理→檢測→充磁等步驟。

燒結釹鐵硼從原料到成品的工藝流程(來源：上海駿材磁性材料)

燒結釹鐵硼永磁材料(來源：上海駿材磁性材料)

燒結釹鐵硼材料磁性能及熱穩定性的核心要素在于合金的配方設計與微觀組織結構的調控，為了獲得較高的磁性能，燒結釹鐵硼永磁合金應具有盡可能多的Nd₂Fe₁₄B相，且晶粒細小、均勻；富釹相（為了實現“高矯頑力”而必須引入的一種“非磁性結構功能相”）應較少、分布均勻，呈薄膜狀包圍Nd₂Fe₁₄B晶粒。同時要求高取向度、高致密度、低氧含量。

燒結釹鐵硼主要的挑戰是高溫燒結過程中Nd元素在Nd₂Fe₁₄B主相晶界富集，形成低電位的富Nd相。雖然富Nd相對于提高矯頑力至關重要，但其活性高，易在潮濕、腐蝕或高溫環境下發生晶間腐蝕，造成磁性能退化和結構損傷。因此，燒結釹鐵硼的性能優化以晶界調控為核心，重點是防氧化包覆、稀土擴散與晶界相均勻化，以改善矯頑力與抗腐蝕性。

在這一體系中，粉體表面改性起著前端保障的作用。通過在粉體階段進行無機包覆（如磷酸鹽、Al₂O₃、SiO₂）或稀土富集處理，可提升粉體表面抗氧化性、改善界面潔凈度和潤濕性。這不僅為后續晶界擴散和均勻化創造條件，還能在燒結及成型過程中減少氧化物夾雜和顆粒團聚，為最終磁體的高性能與長期穩定性打下基礎。有機類改性劑則作為著“過程助劑”或“工藝潤滑劑”的角色，通過改善粉體的物理特性，為制造出高密度、高取向度的壓坯提供了保障，從而為最終獲得高性能磁體奠定了幾何和結構基礎。

二、粘結釹鐵硼

粘結釹鐵硼永磁體是一類以粘結劑為基體相，釹鐵硼磁粉為功能相的功能復合材料，是一種各向同性的磁體。釹鐵硼磁粉賦予磁體磁性能，粘結劑為磁體提供了一定的機械強度和耐腐蝕性能的同時也影響著磁體的磁性能。其制備工藝是將永磁粉體與粘結劑均勻混合后，通過模具壓制、注射或壓延等工藝成型并固化而成。

粘結釹鐵硼產品及工藝流程(來源：英洛華磁業)

其中利用模壓成型方法制備的粘結磁體相對密度最大，磁體磁性能是各種成型方法中最高的，是生產粘結稀土永磁材料最主要的、產品產量最多的成型方法。注射成型磁體所需粘結劑量最多，磁體密度較低，磁性能較差，但產品形狀的復雜性和尺寸精度是各種成型方法中最高的。壓延成型粘結磁體多是板帶狀,還需要按要求的長度進行剪裁加工。

模壓成型粘結稀土永磁材料制造工藝流程(參考資料2)

該材料體系的研究核心涉及三大關鍵要素：磁粉、粘結劑，以及決定兩者結合狀態的界面（即磁粉的表面處理技術）。與燒結釹鐵硼相比，粘結磁體雖然在磁性能與機械強度上有所不及，但其核心優勢在于能夠直接制成形狀復雜、尺寸精密的器件，避免了昂貴的后續機械加工。

因此，它廣泛應用于對磁性能要求相對較低、但形狀特殊或結構精密的場合，如各類傳感器、精密儀器儀表、小型微特電機等。粉體改性技術是提升粘結釹鐵硼性能的核心環節，其主要目標在于解決磁粉-樹脂界面相容性差與成型過程易氧化這兩大關鍵問題。

最常用的表面處理方法是采用偶聯劑進行表面處理，硅烷偶聯劑（如 KH550、KH560等）能在釹鐵硼磁粉表面形成一層含有機官能團的分子膜，使粉體由親水性轉為疏水性，并顯著提升與樹脂基體的界面結合力。表面處理的第二種方法是表面鈍化法。通過化學轉化的方法在快淬Nd-Fe-B磁粉表面生成一層穩定性很高的氧化膜,防止磁粉進一步氧化。鍍覆的方法可以是化學方法或物理方法，從效果和鍍覆均勻性角度考慮，物理的方法要優于化學方法。但需要注意的是表面鍍覆的金屬如果是鐵磁粉的鐵、鈷、鎳等,會在磁粉表面形成磁屏蔽，從而影響磁體的性能。

三、熱壓/熱變形釹鐵硼

熱壓/熱變形技術是制備全密度各向異性稀土永磁材料的主要技術手段之一。釹鐵硼磁體的主相Nd₂Fe₁₄B具有四方晶格結構，沿c軸方向（即易磁化軸）的彈性模量較小，因而各向同性的納米晶釹鐵硼磁體在熱變形過程中晶粒的易磁化軸發生沿壓力方向的擇優取向，這就是納米晶釹鐵硼磁體熱變形取向的基本原理，基于這一原理發展起來的制備各向異性全密度釹鐵硼磁體的工藝方法稱之為熱壓/熱變形技術。

熱壓/熱變形釹鐵硼磁體制備工藝流程圖(來源：參考資料4)

從制備工藝上看，熱壓/熱變形磁體的最大特點應該是無需磁場取向即可獲得各向異性，這與制備各向異性燒結永磁體的傳統的粉未冶金工藝完全不同，這一特點也使熱壓/熱變形技術特別適合于相對較復雜的輻射取向環形永磁體的制備；從材料結構上看，具有均勻的納米晶結構使其耐腐蝕性能遠遠優于燒結磁體，而且稀土含量也顯著低于相似性能的燒結磁體。

但該工藝對原料粉體的純度、形貌和界面反應活性要求極高，批量化生產難度大、成本較高，目前主要用于小型高端電機與精密驅動系統。通過調控粉體表面狀態、顆粒尺寸與形貌，可以優化晶粒間界面特性，從而有助于實現材料性能與穩定性的提升。有研究^【5】表明在釹鐵硼磁粉表面引入較低包覆量的氮化硼絕緣層，可提高熱變形釹鐵硼磁體的電阻率，進而減少使用過程中的渦流損耗，改善材料的電性能和熱穩定性，同時該研究還指出，適量的BN可改善磁體的晶粒取向，過量的BN在變形過程中阻礙液態富Nd相的流動和磁體主相晶粒轉動，使磁體的致密性和磁體性能降低。

參考資料：

[1]周壽增,董清飛,高學緒.燒結釹鐵硼永磁材料與技術[M]. 北京:冶金工業出版社,2011.09.

[2]白書欣，李順，張虹.粘結Nd-Fe-B永磁材料制造原理與技術［M］.北京：科學出版社，2014.

[3]陳仁杰.熱變形釹鐵硼永磁材料研究[C]//教育部學校規劃建設發展中心.2021國際產學研用合作會議（南昌）報告摘要選集.中國科學院寧波材料技術與工程研究所

[4]張超,黃光偉,王亞娜,等.釹鐵硼粉體的表面改性技術及應用研究進展[J].表面技術,2024

[5]陸通,王亞娜,張超,等.BN摻雜對熱變形釹鐵硼磁體性能的影響[J].材料研究學報,2025

編輯整理：粉體圈Alpha