重稀土太贵？低重稀土磁材，电机用着不烧心！

说到电机，尤其是现在新能源车，人形机器人等新兴行业用的高端电机，钕铁硼磁铁基本是必用的。磁铁需要耐高温、耐退磁，一般都得加镝、铽这类重稀土。但重稀土不好采，价格也不稳定。

电机厂卡在两难里：少加重稀土，电机一发热磁铁容易退磁坏掉；加多了，成本太高，赚不到钱。

低重稀土磁材闪亮登场

最早构思：低重稀土这个方向，最早能追溯到2000年，当时韩国的Park团队用溅射方式在钕铁硼表面镀Dy膜，热处理后发现只用少量重稀土就能拉高矫顽力，剩磁几乎不掉，但当时没有形成可量产工艺，也没有产业化落地。

GBD来源：真正把低重稀土主力路线做成可工程化方案、对外公开，是2005–2006年信越化学中村（Nakamura）团队。他们本来是要解决小尺寸磁体切割后表面晶粒损伤、退磁曲线塌肩的问题：磁体切割加工会破坏表层晶粒，矫顽力会下降；他们尝试在磁体表面涂覆Dy/Tb氟化物，再放到真空炉里高温处理。镝、铽这些重稀土不会混到每一颗晶粒里面，只会顺着晶粒之间的缝隙往里渗，只在晶粒外层包上一层高抗退磁的壳，而不是像传统工艺那样直接混进主料均匀掺杂。这套工艺就是GBD（晶界扩散），也是今天低重稀土磁材最核心的源头技术。

2010氧化镝/铽历史价格走势图

推进导火索：2010年爆发了稀土危机，镝铽价格跳升，车企、伺服厂商压力陡增，这时大家已经意识到：重稀土供给太不稳定，低重稀土路线应该重点发展，不能只是单纯来应对涨价了。

细看两套路线，优势不止省钱

目前产业化成熟度最高的两条路线，分别是晶界扩散与晶粒细化路线。

GBD是现在量产主力：GBD工艺是烧结成型之后，把镝、铽源附着在磁体表面，高温下让重稀土沿着晶界渗透富集，只在晶粒边界形成一层抗退磁保护层，晶粒内部依旧保持高剩磁的钕铁硼基体。

GBD工艺流程

这条路线重稀土用量可以降到传统掺杂方案的1/3-1/5，很适合持续发热、对转矩稳定性要求高的关节电机与伺服电机。当前很多人形机器人关节供应商优先选择GBD低重稀土磁材。

晶粒细化路线则不依赖重稀土来提升矫顽力，通过粉末冶金工艺把磁粉晶粒做细，缩小单颗晶粒尺寸，降低反向磁畴容易生成的位点，从根源提升抗退磁能力。它的优势是重稀土的添加量可以压得比较低，做出来的磁材整体一致性挺好，劣势在于超细晶粒对烧结工艺窗口特别敏感，大批量生产的时候，良率管控的难度会更高，更适合批量大、工况稳定的车用辅驱电机。

对比传统高重稀土磁材，低重稀土方案的价值，体现在四个方面。

第一：成本缓冲能力更强。重稀土的价格波动很大，低重稀土方案能直接少买镝、铽，每次重稀土一涨价的时候电机厂商不用赶紧调价或者压利润，提高供应链抵抗波动的能力。

第二：发热稳定性更好。少用重稀土不等于扛不住高温。事实上，合格的GBD低重稀土磁材在140℃长期循环的工作环境下状态很稳；不可逆退磁率能够控制在行业通用标准之内。

第三：磁性能取舍更精准。高重稀土方案是“性能兜底”，很多指标对中小功率电机属于过剩；低重稀土可以根据电机热仿真结果定制矫顽力，不盲目堆耐高温余量，兼顾高剩磁和低损耗，电机能效还有小幅优化空间。

第四：适配供应链长期趋势。国内重稀土供给总量有限，下游永磁电机需求持续增长，机器人、新能源装备对磁材的需求逐年走高，单纯依靠加镝加铽的老路，长期会面临供给瓶颈，低重稀土是材料端降重稀土依赖的核心方向。

当然它不是万能方案。峰值温度长期超过180℃、频繁强过载冲击的主驱电机，现阶段低重稀土磁材还很难替代高重稀土产品，这类场景依然需要足量重稀土保障可靠性。材料永远是匹配工况，而不是一刀切替代。

核心参与玩家

金力永磁是国内GBD晶界扩散磁材出货头部厂商，在传统面扩散基础上自研3D-GBD选区扩散技术。3D-GBD可以精准定位，只在磁体需要抗退磁的局部区域做重稀土渗透，不用整个面都加DyTb，这样能进一步减少重稀土的用量，成本控制的优势很明显。

GBD系列产品聚焦高矫顽力、耐高温场景，主力供给新能源汽车驱动电机、风电发电机，同时布局伺服、工业电机市场，也是国内较早把选区扩散实现稳定量产的磁材企业。

中科三环具备中科院科研背景，是国内最早一批启动GBD晶界扩散研发的厂商，擅长晶界相结构与扩散过程优化。公司早在2014年就把GBD做成了小批量生产，现在已经规模化量产了，核心用在工业伺服电机和新能源汽车驱动电机上，同时还在不断改进扩散工艺，满足高端电机对高温抗退磁、低磁通损失的严格要求。

宁波韵升拥有规模可观的GBD晶界扩散产线，同时自研选区扩散工艺，可针对磁体易退磁区域定向渗透重稀土，减少DyTb用量。依托成熟的海外交付体系，其低重稀土磁材大量供给海外汽车Tier1客户，与此同时重点布局工业伺服、人形机器人力矩电机等高要求赛道，海外业务占比较高，高端产品出口优势突出。

正海磁材采用双线技术布局，一方面拥有成熟的THRED-GBD晶界扩散低重稀土方案，稳定量产高矫顽力磁材；另一方面重点攻关TOPS无重稀土超细晶粒路线，不靠DyTb，依靠细化晶粒、调控晶界来实现耐高温抗退磁。

两条路线对应不同的需求，低重稀土方案在成本上比较有优势，无重稀土方案则避开了重稀土的限制。产品面向乘用车驱动电机、人形机器人无框力矩电机，均已实现批量供货，适配高端电机小型化、高功率密度的要求。

大地熊建有成熟GBD晶界扩散量产产线，同步研发复合扩散、合金扩散源等新工艺，优化重稀土利用效率，降低DyTb消耗。依托稀土永磁重点实验室这个平台，它还参与了晶界扩散相关标准的制定，工艺稳定性很扎实。产品面向新能源汽车、风电、通用工业电机、电动工具与家电变频电机，兼顾国内市场与海外供货，是国内低重稀土磁材的代表性厂商。

参考来源：

田广科.重稀土晶界扩散工艺制备高矫顽力钕铁硼磁体研究进展与应用现状

刘仲武.高性能钕铁硼永磁晶界扩散技术最新进展与未来展望

梁礼渭.晶界扩散制备高性能烧结钕铁硼及其在大功率风力发电机中的应用