导读：本期大仪共享好故事，让我们走进材环大仪中心，了解其利用洛伦兹透射电镜、扫描电镜、x射线衍射谱等设备，攻克钕铁硼磁体晶界扩散技术从实验室走向量产难题，将科研成果书写在生产线上的故事。
钕铁硼磁性材料量产难亟待解决
从古老的指南针指引方向，到新能源汽车的动力核心，再到人形机器人的微型驱动，磁性材料的每一次迭代更新，都在重塑现代工业的边界。作为高端制造的“心脏原料”和新质生产力的典型代表，磁性材料以无形之力筑牢产业根基、驱动技术革新，应用范围小到日常电子器件，大到航空航天装备。在众多磁性材料品类中，永磁材料凭借高矫顽力，磁化饱和后不易退磁的特性，用量最大、用途最广。然而，以钕铁硼材料为例的材料对不可再生的重稀土资源的高度依赖，正面临资源枯竭与成本攀升的双重挑战。晶界扩散工艺的出现为减少重稀土使用量、大幅提高矫顽力并拓展应用领域提供了战略契机。因此，实现稀土等特色资源高质化利用，促推动钕铁硼磁体晶界扩散技术从实验室研发走向规模化量产，已成为促进特色资源新材料可持续发展的必由之路。
浙江中元磁业股份有限公司（以下简称“中元磁业”）高度重视并积极推进技术创新进程，不断在永磁材料的配方优化、技术迭代、工艺升级等领域深耕探索，力争提升公司核心技术竞争力，以优质的产品和服务积极参与国内外市场竞争。但在迭代过程中，企业面临三大现实困境：实验室优化参数难以在规模化生产上复现、企业工程师与前沿理论存在知识断层、研发模式受限于传统“试错法”的低效，制约了实验成果落地。
为了解决磁性能优化、成分控制、工艺改进等难题，中元磁业依托浙江省大型科研仪器开放共享平台，与学校材环大仪中心的核心力量——浙江省磁性材料研究院（以下简称“磁性材料研究院”）展开深度合作。磁性材料研究院立足于新型磁、电、信息等功能材料的基础研究与应用开发，以基础研究为指导，探索并研发具有重大应用前景和产业价值的功能材料。大型仪器基本覆盖了磁性材料的理论模拟设计、材料制备合成、宏观性能测试、微结构表征分析和应用器件化等新材料开发各个环节，已发展为国内磁性材料研究领域的重要力量。双方以“需求牵引、优势互补”为核心，共建了“中元磁业-杭电联合研发中心”，实现了企业与平台资源的制度化共享。
图1【浙江省磁性材料研究院】
共享仪器打通成果转化堵点
“如何突破‘试错法’的局限，在可控的成本与时间内，将晶界扩散工艺升级为一种可预测、可调控、能稳定量产的精准工程技术是核心问题” 中元磁业常务副总卢慧斌表示。为打通理论与应用的“最后一公里”，材环大仪中心依托其磁性材料研究院的技术团队，利用洛伦兹透射电镜等大仪设备，观测到主相晶粒被一层连续、均匀的亮色壳层（富重稀土相）所包裹。这一直观的围观证据，不仅证实了扩散工艺的成功，是矫顽力显著提升的直接原因，更帮助团队精准测量了不同壳层厚度（10纳米~1微米）的关键参数；结合x射线衍射谱对主相与晶界相比例的精准计算，平台实现了定量分析壳层厚度与覆盖率，为工艺的精细调控提供了无可辩驳的数据基础，使得原本“看不见”的微观演变成为“控得住”的工艺指标。
为了更好地让科研成果走上规模化量产道路，中元磁业企业工程师与磁性材料研究院研究员形成了深度紧密的良性互动，构建起双向赋能、深度协同的工作模式，有力推动了“理论的落地翻译”。磁性材料研究院的研究员们将前沿理论、关键参数、结构性能的关联图谱转化为可落地、可复制的工程方案；企业工程师则精准反馈产线实际工况、设备限制、成本约束及稳定性问题，为科研方向提供现实依据与优化指引。
“我们与工程师一起，将复杂的电镜数据转化为他们能直观理解的‘工艺-结构-性能’关联图谱。工程师们反馈的宝贵现场经验，与微观分析结果相互印证，共同凝练成了极具操作性的工艺指导原则，实现了科学与经验的深度融合。”材环大仪中心副主任张鉴分享道。双方共同参与方案评审、工艺调试、问题复盘，研究员深入现场理解工程边界，工程师参与前期研发理解设计逻辑，形成“研发—工程—迭代”闭环。这种双向赋能既确保了科研与产业的深度绑定，又为工程实施提供了理论支撑与优化动力，实现了科研指导实践、实践反哺科研的良性循环，切实打通从实验室到生产线的“最后一公里”。
得益于浙江省大型科研仪器开放共享平台的撮合与支撑，中元磁业以极低的研发成本解决了“卡脖子”分析难题，通过微观结构优化，在同等性能下，使昂贵重稀土的添加量降低30%-50%，显著降本增效，助力企业进入高端供应链。这不仅是企业技术实力的跨越，更契合国家资源战略，对实现“双碳”目标具有重要意义。
图3【N50EH牌号磁体表层区域核壳结构显微组织】
图4【TEM表征Nd-Fe-B扩散磁体的核壳结构】
共享平台拉动产业升级“浙”样强
稀土作为不可再生的“工业维生素”，其开发利用水平对国家具有重要战略意义，直接关系到国家核心竞争力。习近平总书记强调要加大科技创新工作力度，实现绿色发展、可持续发展。大型科研仪器作为科技创新的“国之重器”，其开放共享是打通创新链条、促进科技成果转化的关键环节。浙江省大型科研仪器开放共享平台是全国范围内建设较早、成效显著的省级平台之一，依托浙江的数字经济优势，通过数字化手段引导一起资源向科创企业倾斜，有效激发了“产学研用”的协同效益。
图5【材环大仪中心内部仪器】
学校始终将大仪开放共享作为支撑创新发展的“基础工程”和服务产业升级的“关键抓手”，构建“学校—中心—机组”三级管理体系，打造“杭电大仪共享服务平台”，并与省大型科研仪器开放共享平台无缝对接，校内外用户可便捷地完成从设备查询、在线预约、费用结算等全流程操作。为进一步激发内生动力，学校建立以绩效为导向的激励机制，评选优秀大仪中心与优秀机组、并设立“大型仪器设备共享与服务能力提升项目”，引导教师与实验技术人员从科技创新、管理增效和实践育人三个维度，推动大仪共享从“物理接入”迈向“内涵赋能”。以材环大仪中心为例，创新建立了“精准对接+专业服务+双向反馈”的运行机制，对内组建由科研人员和实验技术人员组成的专业服务团队，对外主动深入企业一线挖掘技术痛点，提供“一对一”定制化解决方案。中心洛伦兹透射电镜机组凭借在服务企业技术攻关、支撑前沿科研的突出贡献，获评“校优秀机组”，不仅有效带动中心仪器效能的整体跃升，更成为推动磁性材料产业关键技术突破的重要支撑力量，为加快打造特色鲜明的磁性材料产业集群贡献了“杭电大仪方案”。
以上素材来源“浙里大仪共享”微信公众号。