随着全球经济的发展和人口的不断增长,人类对新能源、新材料的需求越来越旺盛,其中永磁材料对于一个国家的发展具有战略意义,尤其是像我国这样的稀土大国。稀土铁系永磁体以Nd-Fe-B永磁材料为代表,其具有突出的综合磁性能和适中的价格,但由于居里温度偏低且矫顽力温度系数大,在电动汽车电机使用温度下不能满足需求。近年来国内外对于(Nd_1-xCe_x)₂Fe₁₄B型单晶体、烧结磁体和快淬磁体的研究发现,在一定Ce添加量下磁体的磁性能会有异常突变,矫顽力升高。多个学者提出在(Nd_1-xCe_x)₂Fe₁₄B化合物中由于Ce、Nd元素价态的差异造成相分离。为了澄清Ce掺杂(Nd_1-xCe_x)₂Fe₁₄B化合物的反常现象,本文采用制备Ce₂Fe₁₄B-Nd₂Fe₁₄B扩散偶的方式,通过高通量的研究探究Ce对Nd₂Fe₁₄B的置换情况,以及不同Ce、Nd含量的化合物的结构、成分及其磁性能。本文尝试了光加热区熔法和真空扩散焊接法制备扩散偶,成功使Ce₂Fe₁₄B和Nd₂Fe₁₄B产生原子级别结合并保证长时间热处理以均匀化组织、使扩散充分发生。利用光学显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜和能谱分析对样品进行表征,并利用振动磁强计测量样品磁性能,获得了可靠的实验结果。经过长时间900℃均匀化处理后,样品的-Fe相和富稀土相减少至微量,无明显晶界相,利于后续扩散的进行和分析。扩散偶的界面附近并未如预期形成Ce和Nd元素浓度的梯度分布的结果,Ce、Nd元素浓度在扩散界面处发生剧烈的突变。扩散后原Nd-Fe-B区域基体相仍为三元化合物Nd₂Fe₁₄B,Ce元素不置换Nd₂Fe₁₄B中的Nd原子,而是以氧化物和富稀土相的形式存在。原Ce-Fe-B区域中扩散过来的Nd原子对基体相Ce₂Fe₁₄B中的Ce原子进行置换,并且置换浓度不呈梯度变化,而是波动变化,形成了Ce/Nd比例不同的(Ce_0.835Nd_0.165)₂Fe₁₄B化合物和(Ce_0.385Nd_0.615)₂Fe₁₄B化合物,组织结构是前者呈圆形或方形,后者包裹前者,类似“核壳”结构。这证明了(Nd_1-x-x Ce_x)₂Fe₁₄B化合物不能完全互溶,会产生相分离现象。900℃热处理后样品的饱和磁化强度稍微提高,磁体的磁化各向异性也明显改善。不管是铸态样品还是热处理后的样品,Ce-Fe-B都比Nd-Fe-B样品表现出了更强烈的宏观各向异性。两相区样品有最高的饱和磁化强度和磁化各向异性,其“表观”各向异性场μ₀H_A约为7.21T,饱和磁化强度μ₀Ms约为1.48 T。而(Ce_0.835.835 Nd_0.165)₂ Fe₁₄B和(Ce_0.385Nd_0.615)₂Fe₁₄B两种化合物各自的饱和磁化强度分别为1.2 T和1.5 T,并且二者均未表现出两相区的强烈各向异性。这说明强烈的各向异性不归功于两种不同成分的相的自身磁性能,而是两者之间的某种作用,并且不同于“核壳”结构。