高性能永磁体，特别是具有高能量密度的Nd-Fe-B磁体，对于现代清洁能源技术（如电动汽车的牵引电机和风力发电机）至关重要，其战略意义持续上升[1,2]。为了满足不断增长的需求，人们投入了大量努力来接近它们的理论性能极限[3]。通过热变形制造的Nd-Fe-B磁体特别具有吸引力，因为该工艺能够生产出完全致密的各向异性磁体，具有超细晶粒和强的c轴纹理，从而同时提高内在矫顽力（μ0Hcj）和剩磁（μ0Mr[4,5]。然而，关键稀土元素（如Nd和Pr）的有限可用性、高成本和供应不稳定给大规模应用带来了严重挑战[6,7]。为了缓解这些问题，提出用丰富的低成本稀土Ce部分替代Nd和Pr，作为提高Nd-Fe-B磁体经济可行性和可持续性的有效途径[[8], [9], [10], [11]]。
含有适量Ce（Ce/总RE ≤ ∼30原子百分比）的热变形（HD）磁体表现出有希望的性能[[12], [13], [14]]。例如，在10原子百分比Ce时，μ0Hcj从1.36 T增加到1.44 T，而μ0Mr没有损失；在20原子百分比Ce时仍保持在约1.26 T；在30原子百分比Ce时仍保持在约1.11 T[12]。然而，进一步增加Ce（> 30原子百分比）会导致μ0Hcj急剧下降。典型的含有40原子百分比Ce的HD磁体的μ0Hcj仅为约0.72 T，远低于相同Ce替代水平烧结磁体的约1.11 T[15,16]。性能的恶化主要归因于两个因素：（Ⅰ）Ce2Fe14B相本身的磁性能较差，其各向异性场（μ0HA约为2.6 T）仅为Nd2Fe14B（μ0HA约为7.3 T）的约36%[17]；（Ⅱ）更重要的是，Ce替代在加工过程中引起的严重微观结构退化，导致μ0Hcj远低于内在属性的加权平均值所预测的值[14,15]。
自1985年Lee等人的开创性工作以来[4]，已经确定无Ce HD磁体中最有害的特征包括异常粗大的晶粒、大的三相结（TJ）相和不连续的晶界（GB）相[[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25]]。具体来说，富RE液体在带状材料之间的积聚加速了原子扩散并促进了异常晶粒生长（AGG），从而降低了μ0Hcj和μ0Mr[22,23]。TJ处的局部富集加剧了退磁场，而不连续的GB相可能是由于形成大TJ相时过度消耗了RE，削弱了磁解耦，从而降低了μ0Hcj[24,25]。随着Ce的替代，微观结构的复杂性进一步加剧，因为REFe2 Laves相在HD加工过程中自发形成[[26], [27], [28]]。它们的存在不仅消耗了形成低熔点GB相所需的Ce，还破坏了GB的连续性，影响了纹理的发展，导致μ0Hcj和μ0Mr的同时恶化[[26], [27], [28]]。尽管进行了大量研究，但Ce替代变形磁体的微观结构退化机制仍不清楚，更不用说微观结构优化策略了。
在这项研究中，系统地研究了含有0–60原子百分比Ce替代的HD磁体及其前驱带状材料的微观结构演变，以阐明导致磁性能下降的机制。特别是，发现了Ce促进的富RE相迁移的热力学基础。基于这些见解，我们开发了一种低温处理策略，有效抑制了过度的富RE相迁移和相关的微观结构不稳定性。这种方法为制造高性能、低成本的Ce替代HD磁体提供了可行的途径，相对于商业无Ce Nd-Fe-B磁体具有竞争力的成本效益。
