稀土元素有独特的电子结构,优异的磁、光、电等物理化学特性,与3d金属构成的稀土功能材料广泛应用于电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等领域。稀土磁性材料是稀土功能材料应用最广泛的材料。稀土永磁、稀土磁热效应、稀土磁致伸缩、稀土多铁性与磁电耦合和稀土高频磁性等磁性材料的研究具有丰富的科学内涵和重要的应用价值,其主要内容包括：（1）研究稀土-过渡族金属材料的相关系、成相规律和稳定性,以探索新相和新型稀土功能材料;研究稀土-过渡族金属间化合物的晶体结构、电子结构、磁结构、内禀磁性和晶体场效应,以探索新型稀土永磁材料;（2）研究稀土永磁材料的制备工艺与性能的关系,磁化和反磁化机制,发展矫顽力理论;（3）研究稀土材料的相变性质与磁热效应的关系,磁制冷工质材料的制备及其在磁制冷机上的应用;（4）探索具有不同晶体结构对称性的平面稀土金属间化合物,研究非共线磁结构、磁各向异性与高频磁导率和共振频率之间的关系,探讨稀土磁性材料频率响应的极限;（5）设计稀土氧化物人工异质结构自旋极化磁性二维电子气,发展新的自旋电子调控原理,探索其在自旋电子学中的应用;（6）探索新型稀土多铁性磁电耦合材料以及相关新奇物理效应,设计基于磁电耦合原理的新型功能器件等。

在稀土功能材料的研究中,稀土磁性材料是最受重视的研究领域之一。中国在稀土磁性材料的多个研究方面做出了具有重要国际影响的工作,有的处于国际领先水平,稀土永磁材料的研究与应用尤其如此。2004–2013年的10年间,中国稀土磁性材料领域论文总数超过美国、德国、英国、法国和日本等发达国家而位居世界第1位。论文的世界份额从2004年的12.1%增长至2013年的25.0%,高于美国（19.1%）和德国（10.2%）。这10年间的后五年期（2009–2013年）与前五年期（2004–2008年）相比,中国该领域论文量的世界份额从16.8%增长至23.6%,后五年期已超过美国（19.0%）近5个百分点而位居世界第1位。后五年期,中国在该领域论文总被引频次占世界相应份额（19.4%）较前五年期所占份额（14.2%）增加了5个百分点还多,但仍低于美国（30.1%）近11个百分点。2004年中国该领域论文被引频次占世界相应份额低于美国、日本、德国和法国而位于世界第5位,2013 则仅低于美国跃居世界第2位。2009–2013年中国Top1%高被引论文数占世界份额（22.9%）较前五年期（5.0%）提升了18个百分点,仅低于美国（38.6%）排世界第2位（见附表）。

中国对稀土磁性材料的大量基础性研究不仅极大促进了重要新材料的发现和磁性物理学的发展,而且也推动了稀土磁性材料的应用。在稀土磁性材料中,最具应用价值的是稀土永磁材料。中国发展最快、应用最广的是烧结钕铁硼磁体。近年来,中国对粘结钕铁硼、钐钴磁体的应用范围不断扩大,已掌握各向异性钐铁氮磁粉产业化研究的关键核心技术,在纳米复合稀土永磁材料的研究方面也达到国际先进水平。目前,以烧结钕铁硼磁体为主的稀土永磁材料占中国稀土新材料应用的60%以上,被广泛应用于清洁能源汽车、风力发电、节能家电和工业电机、轨道交通、环境保护等民用产品,以及电子对抗与干扰、导航系统、航空航天等国防高科技领域。中国已建立了较完整的稀土永磁材料制备与应用工业体系,成为全球最大的稀土永磁材料生产基地,目前产量超过全球的85%,产品已进入音圈电机、电子动力转向和核磁共振成像等高端领域,突破了发达国家长期的技术封锁和市场垄断,实现了从稀土资源大国到稀土永磁产品生产大国的跨越。

中国在其他稀土磁性材料的多个研究方面做出了具有国际重要影响的工作,有的处于国际领先水平。例如：在磁热效应材料的研究方面先后发现了室温和具有低温相变的多个巨磁热效应材料,并应用在室温和低温磁制冷机上;稀土磁致伸缩材料和器件研究的结合拓宽了新的应用领域;平面各向异性高频稀土磁性新材料的发现开拓了稀土在功能软磁材料应用的新方向;发现了多种稀土氧化物多铁性材料,磁电耦合效应有了很大提高;稀土氧化物材料的研究在关联电子二维电子气、电致电阻效应等多个方面取得了重要进展,为开发新型磁电功能器件提供了物理原理和材料基础。

总体而言,稀土磁热效应材料、稀土氧化物磁电耦合材料和稀土高频磁性材料等具有巨大的应用潜力,尚处于基础研究或应用探索阶段。稀土永磁是中国为数不多的在国际上具有重要地位和较大影响力的产业之一。然而,中国对稀土永磁材料和产业发展中的基础科学问题的研究明显滞后于产业发展,缺少源头创新和核心技术,不仅严重影响了稀土永磁产业的可持续发展,而且与稀土大国的地位极不相称。

具有重大应用价值的稀土永磁材料备受世界各国尤其是西方发达国家的高度重视。中国在稀土永磁材料可控制备技术、微结构与永磁性能、矫顽力机理、应用和产业化技术等方面进行了大量研究,为中国稀土磁性产业的发展提供了强大支撑。近年来中国发表了一些重要的研究成果,例如：纳米复合稀土永磁材料研究,发明了用隔离层制备各向异性纳米复合稀土永磁薄膜材料的新技术;发展了自下而上的化学制备方法,制备了晶粒尺寸为单畴的SmCo₅@Co复合磁体,发现其磁性呈现耦合增强效应;提出了晶界组织重构的技术思路,研发了纳米改性新晶界相的钕铁硼材料,在保持良好永磁性能的同时显著提高了磁体的本征抗蚀性;研究了热压纳米晶磁体的热流变工艺以及微结构、畴结构和永磁性能,成功制备磁能积达到53.6 MGOe的高性能磁体;成功研发的面向混合动力汽车和风力发电的高稳定性低成本烧结钕铁硼关键技术、单晶颗粒型各向异性钐铁氮磁粉的关键技术等都在产业化生产中得到了应用。尤其值得指出的是,最近中国多个单位研制成功了双主相或多主相新型稀土永磁体,使高丰度稀土得到了有效利用,对中国稀土产业可持续发展产生重要意义。

近年来,中国在稀土磁性材料的研究方面取得了重要进步,某些研究成果已在国际上产生重要影响或处于领先水平。例如：在稀土过渡族金属间化合物的磁热效应研究方面,发现了具有巨大磁热效应的一级相变镧铁硅化合物,证明巨磁热效应来源于与之相伴的晶格负热膨胀和巡游电子变磁转变行为,成为国际上磁热效应研究的新方向;在高频稀土磁性材料的研究方面,发现了一种平面各向异性新型稀土功能软磁材料,在GHz下的高磁导率大幅度超越了传统微波软磁材料的性能,为稀土磁性材料在软磁领域的发展提供了重要机遇;在稀土多铁性材料的研究方面,发现了电场控制磁化强度、电场驱动磁性弛豫、室温下巨大的介电调谐效应等新奇磁电耦合功能;在稀土氧化物磁电人工异质结构研究方面,成功获得关联电子二维电子气,发现了关联电子气特有的晶格极化诱导的新型场效应,比常规场效应强两个量级等。

稀土磁性材料在航空航天与国防尖端技术等国家安全领域具有不可替代的特殊作用,并在电子、信息、节能、环保、交通、能源、医疗、家电等领域的国家经济建设中发挥了重要作用。深入开展稀土磁学相关基础科学问题研究,发展新型稀土磁性材料,是中国未来稀土功能材料发展的重要战略目标。在稀土磁性材料中,具有重要发展和应用前景的主要材料如下。

（1）新型稀土永磁材料

研究新一代稀土永磁材料一直是世界各国的追求目标。加强源头创新的基础研究工作,探索永磁新相和新型稀土永磁材料,获得核心发明专利,是中国稀土永磁材料发展的战略目标;加强资源节约型高丰度、共伴生稀土新型磁性材料的基础研究,扩大高丰度元素在稀土永磁材料中的应用,实现稀土资源的高效平衡利用已成为中国当前和未来稀土磁性材料领域最重要的发展方向之一;围绕烧结钕铁硼磁体产业化过程中相关基础科学问题和关键可控制备技术开展研究,为中国稀土永磁产业提供支撑,仍然是今后十分重要的研究课题;针对高能效微型、小型精密电机等的应用需求,研究低重或无重稀土的细晶烧结磁体以及高性能各向异性粘结稀土永磁体,开发磁体的制造和应用技术,也是中国稀土永磁材料发展的新经济增长点。

（2）新型稀土磁热效应材料

磁制冷技术具有庞大的市场需求,一旦应用将对中国的能源节约和环境保护发挥巨大作用。目前,磁制冷材料是继稀土永磁材料之后被认为最具应用前景的磁性稀土功能材料。加强稀土-过渡族金属间化合物的结构、相变、磁性和磁热效应研究,探索新型磁制冷材料,加快磁制冷工质和磁制冷技术研究,发展完全环保和本征高效的新型制冷技术,实现磁制冷技术的实质性应用,这些工作既具有重要意义也存在巨大挑战。

（3）新型稀土高频磁性材料

利用平面各向异性的稀土磁性材料能够突破传统Snoek极限限制的特性,探索能够用于微波通讯器件、电磁吸波和抗电磁干扰的高性能GHz微波高磁导率材料,不仅能为实现稀土资源的综合利用提供一条极具价值的有效途径,而且对中国的信息通讯、国防安全、航空航天等领域具有十分重要的战略意义。

（4）稀土多铁性与磁电耦合材料

多铁性与磁电耦合效应蕴含了深刻的科学内涵,稀土多铁性与磁电耦合材料具有巨大的应用潜力,相关问题的研究是当前基础物理和材料科学领域极为关注的热点。稀土元素在多铁性材料的合成以及磁电耦合作用的调控方面起着关键作用,大量已知的多铁性材料中都包含稀土元素,具有室温下优良磁电耦合性能的材料还很稀缺。积极探索新型稀土多铁性材料,加强磁电耦合效应的物理研究以及应用器件的开发,是未来稀土磁性材料中的重要研究方向。