10月上旬，关于稀土出口的政策动态再次引发关注。作为“工业维生素”的稀土，被重新推到了国际科技竞争的风口。与此同时，在中国制造业体系中，一种更为先进的激光加工技术——水导激光（Waterjet-Guided Laser，简称WJGL），正悄然改变着稀土材料的加工格局。

一边是战略资源稀土的出口管控，另一边是高端制造领域的技术自立。稀土与水导激光的结合，正成为中国在材料制造与精密加工领域的新突破口。

稀土元素共17种，包括15种镧系元素以及钪（Sc）和钇（Y）。这些元素广泛应用于永磁体、发光材料、催化剂和光电元件，是现代高端制造不可或缺的基础材料。

然而，稀土材料虽性能优异，却难加工。无论是钕铁硼磁体、铈氧化物陶瓷，还是稀土掺杂光学晶体，普遍具有高硬度、高脆性、高价值等特征。传统机械加工方式（如磨削、放电、线切割）存在热损伤、边缘崩裂、表面氧化等问题，难以满足高端器件对精度和质量的要求。

在这一背景下，水导激光这一兼具“冷加工”与“精密切割”特征的技术，成为解决稀土加工难题的关键手段。

水导激光是一种激光束通过细微水射流进行传输和聚焦的先进加工技术。其核心原理是：高压水流在微细喷嘴中形成稳定液柱，激光通过这一液柱传播至工件表面，在局部实现高能量密度的照射与材料去除。

相比传统激光切割，水导激光具有以下独特优势：

水导激光技术已成熟应用于航空发动机叶片、陶瓷复合材料等高价值工件的无损加工，如今正逐步延伸到稀土功能材料领域。

稀土元素因其独特的电子结构，具备多种特殊的物理、化学和磁学性质，使其成为高性能材料和先进技术的核心原料。无论是在信息技术、新能源、国防安全，还是环境保护领域，稀土都发挥着举足轻重的作用。稀土是制造高性能永磁材料的关键，广泛应用于电动汽车、风力发电机、智能手机和硬盘驱动器等，推动了能源转型和信息技术的发展。此外，稀土还被用于光学材料、激光设备和医疗器械等高端领域，提升产品性能和功能。

钕铁硼磁钢性能优异，但其脆性大、易氧化、成本较高以及高温性能有限，是制约其进一步应用和加工的主要难点。传统机械切削或放电加工容易引起退磁、裂纹、毛刺等缺陷，影响磁性能。

经实验验证，采用水导激光切割钕铁硼，可获得以下效果：

Nd:YAG、Er:YVO₄、Yb:YLF 等稀土掺杂晶体是固体激光器的核心增益介质。这些晶体透明度高、脆性强，对加工缺陷极为敏感。使用水导激光进行微槽、划片、端面修整，可实现低损伤、高透光率的成品表面。

相比传统干式激光切割，水导激光能有效防止光学烧蚀、表面雾化及微裂纹产生，为高功率激光晶体模块化装配提供关键技术保障。

稀土功能涂层及其精密制备技术在航空航天动力系统中具有重要的应用潜力。针对燃烧室、高/低压涡轮静子叶片、低压涡轮转子叶片、涡轮外环、尾喷管调节片、密封片以及内椎体等典型热端部件，为满足极端环境下的高温抗氧化、抗水汽腐蚀及抗热冲击要求，研究者将热障涂层（TBC）、环境屏障涂层（EBC）以及稀土改性激光熔覆涂层等先进表面工程技术引入其制造体系中。

其中，热障涂层（TBC） 通常采用 NiCoCrAlY 金属结合层 + Y₂O₃ 稳定氧化锆（YSZ）陶瓷顶层 的双层结构，以实现基体温度降低 150–200 °C 的隔热效果；而在以 SiC/SiC 陶瓷基复合材料（CMC） 为代表的新型轻质耐高温构件上，稀土硅酸盐基环境屏障涂层（EBC）——如 Yb₂Si₂O₇、Gd₂Zr₂O₇ 等——被用于抵御高温水汽和 CMAS（钙镁铝硅氧化物）熔蚀。

同时，在燃烧室衬套、涡轮外环与尾喷管等高热流密度区域，常采用稀土元素（Ce、La、Y）改性的激光熔覆或定向能量沉积涂层。稀土元素在熔覆过程中能够显著细化晶粒、净化界面并提高冶金结合质量；结合水导激光的高能量密度与局部冷却特性，可有效抑制裂纹与气孔的形成，从而获得高致密度与优异耐磨性、抗氧化性及抗热震性能的功能层。

综上，稀土改性热障 / 环境屏障涂层与水导激光精密加工技术的协同应用，为航空航天高温部件提供了一种高效、低损伤、可控的表面防护与寿命延长途径，对提升高性能航空发动机与航天动力系统的可靠性与服役温度具有重要的工程意义。

在荧光体、催化剂载体、发光陶瓷等稀土功能材料中，微孔结构与表面粗糙度直接影响其光学或催化性能。水导激光可在不改变化学成分的情况下，实现微米级孔阵列加工、表面纹理重构，为高性能稀土光电器件提供新的制备手段。

稀土是“中国的核心战略资源”，而水导激光正成为“中国高端制造领域的突破性工艺”。从稀土磁体的精密成型到稀土光电元件的微纳加工，中国正依托资源优势向制造强国加速迈进，水导激光正是这一进程中的关键技术支撑。未来，当稀土材料与水导激光技术深度融合，将为中国制造在高端装备、新能源等领域打开“精准高效加工”的新空间，推动相关产业迈向更高质量的发展阶段。

关于我们

南京中科煜宸激光技术有限公司（以下简称“中科煜宸”）成立于2013年，专注于激光智能制造装备及工艺领域11年。

中科煜宸立足于自主创新，致力于推进先进水导激光设备的国产化开发和本土化服务，现已发布五款（RJ系列：RJ205、RJ303、RJ305、RJ505、RJ1005）标准型水导激光加工设备，覆盖了航空航天和一般工业市场上主流的小、中、大型零件的加工能力。

中科煜宸提供水导激光加工服务全流程解决方案，已与国内众多客户建立了水导激光加工服务合作，工艺团队通过近三年的工艺开发和积累，已建立多金属（铝合金、不锈钢、钛合金、高温合金、铜合金）、复合材料（CFRP、CMC）、带热障涂层的单晶高温合金（TBC）、半导体/陶瓷（SIC、ALN、ZrO2、SIN）、金刚石以及多种脆硬材料（磁钢、钨钢）等材料的工艺数据库，先后突破金属表面粗糙度质量提升和高效加工、复合材料无烧蚀高效加工、热障涂层大倾角和深径比微孔高效加工、大深度金刚石切片、大深度磁钢和陶瓷高效切割等多项技术难题。