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SmFeN系永磁材料具有优异的磁性能和良好的温度稳定性,但目前仍没有实现高效制备的方法。雾化法具有高效快速制备优质粉体的优点,为SmFeN永磁材料的生产提供了一条新途径,其中关键步骤之一是钐铁合金雾滴的氮淬过冷骤凝过程。本文通过理论模型的建立分析高压环境雾滴的冷却阶段,并进行热态实验,研究氮化前后钐铁合金的微观组织、相结构等,从独特的角度,对气雾化条件下钐铁合金熔滴的氮淬过冷骤凝进行预测,为研究气雾化法制备SmFeN粉体的控制工艺奠定基础。理论研究表明在钐铁合金液滴雾化的冷却凝固过程中,对于尺寸相同的雾滴,升高环境压力可使雾化液滴在0.0002s或更短的时间内以更大的对流传热系数进行传热,增大冷却速率,形核过冷度有缓慢增大的趋势;液滴尺寸减小,冷却速率和形核过冷度明显增大,直径50μm以内的液滴的冷却速率达106K/s,形核过冷度达200℃以上。在实际的雾化过程中,高压操作有利于在破碎阶段细化雾滴粒径,从而在随后的凝固过程中显著提高冷却速度,增大形核过冷度。热态实验结果表明采用熔体旋淬法制备快淬态钐铁合金的冷却速率在105K/s-106K/s,与气雾化的冷却速率在同一范围内;将含钐30%的钐铁原料在常规冷却条件下凝固得到的合金中具有α-Fe、SmFe3、SmFe2和Sm2Fe17四种物相,但在快淬条件下,钐铁合金中不存在α-Fe,冷却速率增大至5×105K/s,SmFe3相消失,合金中只剩下SmFe2和Sm2Fe17,冷却速率达到约7×105K/s时,快淬钐铁中出现非晶,非晶含量随冷却速率的升高而增多;氮化处理后,合金中有Sm2Fe17Nx生成,部分N原子进入非晶态钐铁并均匀分布,非晶相发生了部分晶化。经DSC热分析,合金的玻璃态转变温度在435℃左右,晶化起始温度Tx为450℃,晶化峰温度Tp约为520℃;快淬钐铁的贴辊面和自由面在氮化前后均存在很大差异,渗氮后表面析出含氮化物的白色物质。