【摘 要】
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近些年来,掺杂合金成分和改变热处理工艺一直是提高SmCo5合金磁性能的有效手段和研究热点,添加单一合金元素的研究也越来越多,而如何将多元合金元素同时进行掺杂较少有人研究。本论文首先研究了Fe-15Ni-3Al-1Ti（FANT）合金的相组成和磁性能,然后以高各向异性的SmCo4.7Cu0.3合金为基体,利用FANT四元合金掺杂方式进行成分优化,以制备出性能优良的SmCo5基永磁材料,并对其相组成、
【基金项目】
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国家自然科学基金（51671078）；
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近些年来,掺杂合金成分和改变热处理工艺一直是提高SmCo5合金磁性能的有效手段和研究热点,添加单一合金元素的研究也越来越多,而如何将多元合金元素同时进行掺杂较少有人研究。本论文首先研究了Fe-15Ni-3Al-1Ti（FANT）合金的相组成和磁性能,然后以高各向异性的SmCo4.7Cu0.3合金为基体,利用FANT四元合金掺杂方式进行成分优化,以制备出性能优良的SmCo5基永磁材料,并对其相组成、微观结构和磁性能等进行了研究。结果表明,铸态FANT合金在900℃退火10 h后发生调幅分解,生成Fe7Ni3型和α-（Fe,Ni）型两种体心（bcc）结构相。以10-40 m/s速度快淬制备的初始薄带由bcc结构相组成,薄带的饱和磁化强度从188.9 emu/g（10 m/s）先降低到149.7 emu/g（25m/s）后增加到214.7 emu/g（40 m/s）。初始薄带经500-800℃退火0.5 h后,薄带主相均为bcc结构的Fe7Ni3型相,而40 m/s的薄带在800℃退火后生成面心立方（fcc）结构的（Fe,Ni）相。初始薄带在500℃退火后呈现等轴晶,而40 m/s薄带在800℃退火后则是呈现块状fcc-（Fe,Ni）嵌入基体相组成。40 m/s薄带在600℃退火获得最大的M2T=248.5 emu/g。以40 m/s速度制备的SmCo4.7Cu0.3+x wt.%FANT（x=1,3,5）薄带由Sm（Co,M）5相发生调幅分解形成的Sm（Co,M）5和Ce（Co,M）5型两种1:5相组成。随着合金添加量从x=1增加到x=5,初始快淬薄带的矫顽力和饱和磁化强度先增加后减少,x=3的薄带获得最大矫顽力,Hc=23.9 k Oe。x=5的薄带在500-700℃退火30 min后主相仍为调幅分解产生的两种1:5相;500℃退火薄带获得最大的Hc=25.9 k Oe,最大的Mr=55.9 emu/g;700℃退火薄带获得最大的M2T=73.8 emu/g,比初始快淬薄带提高了11%。SmCo4.7Cu0.3+x wt.%FNAT（x=1,2,3）退火铸锭高能球磨40 h后变为非晶态。将球磨粉末块体在600℃退火0.5 h后,合金中形成了大量的fcc-Co相,x=2时退火粉末块体获得最大Hc=3051.3 Oe,x=3时获得最大M2T=100.1 emu/g。粉末块体在600℃和5 k Oe磁场下热处理0.5 h后主要由Sm（Co,M）7、fcc-Co、Sm（Co,M）5、Co7Fe3相组成,在磁场热处理过程中形成了明显的＜001＞择优取向。磁场热处理后块体的矫顽力、剩磁与剩磁比显著提高,x=2时获得最大矫顽力Hc=9458.4 Oe,最大剩余磁化强度Mr=43.4 emu/g,最大剩磁比Mr/M2T=0.63。通过对同一成分不同状态的合金磁性能对比发现,无论FANT合金添加量为多少,退火总是使得粉末块体的磁化强度升高的幅度最大,磁场热处理总是使得块体矫顽力提高幅度最大。
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