低温热处理增强α-Fe／Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金磁性能的机制研究

采用X射线衍射分析、透射电子显微镜、振动样品磁强计研究了经400℃低温热处理前后对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5非晶合金的非晶微结构、晶化后纳米复合永磁体的组织结构及磁性能的影响规律。结果表明,非晶合金直接于750℃退火后软磁α-Fe相和硬磁Sm2(Fe,Si)17Cx相的尺寸分别为50.6和20.6nm,体积分数分别为71.1%和28.9%;而经400℃热处理后复纳米晶组织结构中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶粒尺寸分别改变为36.5和24.4nm,体积分数分别为76.7%和23.3%,磁交换耦合作用明显增强。径向分布函数计算表明,低温热处理优化了非晶合金的短程有序范围、配位数和最近邻原子间距等微结构参数,改变了原始态非晶合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是细化α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因。

Sm5Fe80Cu1Zr3．5Si5B3C2．5非晶合金晶化动力学的研究

利用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计和差热分析研究了非晶Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5合金中α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米相结构的形成过程、磁性及其晶化动力学。XRD结果表明,随着退火温度的升高,Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5非晶合金先后析出软磁相α-Fe和硬磁相Sm2(Fe,Si)17Cx;当经高温750℃晶化退火后,经Scherrer计算得到合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx的晶粒尺寸分别为65.5和22.1nm,其矫顽力增加到58.11kA/m,剩磁为0.967T。晶化动力学分析发现,这种具有较低初始晶化激活能和阶段生长激活能的晶化行为是导致α-Fe相晶粒生长过于粗大和合金中α-Fe和Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米磁体磁耦合性能较差的根本原因。

Sm_2Fe_(17)C_x化合物的磁性能

本文介绍用x射线衍射、热磁分析及超导量子干涉磁强计对铸态Sm2Fe（17）Cx化合物的结构特性和磁性能进行的系统研究，其中0≤x≤1．5。晶体结构研究表明，三元系碳化物形成三角晶Th2Zn（17）型结构，在室温下晶格常数随x增高而增大，从而证明碳以填隙方式代换。居里温度随x增高而急剧升高，从X＝0时的TC＝130℃到X＝1．5时的Tc＝247℃。在2：17结构中引入填隙碳原子能导致Sm2Fe（17）Cx化合物的磁晶各向异性的剧变．K1值随x增高而增大，并且会出现易面各向异性向易轴各向异性的转变。