2:17型钐钴永磁合金的时效处理工艺研究

2：17型SmCo永磁因其磁性能高、居里温度高、剩磁温度系数低、耐蚀性及热稳定性好而在永磁材料中具有不可替代的作用，在高温及要求低温度系数领域有着广泛的应用。时效工艺是提高2：17型SmCo永磁体磁性能的关键技术。为深入研究2：17型SmCo永磁体的时效工艺与磁性能及微观结构的关系，作者通过对同一成分合金和不同成分合金的时效工艺的设计，运用扫描电镜分析、x-射线衍射分析、透射电子显微分析、能谱分析等现代分析手段，开展了大量的实验工作，对影响磁体磁性能的时效工艺因素进行了充分的理论分析。 研究了时效处理工艺对磁体的显微组织及磁性能的影响。实验结果表明：时效处理对同一成分合金的密度和剩磁基本没有影响，对矫顽力和磁能积有较大影响；合金经时效后由单相固溶体分解为1：5相和2：17相，矫顽力得到提高；时效温度越高，胞状组织形成得越快，而且胞状组织的尺寸越大，合金矫顽力越高；高温时效生成的片状相为低温时效时元素的迁移提供了路径，因此通过等级时效合金的磁性能得到提高；合金在等级时效过程中，冷却速度影响合金的磁性能，所研究成分的合金，等级时效的最佳冷却速度为0.5℃／min。 利用透射电子显微镜对制得的高矫顽力磁体的显微组织进行了分析，分析表明：经时效后的高矫顽力的2：17型SmCo合金的微观组织为胞状组织，胞内为菱方结构的2：17相基体，胞壁为六方结构的1：5相，片状相具有2：17型六方结构，基体相与胞壁相两相是共格的关系，片状相位于基体的内部；胞状组织呈菱形，很薄的1：5H胞壁相均匀地包裹在2：17R基体相的周围，每一个2：17R相的颗粒被1：5H相的薄层包围着，各个胞彼此是孤立的，合金的这种均匀完整的胞状显微组织是合金获得高矫顽力的必要条件；胞状组织的尺寸大小和各元素在各相中的分布是决定矫顽力大小的关键因素。 最后研究了Cu、Zr两种成分对时效工艺的影响，结果表明：Cu含量高的合金达到矫顽力最大值所需的时效时间短；在一级等温时效中，Zr含量高的合金的矫顽力对时效时间不是很敏感，而在两级时效中Zr含量高的合金对时效时间很敏感。Zr含量高的合金在第一级时效过程中形成的片状相较多，由于片状相的形成影响了时效过程的进行，所需的第一级时效时间较长；在第二级时效过程中片状相为元素的迁移提供了路径，加快了时效过程的进行，使得矫顽力提高很快。

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