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稀土永磁Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z在高温永磁材料领域具有不可替代的作用,在国防和军工领域的应用前景广阔。为了制备最高使用温度达到500℃的稀土永磁Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z,本论文采用粉末冶金工艺制备烧结Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z磁体,借助扫描电镜、X射线衍射仪、电子能谱仪、偏光显微镜、磁性能测试等现代分析手段,开展了大量的实验研究和理论分析。研究了粉体粒度对烧结Sm(Co0.72Fe0.15Cu0.1Zr0.03)7.5磁体的磁性能及微观组织结构的影响。结果表明:当合金粉体的平均粒度为4.60μm,烧结温度为1215℃时,制备的磁体的致密度较高、磁性能最佳。
研究了烧结工艺条件对烧结Sm(Co0.72Fe0.15Cu0.1Zr0.03)7.5磁体的磁性能及微观组织结构的影响。结果表明:(1)在1180~1200℃范围内真空预烧30min,随着预烧温度的提高,磁体的气孔逐渐减少,致密度逐渐增加,晶粒尺寸逐渐降低,剩磁Br、内禀矫顽力Hci及最大磁能积(BH)max都逐渐提高。理想的预烧温度为1200℃。(2)在1205~1225℃范围内氩气保护烧结45min,当烧结温度从1205℃增加至1215℃时,磁体的气孔逐渐减少,密度逐渐增加,各项磁性能逐渐增加。当烧结温度从1215℃增加至1225℃时,密度增加较小;晶粒尺寸增大,晶界减少,引起Hci降低;同时由于Sm挥发,Sm含量降低,导致各项磁性能下降。理想的烧结温度为1215℃。(3)在1165~1205℃范围内固溶处理60min,当固溶温度从1165℃增加至1185℃时,2:17H相和Co2Zr相的固溶度逐渐增加,磁性能逐渐提高;当固溶温度从1185℃增加至1205℃时,磁体出现FeCo相,各项磁性能都显著下降。理想的固溶温度为1185℃。研究了Fe含量对烧结Sm(Coba1FexCu0.1Zr0.03)7.5(x=0.09~0.21)磁体的磁性能及高温磁特性的影响。结果表明:低Fe含量的磁体难以获得优良的综合磁性能,增加Fe含量有利于提高Br和(BH)max,但为了获得较高的Hci和较优的温度稳定性,Fe应适量。x=0.15为最佳Fe含量,经最佳工艺制备成的磁体在25℃及500℃时的Br、Hci、(BH)max分别为:0.94T、2276.6kA/m、171.9kJ/m3及0.67T、519.4kA/m、74.5kJ/m3;25~500℃范围内的内禀矫顽力温度系数β为-0.16%/℃,磁体的最高使用温度达到533℃。