SmFeN系粘结永磁材料因其所具有的优异磁性能和易加工性能,被广泛应用于信息、电子、能源、生物等诸多领域。优异的磁粉是获得SmFeN系粘结永磁体的原料基础。传统的SmFeN粉体制备多采用机械破碎的方式,存在制粉时间长、成本高、易造成粉体氧化等缺陷,已经成为钐铁氮永磁材料制备的技术瓶颈。这就需要探索新的SmFeN粉体制备工艺,进而研究粉体的凝固过程、组织结构和氮化机理,为该体系磁性材料的应用奠定基础。本文将具有熔滴冷却速率快、粉体纯净度高等优点的气雾化技术引入到SmFeN粉体的制备工艺中,通过建立雾化钐铁合金熔体流场的数值模型,分析了熔体液流雾化过程中各个雾化参数对钐铁（氮）粉体粒径的影响;研究了钐铁合金熔滴冷却速凝后的组织结构,揭示了速凝钐铁合金熔滴微观结构的演变规律;通过建立Sm₂Fe₁₇和Sm₂Fe₁₇N₃晶体价电子结构,从微观层面揭示了N在晶体中的作用。高压气雾化钐铁合金的研究表明,雾化气体不同,制得的钐铁合金粉体形貌差别很大。用N₂雾化钐铁合金时,粉体球形度较差,主要呈片状,颗粒尺寸较小,平均粒径在50μm以下;经Ar雾化钐铁合金得到的粉体,球形度较高,粒度分布较宽,从几十微米到几百微米不等。雾化气体压力和腔室压力对粉体尺寸有不同的影响,雾化气体压力恒定不变,腔室压力由0.4MPa提高到0.6MPa时,得到的粉体平均粒径由637.471μm降低到572.911μm,降低了10%;腔室压力恒定,雾化气体压力由1.5MPa提高到2.0MPa,制得的合金粉体平均粒径降低了2%;其他雾化参数不变,喷铸压力由0.6MPa增加到0.8MPa,得到粉体平均粒径变化不大,分别为560.827μm和558.473μm。常压雾化得到的粉末中含Sm量为20%左右,与母合金中Sm元素含量24%相比较,挥发量达到了约17%;调整腔室压力为0.4MPa,得到的钐铁合金粉末中Sm元素含量为23.67%,与雾化前母合金中元素含量基本一致。这就说明雾化腔室压力的提高可以有效抑制Sm元素的挥发。钐铁合金液滴凝固过程中,熔滴尺寸越小,凝固形成的粉体越细小,球形度越高,表面就越光滑。另外,颗粒尺寸的减小还会引起粉体颗粒的表面凝固组织细化,钐铁粉体粒径D与粉体表面的二次枝晶间距λ₂之间满足λ₂=0.027D-0.105。对N₂雾化制得钐铁合金粉体进行了XRD物相分析,结果显示,Sm₂Fe_l7的晶体衍射峰向小角度发生了偏移,这就说明氮元素在气雾化的过程中与钐铁合金熔滴发生了反应,使粉体的物相结构发生了改变,得到了含氮钐铁合金粉末。从冷却速率对速凝钐铁合金微观结构影响的研究发现,当冷却速率由1.76×10⁵K/s增大到9.29×10⁵K/s时,钐铁合金凝固组织中粗大的晶粒明显细化,表现出粗大晶粒向微晶再向非晶与晶体共存的微观组织演变规律。当冷却速率高于8.68×10⁵K/s时,速凝钐铁合金薄带的X射线衍射峰中出现了双相（晶体与非晶）衍射图谱,说明此时钐铁合金薄带中含有部分非晶合金。对冷却速率为9.29×10⁵K/s条件下,由快速凝固制得的钐铁合金进行420℃氮化处理,结果发现N原子进入到了非平衡态钐铁合金中,形成了以Sm₂Fe₁₇N_x和α-Fe为主相的晶态与含氮非晶态共存的复杂多体化合物,渗氮量达到了4.155%。结合固体与分子经验电子理论（EET理论）,建立了Sm₂Fe₁₇和Sm₂Fe₁₇N₃晶体的价电子结构,计算得到Sm₂Fe₁₇N₃的居里温度为748.55K,与文献报道的T_C=746K基本一致,验证了Sm₂Fe₁₇和Sm₂Fe₁₇N₃晶体价电子结构的正确性。继而,利用该晶体的价电子结构对钐铁（氮）合金中氮的作用机制进行了分析,发现N原子伴随着雾化熔滴速凝的过程进入到Sm₂Fe₁₇中,会破坏掉最不稳定的Sm-Sm键,形成SmN化合物;或与SmFe键结合形成SmFeN化合物;而作为主干键的第α=1的Fe-Fe键,因其键能最大、最稳定,所以会以α-Fe形式存在,最终形成的含氮钐铁合金物相结构主要为Sm₂Fe₁₇N_x、SmN以及α-Fe相。N原子的渗入使两个Fe原子之间形成的共价键理论键距增加了3%-6.9%,N原子也均以较长键距的成键原子对形式存在,导致N原子进入钐铁合金中晶胞体积发生了膨胀。