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由于Sm元素性质活泼,在高温极易挥发和氧化,常规的方法制各富Sm型Sm-Co合金极难保证物相纯净的同时解决好氧化的问题。受到制备技术的限制,对富Sm型Sm-Co合金块体材料的研究报道非常少,尤其对单相富Sm型Sm-Co合金块体的研究更是未见报道。针对富Sm型合金的特点,本文提出了富Sm单相Sm5Co2纳米晶合金块体和主要成分为Sm3Co纳米晶合金块体的制备方法。首先采用磁悬浮熔炼技术多次熔炼方法制备出单相Sm5Co2和主相为Sm3Co的粗晶合金,其次利用高能球磨工艺获得Sm5Co2和Sm3Co非晶态合金粉末,最后利用放电等离子烧结制备得到纳米晶结构的Sm5Co2和Sm3Co合金块体材料。 分别对富Sm的Sm-Co粗晶和纳米晶合金物性、热力学特性、力学性能和磁性能进行系列的测试获得基础数据。对纳米晶组织进行全面的透射电镜显微结构分析,结合使用TEM、HRTEM和SAED选区电子衍射仔细研究纳米晶界与相界的微观特征。通过比较同种成分的粗晶和纳米晶合金的组织结构和性能的差异,研究分析纳米尺度效应对富Sm型Sm-Co合金的结构、相稳定性和性能的影响。根据Sm5Co2和Sm3Co的原子占位信息,结合其纳米晶合金的XRD测量结果,构建了纳米晶Sm5Co2和Sm3Co单胞晶体结构模型。 制备的纳米晶合金晶粒尺寸细小,分布均匀,晶体结构与同种成分的粗晶合金相同。对制备的Sm5Co2和Sm3Co纳米晶合金分别进行了磁性能和力学性能测试。结果表明,与同种成分的粗晶合金相比,纳米晶合金表现出较好的磁特性,具有良好的综合磁性能:力学性能也呈现不同程度的增加:Sm5Co2纳米晶合金的显微硬度和弹性模量分别达到5.25GPa和68.4Gpa,比对应粗晶试样分别增大6.7％和8.7％;Sm3Co纳米晶合金的显微硬度和弹性模量分别达到4.87GPa和63.7Gpa,比相应粗晶试样增大8.7％和13.3％。此外,还对粗晶和纳米晶Sm5Co2和Sm3Co的热力学性质进行了系统的定量化研究。 Sm5Co2和Sm3Co粗晶和纳米晶材料的制各和基础性能研究结果,填补了目前Sm-Co体系粗晶和纳米晶富Sm型领域的基础数据的空白,尤其为纳米尺度下Sm-Co合金化合物基础性能数据库提供了重要的结构和性能数据。通过对富Sm型Sin-Co粗晶和纳米晶磁性能、力学性能、热力学性质及其实际应用等的分析,为后续深入研究富Sm型的Sm-Co合金的结构和性能给出了科学性指导,并提供了重要的技术路线。