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在稀土-过渡金属合金中,Sm-Co合金体系因具有良好的内禀磁性能而成为新型高性能永磁合金的首选稀土合金体系。然而,现有的Sm-Co永磁合金体系依然不能满足航空航天领域紧迫需求的使用温度达到甚至超过500℃的要求。本研究组开发出创新的纳米化技术路线制备得到系列纳米晶Sm-Co亚稳相合金,展现出良好的室温和高温磁性能,具有重要开发潜力。本文在研究组已有的对二元纳米晶Sm-Co亚稳相合金的研究基础上,优选了合金元素Hf和多壁碳纳米管(CNTs)作为掺杂元素,系统研究了合金元素对纳米晶Sm5Co19合金和纳米晶SmCo9.8合金的晶体结构、显微组织及室温和高温磁性能的影响。 制备得到的纳米晶Sm5Co19Hfx(x=0.2~0.8)、Sm5Co19CNTsx(x=0.1~0.8)和Sm5Co19Hf0.4CNTsx(x=0.1~0.6)系列合金主相均为菱方结构的5∶19R相,研究表明Hf占据晶体结构中的Sm原子空位,多余的Hf会以单质形式存在于基体中;而CNTs则以填隙原子或晶界相的形式存在于基体中,当CNTs过量时会与Sm生成Sm2C3相,导致Co相析出。系列合金的室温磁性能分析表明,CNTs加入能显著提高纳米晶Sm5Co19合金的矫顽力,同时不会使饱和磁化强度下降太多;而Hf对纳米晶Sm5Co19合金矫顽力的提高作用有限且会使合金的饱和磁化强度显著下降。制备的系列合金中纳米晶Sm5Co19CNTs0.3合金的矫顽力高达47.13kOe,高温磁性能测试分析表明该合金在各个温度下的矫顽力均明显高于纳米晶Sm5Co19合金,矫顽力温度系数也优于纳米晶Sm5Co19合金,且保持较高的居里温度,表现出优异的高温磁性能。针对该合金的600℃退火实验发现,退火后合金组织更为均匀,磁滞回线方形度明显改善,饱和磁化强度、剩磁以及最大磁能积等显著提高。 制备得到的纳米晶SmCo9.8-xHfx(x=0.2~0.4)系列合金,由于在熔炼过程中有Co相析出,造成烧结时析出的Co相与添加元素Hf反应合成Co23Hf6相,未能得到单相SmCo9.8结构的合金,使得制备合金的主相为2∶17R和Co23Hf6。磁性能研究表明,该合金的矫顽力随添加元素Hf增多而降低,当Hf适量时矫顽力降低不明显,同时改善合金的剩磁比,从而有利于合金最大磁能积的提高。