稀土永磁材料是当前磁性能最好，应用范围最广和潜力巨大的一类磁性材料。其中，2:17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体因具有磁性能优异、居里温度高、热稳定性强和耐腐蚀等优点，成为了高温应用永磁体的首选，而广泛应用于航空航天、微波器件、高效转轴和高端电机等领域。因此，对于高性能Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体的需求将不断增加，市场潜力增长大。然而，现有Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体仍主要通过传统粉末冶金法制备，其中的磁粉制备过程是以合金铸锭为原料，分别经鄂破、盘磨和球磨破碎成所需磁粉，该方法存在着制备效率低、杂质含量高、粉末易氧化、粉末均匀性差且粒径有限等缺点。因此，改进磁粉的传统制备工艺来获得高性能Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体是一项重要而紧迫的任务。近年来，伴随着制备工艺和技术的不断发展和突破，一些新工艺和新技术已在稀土永磁材料的实际生产中得到完善和应用。其中，以速凝、吸氢破碎和气流粉碎技术为代表的清洁、高效制粉新工艺，业已成为高性能Nd-Fe-B烧结磁体的重要制粉工艺，为高性能烧结磁体的制备提供了良好的基础，在工业生产中得到了规模化应用。然而，该制粉工艺在Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体中却没有得到普遍应用，尽管一些只使用了一到两种这些新技术的研究已经证明了它们的优势。来自于北京工业大学的学者使用速凝、吸氢破碎和气流粉碎相结合的磁粉制备新工艺取代了传统的铸锭+球磨制粉工艺，并通过协同改进其它关键制备工艺获得了性能优异的Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体。本研究发现新的组合策略在提高Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体的磁性性能方面具有优势，通过协同优化速凝铜辊转速、残余氢含量和固溶时间等关键技术参数可以改善磁体的微观结构和磁性能。其中，通过降低速凝过程中的铜辊转速至0.5 m/s可增加单晶颗粒的比例，改善磁体的取向度，进而提高剩磁；残余氢的存在促进了晶粒的长大，使磁体的矫顽力和方形度得到提高。后续通过优化延长固溶时间，进一步发掘了磁粉制备新工艺的优势，24 h的固溶时间可以修复晶粒内部和晶界附近的缺陷，有助于形成清晰和完整的胞状结构，使胞壁相和胞内相之间的Cu元素比值增大至最大值4.1，并显著降低2:17R’中间相的体积分数，从而获得了较高磁性能和方形度的Sm(Co0.65Fe0.28Cu0.05Zr0.02)7.6磁体，磁性能为：Br=11.78 kG，Hcj=17.67 kOe，(BH)max=31.98 MGOe，Hk/Hcj=72.2%。本研究证明了磁粉制备新工艺在原料成分的均匀性、胞状结构的形成、组织缺陷的修复、方形度和矫顽力的改善等方面展现了优势，同时也为Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体的高性能化做了有意义的探索。相关文章以“Combination strategy for high-performance Sm(CoFeCuZr)z sintered permanent magnet: Synergistic improvement of the preparation process”标题发表在Acta Materialia。https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.118901
(资料来源：中国有色金属学会)
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