钐铁氮系永磁材料因其具备相对均衡且优异的性能优势被广泛研究,而含氮钐铁粉体已成为制备钐铁氮系永磁材料的基础原料。文章以含氮钐铁粉体为聚焦点,从理论和实验两方面,对钐铁氮或含氮钐铁粉体的制备与微观结构进行研究。依据EET计算建立了Sm2Fe17N3的价电子结构,确定了晶体的9种原子的量子态,即:Fe(c1):A17、Fe(c2):A16、Fe(c3):A15、Fe(f):C3、Fe(h):C5、Fe(d):A8、Sm(c):7、Sm(a):7、N(e):3。计算出晶体的磁矩为51.8706 Bμ,最强键能为110.1311 k J/mol,结合能为14716.8±Δ13.7 k J/mol,居里温度为748.55 K。价电子角度分析:Sm2Fe17N3的高磁矩和高居里温度均由晶体中,属丙类杂化并携带较多的磁电子数目的Fe(f)和Fe(h)原子提供。结合能低是Sm2Fe17N3稳定性好的本质原因,而晶体中由Fe(c1)、Fe(c2)和Fe(c3)形成的12对键上分布的共价电子数决定结合能的高低。N原子在晶体中成键的键能值较低,即普遍在1 k J/mol左右,导致Sm2Fe17在低温易氮化的同时,也容易发生含氮钐铁相的分解。同时N原子成键的键距较长,是渗氮后Sm2Fe17晶胞体积增长的本质。实验表明:制取含氮粉体的最佳雾化和腔室压力分别为3 MPa和0.3 MPa,并确定粒径40μm以下的粉体最优,此时SDAS小于0.6μm,冷却速率在106 K?s-1以上,渗氮量至1.58%,且相对占比约90%。氮化前粉体主要由α-Fe、Sm2Fe17和Sm Fe9相组成,氮化后相组成为α-Fe、Sm Fe9、Sm2Fe17Nx和Sm Fe9Nx。粒径的减小显著改善粉体形貌,如:光滑度、平整度等,使内部结构由基体和粗大枝状晶两部分组成,转变成为一种致密型针状晶或等轴枝晶,且不受氮化过程的影响。同时,N元素可以从粉体表面的任意位置反应并向内部均匀扩散,直至完全渗透至整个颗粒,Sm、Fe、N元素均达到完全均匀化分布的状态,若适当调整氮化条件,可增加N元素的分布密度,宏观上即表现为氮含量的升高。图35幅;表17个;参82篇。