SmCo5基复相薄带磁体的微结构与磁性能

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SmCo5磁体因具有高磁晶各向异性、高居里温度以及优异的热稳定性等优点而受到广泛的关注。本文以高各向异性场的SmCo5相为基体,引入分解型合金进行成分优化设计,利用分解型合金的相变及其与SmCo5相的相互作用构建新的SmCo5基复相微结构体系,以期开发新型永磁体。本文通过在SmCo5合金中添加Al-Cu-Fe合金,及在SmCo5合金中添加Cu并与Alnico5合金复合,利用电弧熔炼、熔体快淬以及退火工艺制备了SmCo5+x wt%Al-Cu-Fe(x=0,3,5,7)与SmCo5-yCuy(y=0,0.1,0.3,0.5)+5 wt%Alnico5多相复合型薄带,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动样品磁强计及综合物性测量系统等仪器,研究了快淬速度、合金成分、退火工艺对薄带微结构与磁性能的影响。试验结果表明,在以40 m/s速度快淬的复合薄带中,随Al-Cu-Fe合金含量的增加,薄带的矫顽力先升高后降低,磁化强度逐渐升高,并在x=3时,薄带具有最佳的磁性能,即Hc=17.6 kOe,Mr=39.1 emu/g,M2T=45.2 emu/g。随快淬速度的提高,分别以10 m/s、25 m/s和40 m/s速度快淬的SmCo5+3wt%Al-Cu-Fe薄带的晶粒尺寸逐渐减小,矫顽力和磁化强度都逐渐升高,并以40 m/s速度快淬制备的薄带具有最佳的磁性能。以40 m/s速度快淬的SmCo5+3 wt%Al-Cu-Fe薄带在600°C退火处理30 min时,薄带获得了最佳的磁性能,即Hc=29.7 kOe,Mr=37.1 emu/g,M9T=46.7 emu/g,此时,分布在薄带晶界处的Sm2Co17、Al9Co2、Al13Co4和Sm2Co7相对Sm(Co,M)7主相磁畴壁的移动起到了钉扎作用,提高了矫顽力。研究了Cu含量对以40 m/s速度快淬的SmCo5-yCuy(y=0,0.1,0.3,0.5)+5wt%Alnico5复合薄带的微结构和磁性能的影响,发现薄带的矫顽力和磁化强度均随Cu含量的增加表现出先增加后降低的趋势,在y=0.3时,薄带获得最优的磁性能,即Hc=24.6 kOe,Mr=55.9 emu/g,M9T=69.1 emu/g。SmCo4.7Cu0.3+3 wt%Alnico5快淬薄带在600°C退火处理30 min后,薄带获得了更佳的硬磁性能,即Hc=30.1 kOe,Mr=41.6emu/g,M9T=54.2 emu/g。
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