李大勇 段煥強(qiáng)

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一、稀土永磁材料發(fā)展歷程回顧

稀土永磁材料是以稀土金屬元素與過渡族金屬所形成的金屬間化合物為基體的永磁材料，通常稱為稀土金屬間化合物永磁，簡(jiǎn)稱為稀土永磁。到目前為止，稀土永磁材料經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，第四代稀土永磁正在醞釀之中。

20 世紀(jì)50年代，隨著粉末冶金和液相燒結(jié)工藝開發(fā)與研究的深入，高性能燒結(jié)Sm－Co5永磁體的生產(chǎn)邁入了產(chǎn)業(yè)化階段，第一代稀土永磁材料走向?qū)嶋H應(yīng)用。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們不斷的探尋高性能的稀土永磁材料以滿足工業(yè)日益發(fā)展的需求。1977年，O－jima等人用粉末冶金法制出了（BH）max=30MGOe 的 Sm2（Co，Cu，F(xiàn)e，Zr）17 永磁體，使之成為第二代實(shí)用稀土永磁材料的典型代表。高性能Sm-CO永磁體的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了儀器儀表工業(yè)和其它現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，但由于第一、第二代稀土永磁材料的主要成分為金屬Co，這種材料價(jià)格昂貴，且又是戰(zhàn)略物資，因此，第一和第二代稀土永磁的工業(yè)化生產(chǎn)和市場(chǎng)擴(kuò)展都受到了限制。

20 世紀(jì) 70年代，Clark等人發(fā)現(xiàn)將TbFe2化合物做成非晶態(tài)并退火后其矯頑力可大大提高，這啟示人們將R-Fe化合物做成非晶態(tài)，然后通過熱處理析出非平衡的新相來實(shí)現(xiàn)磁硬化。80年代初，科學(xué)家先后采用快速凝固技術(shù)系統(tǒng)地研究了Nd-Fe二元系合金的磁特性。后來又向合金加入B元素，其目的是獲得非晶態(tài)的Nd-Fe合金，卻意外地發(fā)現(xiàn)這種三元合金具有較高的矯頑力，且居里溫度Tc也高，這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了稀土永磁材料研究的熱潮。

與釤鈷合金不同，Nd-Fe-B永磁材料用豐富廉價(jià)的鐵取代了緊缺昂貴的鈷，大大減少了對(duì)Co的依賴，大幅度地降低了成本。更重要的是它具有磁性能高，機(jī)械力學(xué)性能好，性價(jià)比高（為Sm-Co永磁材料的140%）等優(yōu)點(diǎn)，因而在當(dāng)今磁性材料領(lǐng)域成為一枝獨(dú)秀，成為第三代永磁材料。

從物理特性上看，Nd-Fe-B永磁體有其固有的弱點(diǎn)，特別是居里溫度不高，矯頑力的溫度系數(shù)大難以應(yīng)用于高溫領(lǐng)域，另外還存在溫度穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較差等問題。因此，自20世紀(jì)90年代以來，磁學(xué)工作者在不斷改進(jìn)Nd-Fe-B系稀土永磁材料性能的同時(shí)，也在探索其它新型的鐵基稀土永磁材料，主要側(cè)重在以下幾個(gè)方面：

①R2（Fe，M）17Ny、R2（Fe，M）17Cy 等間隙稀土化合物的研究。

②3:29 型 R3（FeM）29（Ti，V，Mo 等）化合物及其氮化物的磁性能研究。

③具有 ThMn12 型結(jié)構(gòu)的 R（Fe，M）12（M=Ti，V，Mo，si）化碳、氮化合物以及 1:7 型的碳、氮化合物的結(jié)構(gòu)與磁性研究。

④高性能的納米復(fù)合永磁材料研究。

二、Sm-Fe-N稀土永磁材料發(fā)現(xiàn)

由于在R-Fe二元系中，R2Fe17化合物的Ms點(diǎn)普遍較高，穩(wěn)定性好，并且富鐵，因而長(zhǎng)期以來，一直為永磁材料工作者所關(guān)注。但遺憾的是在二元R2Fe17化合物中，F(xiàn)e-Fe原子間距過短，他們具有反鐵磁交換作用，從而導(dǎo)致R2Fe17化合物的Tc不高（110～119℃），并且多數(shù)是易基面，各向異性場(chǎng)低。因此二元的R2Fe17化合物一直未能成為有實(shí)用意義的永磁體。

隨著時(shí)間的推移，情況發(fā)生了變化。先是發(fā)現(xiàn)稀土金屬化合物能吸收大量的氫，吸氫使其磁性能發(fā)生顯著的變化；接著又發(fā)現(xiàn)用少量的磁性或非磁性元素如Al等部分替代R2Fe17中的鐵，也可提高2:17化合物的Tc；后來又發(fā)現(xiàn)將C原子引入到Sm2Fe17化合物中，不會(huì)改變合金的晶體結(jié)構(gòu)，但使其Tc和Ms均提高，并且將該化合物的易基面轉(zhuǎn)化為易C軸，隨C含量的提高其HA提高，室溫HA可以達(dá)到1.53T。

在這些研究的啟迪下，人們開始考慮能否將Sm2Fe17化合物進(jìn)行改進(jìn)，使之成為具有永磁特征的材料。

在上述基礎(chǔ)上，1990年，作為歐共體"稀土永磁開發(fā)與研究計(jì)劃"首席科學(xué)家Coey采用氣固反應(yīng)法成功地合成了一系列R2Fe17Nx化合物，并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和磁性能作了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)Sm2Fe17Nx化合物具有優(yōu)異的內(nèi)稟磁性能，可作為永磁材料，從而宣告了SmFeN稀土永磁材料的誕生。

Sm2Fe17Nx化合物具有優(yōu)異的內(nèi)稟磁性能 。 它 的 Js可 達(dá) 1.54T，（BH）max 可 達(dá)472.0kJ/m3，完全可以和Nd-Fe-B相媲美；同時(shí)它的各向異性場(chǎng)約為Nd-Fe-B永磁體的3倍；居里溫度比Nd-Fe-B永磁體高160℃，也正因?yàn)槿绱?，Sm2Fe17Nx稀土永磁材料成為了當(dāng)今永磁材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

自Coey等人發(fā)現(xiàn)Sm2Fe17Nx系稀土永磁材料以來，世界各地迅速掀起了研究Sm2Fe17Nx系永磁材料的熱潮，當(dāng)時(shí)世界上有上百個(gè)試驗(yàn)室投入了這方面的研究。但隨后的一系列試驗(yàn)證明這種永磁材料在產(chǎn)業(yè)化道路上并不成功，出現(xiàn)了研究時(shí)冷時(shí)熱的局面。

近幾年來，隨著汽車工業(yè)以及電子電器小型化、輕量化的快速發(fā)展，人們對(duì)永磁體提出了更高的環(huán)境使用溫度和磁性能要求，Sm2Fe17Nx系稀土永磁材料作為一種兼有良好溫度穩(wěn)定性和優(yōu)異磁性能的永磁材料，其潛在應(yīng)用價(jià)值再度引起人們的重視，Sm2Fe17Nx系永磁材料也迎來了新的研究和開發(fā)熱潮。

三、國外Sm-Fe-N稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

目前，歐洲和日本在Sm2Fe17Nx系稀土永磁材料的生產(chǎn)和研究方面處于世界領(lǐng)先地位。

在"稀土永磁開發(fā)與研究計(jì)劃"的支撐下，歐洲以Coey教授為代表的磁材領(lǐng)域的科技工作者在Sm2Fe17Nx的微觀結(jié)構(gòu)、磁性形成機(jī)理，氮化機(jī)理，溫度特性等基礎(chǔ)領(lǐng)域做了大量的研究工作，為Sm2Fe17Nx系稀土永磁材料的誕生、發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，但遺憾的是他們?cè)赟m2Fe17Nx系稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)化方面最終未能有所突破。

日本在Sm2Fe17Nx系稀土永磁材料研究方面雖然起步比歐洲晚，但是有多家在磁材領(lǐng)域技術(shù)力量雄厚的公司和單位，如日本的廣島大學(xué)、日亞化學(xué)工業(yè)公司、日立金屬公司、東芝公司、住友金屬礦山公司、大同電子公司、TDK公司等一直在進(jìn)行Sm2Fe17Nx系永磁材料的研究，在制備工藝、熱穩(wěn)定性、抗氧化、磁性能研究及產(chǎn)業(yè)化等方面研究成果顯著，現(xiàn)在己能規(guī)模化生產(chǎn)高性能的各向同性和各向異性的Sm2Fe17Nx稀土永磁粉及其粘結(jié)磁體產(chǎn)品。2000年，日本日亞化學(xué)工業(yè)公司從一開始就考慮其回收，同時(shí)利用現(xiàn)有的生產(chǎn)鐵氧體的設(shè)備采用還原擴(kuò)散法生產(chǎn)出了Sm2Fe17Nx稀土永磁粉，該磁粉經(jīng)注射成型為粘結(jié)磁體，其最大磁能積（BH）m已達(dá)到103kJ/m3以上，而且熱穩(wěn)定性及耐腐蝕性能好并已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，目前正在進(jìn)一步提高其磁性能，力爭(zhēng)其最大磁能積（BH）max達(dá)到119kJ/m3，。東芝公司采用熔體快淬的法制備（Sm0.7Zr0.3）（Fe0.8Co0.2）9B0.1 的非晶帶，經(jīng)晶化熱處理后可獲得微細(xì)、均質(zhì)的晶粒，破碎后 氮 化 獲 得 （Sm0.7Zr0.3）（Fe0.8Co0.2）9B0.1Nx磁粉，目前該公司已經(jīng)批量生產(chǎn)（BH）max為 123kJ/m3的 Sm-Fe-N磁粉產(chǎn)品。2002年秋大同電子公司批量購買東芝公司的快淬磁粉并將其制備成各向同性粘結(jié)磁體產(chǎn)品，2001年已經(jīng)形成了年產(chǎn)70噸各向同性Sm2Fe17Nx磁體的生產(chǎn)規(guī)模。日立公司研究了多種添加元素對(duì)于改善Sm-Fe-N系化合物性能效果，并詳細(xì)研究了利用氫處理使晶粒細(xì)化效果，發(fā)現(xiàn)通過復(fù)合添加微量Ti和B并控制氫反應(yīng)條件，能有效地抑制α-Fe的形成，并獲得均勻微細(xì)的組織，經(jīng)過粉碎成75μm以下的顆粒，然后在氮?dú)夥罩?23～773K數(shù)小時(shí)氮化處理即可獲得磁特性優(yōu)良且穩(wěn)定的可靠的Sm-Fe-Ti-B-N磁粉。

此外，日本TDK株式會(huì)社在雙相納米晶復(fù)合永磁材料的研制也取得了一定進(jìn)展。該公司最近推出的Sm2Fe17Nx/α-Fe各向同性復(fù)合磁體為納米雙晶磁體，其磁性（剩磁，矯頑力、最大磁能積）可達(dá)到：Br=0.99T、HcJ=656 kA/m、(BH)max=140kJ/m3。該磁粉可以重現(xiàn)的(BH)max達(dá)到96 kJ/m3，用這種磁體粉末制作的粘結(jié)磁體的(BH)max可達(dá)70kJ/m3。

在合金的氮化研究方面，國外的學(xué)者采取了多種先進(jìn)方法進(jìn)行了積極探索。韓國學(xué)者用Sm2Fe17合金作為靶采用從陰極真空濺射法研究了氮?dú)鈮毫?、流速、熱處理溫度等?duì)氮化后合金顯微結(jié)構(gòu)和磁性能影響，發(fā)現(xiàn)熱處理溫度在530℃，氮?dú)馑俾蕿?0%時(shí)Sm2Fe17Nx的矯頑力達(dá)l000Oe，飽和磁化強(qiáng)度達(dá)6500G；巴西科學(xué)家則在流動(dòng)的N2/H2復(fù)合氣體氣氛中等離子體滲氮，增加復(fù)合氣體中玩濃度能夠減少富氮相Sm2Fe17N8和Sm2Fe17N11的量，增加Sm2Fe17N3和α-Fe的含量，當(dāng)H2含量為70%時(shí)Sm2Fe17N3相的含量達(dá)到最大值。

四、國內(nèi)Sm-Fe-N稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

在Sm2Fe17Nx稀土永磁材料在日本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，國內(nèi)不少有遠(yuǎn)見和研發(fā)實(shí)力很強(qiáng)的高校和科研單位，如北京大學(xué)、北京科技大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、四川大學(xué)、鋼鐵研究總院、中科院物理所、中科院金屬所、浙江大學(xué)等也開始著手進(jìn)行了這方面的研究。

北京科技大學(xué)周壽增等采用HDDR法獲得了高矯頑力的各向同性Sm2Fe17Nx永磁粉末，并研究了該法工藝與Sm2Fe17Nx永磁性能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)原始粉末顆粒尺寸、氫處理溫度與時(shí)間以及氮化溫度與時(shí)間對(duì)Sm2Fe17Nx磁粉性能均有較大的影響，當(dāng)原始顆粒尺寸大于10μm時(shí)Br和Hcj均有急劇下降，抽氫時(shí)間小于1小時(shí)，合金再化合不完全，磁粉矯頑力較低；他們還研究了Cr、Ga、Co等微量合金元素的單一添加對(duì)合金性能的影響，發(fā)現(xiàn)Cr、Ga可顯著提高磁粉的矯頑力，而Co則使HCj降低。

另外，北科大胡國輝等采用Sm2O3和Ca、Fe作為原料，1100℃氧化還原 4～7h，然后水洗得到了單相的Sm2Fe17化合物，并采用NH3+H2混合氣體進(jìn)行滲氮處理制備Sm-Fe-N合金粉末，并研究了破碎及球磨過程對(duì)磁性能的影響，指出該過程對(duì)晶粒的損傷和α-Fe的生成是降低矯頑力的主要因素，但這方面的工藝還需要進(jìn)一步研究。

此外，北科大的邱曉峰等利用低溫液氮球磨技術(shù)制備了Sm-Fe合金粉體，采用XRD、HRTEM和惰性氣脈沖-紅外-熱導(dǎo)等方法對(duì)Sm2Fe17合金粉體在液氮球磨過程中的組織演變進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，液氮球磨可加速細(xì)化Sm-F合金粉體。隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)，Sm2Fe17相向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變，降低球磨轉(zhuǎn)速可以延緩非晶的形成過程。液氮球磨過程可實(shí)現(xiàn)同步氮化，縮短Sm-Fe-N磁性材料的制備工藝流程，有望為制備具有高磁性能的Sm2Fe17Nx納米晶復(fù)合永磁材料提供新的途徑。

河北工業(yè)大學(xué)崔春翔教授等也采用HDDR的方法，并系統(tǒng)研究了微量添加元素Zr、Nb、Ti等對(duì)工藝和合金磁性能的影響，指出Nb，Zr和Ti能有效降低合金中α-Fe的含量，其中Zr含量為1%at時(shí)鑄態(tài)組織中基本不含α-Fe，獲得了良好組織的母合金；隨后采用常規(guī)氮化方法發(fā)現(xiàn)對(duì)于直徑為20μm的顆粒，500℃下氮化6小時(shí)效果最佳，溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，Sm2Fe17N3合金會(huì)的分解。

中科院沈陽金屬研究所對(duì)HDDR過程的組成結(jié)構(gòu)的變化以及合金元素Ti對(duì)結(jié)構(gòu)與磁體性能的影響進(jìn)行了比較的系統(tǒng)的研究時(shí)，制備出了磁性能可達(dá)Br=0.81T，HcJ=1670kA/m， （BH）max =103.5kJ/m3 的Sm2Fe17Nx稀土永磁粉末。

總的來說，我國在Sm2Fe17Nx稀土永磁材料的研究方面主要集中在采用HDDR法、傳統(tǒng)粉末冶金法以及還原擴(kuò)散法等與常規(guī)的氮化工藝結(jié)合制備Sm2Fe17Nx磁粉以及微量的一元合金元素的添加等方面，其研究開發(fā)都只停留在實(shí)驗(yàn)室的水平，與國外相比有很大差距，尤其是產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面還是空白，還有較長(zhǎng)的路要走。

五、Sm-Fe-N稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)化主要癥結(jié)

盡管Sm2Fe17Nx系永磁材料的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，并且和第三代永磁體Nd-Fe-B相比，還有很大的挖掘潛力，但迄今為止，Sm2Fe17Nx系永磁材料并未能真正成為有實(shí)用意義的第四代永磁材料。在當(dāng)今的永磁領(lǐng)域，仍然是Nd-Fe-B雄霸天下，這說明在Sm2Fe17Nx系永磁材料的研究和開發(fā)中還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）由于Sm高溫容易揮發(fā)，Sm2Fe17的固熔區(qū)太窄，Sm-Fe母合金的熔煉過程中難以獲得接近正分成分的Sm2Fe17合金。Sm含量過少，得到的合金含大量的α-Fe，甚至不能形成Sm2Fe17相；Sm含量過多，合金則會(huì)形成大量富衫相，這些相的形成均會(huì)降低磁體性能。

（2）難于獲得成分均勻，相組成單一Sm2Fe17相合金。Sm2Fe17相合金是通過包晶反應(yīng)而生成的，在凝固過程中不可避免地存在或多或少的α-Fe、富衫相等雜相，為了消除鑄態(tài)組織中的雜相，往往通過長(zhǎng)時(shí)間的均勻化退火工藝來獲得相組成單一Sm2Fe17相合金。這個(gè)過程既費(fèi)時(shí)又耗能，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過程成本增加，致使Sm2Fe17Nx磁性材料的工業(yè)化大生產(chǎn)受阻。

（3）Sm2Fe17Nx的高溫分解問題還未解決。Sm2Fe17Nx屬于亞穩(wěn)相，在溫度高于600℃時(shí)將發(fā)生分解，且不可逆，即溫度降低也不能再恢復(fù)成Sm2Fe17Nx。因此不能用一般的粉末燒結(jié)法制備Sm2Fe17Nx磁體，只能采用先制備出Sm2Fe17Nx粉末，然后制作粘結(jié)磁體，而粘結(jié)磁體的磁性能普遍低于燒結(jié)磁體的磁性能，所以如何在工藝上有所突破，制備出能在高溫下工作的Sm2Fe17Nx塊狀磁體，是充分發(fā)揮Sm2Fe17Nx永磁體的內(nèi)察磁性能以及能否與Nd-Fe-B磁體競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

（4）Sm2Fe17合金氮化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)很差。Sm2Fe17氮化不同于普通的鋼鐵氮化，要求所有的Sm2Fe17晶粒必須充分氮化，否則未氮化的Sm2Fe17會(huì)作為軟磁相而嚴(yán)重影響Sm2Fe17Nx的永磁性能。另外根據(jù)微磁學(xué)理論，高內(nèi)稟矯頑力必須在晶粒度接近理論單疇粒子尺寸（0.3μm左右）時(shí)才能得到，雖然通過氣流磨制粉技術(shù)等技術(shù)能獲得如此細(xì)的粉末，但粉末過細(xì)，氧含量增加會(huì)惡化磁粉性能。

（5）替代元素的作用尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。自Sm-Fe-N發(fā)明至盡，人們?cè)谘芯苛刷鬊，ⅤB，ⅥB，ⅦB，ⅧB 族元素如 Ti，V，Cr，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta、Mn，Co，Ni 以 及 ⅠB 族 的 Cu和Pr、Ce、Gd等合金元素的添加對(duì) SmFe合金結(jié)構(gòu)以及性能的影響，在某些方面己經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同，但是仍有不少方面尚存在分歧，尤其是添加合金元素采用不同制備方法得到的SmFeN化合物的結(jié)構(gòu)與性能的影響方面尚無統(tǒng)一結(jié)論，有待進(jìn)一步研究。

（6）磁體性能不穩(wěn)定、重復(fù)性差，磁性能和理論值之間存在著較大的差距。制備Sm2Fe17Nx粘結(jié)磁體，需要經(jīng)歷一系列嚴(yán)格而復(fù)雜的工序，由于Sm2Fe17Nx的磁性能對(duì)工藝參數(shù)極為敏感，故重復(fù)性較差；此外，受制備手段、理論研究等多種因素的限制，生產(chǎn)的Sm2Fe17Nx磁粉的磁性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值。

六、高性能Sm-Fe-N稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)

Sm2Fe17Nx內(nèi)稟磁性能幾乎可以與第三代永磁體Nd-Fe-B相媲美，并且具有居里溫度高（Tc=470℃）、溫度穩(wěn)定性好的顯著優(yōu)勢(shì)，完全具備了成為新型永磁材料的條件。但Sm2Fe17Nx的最大缺點(diǎn)是該化合物屬于亞穩(wěn)相，在溫度高于650℃時(shí)完全分解成α-Fe和SmN，因而不能制備出致密的高性能燒結(jié)磁體，只能用來制作粘結(jié)磁體。如將以同種磁粉制成的燒結(jié)磁體的(BH)max作為100%，那么壓縮成型工藝制成的粘結(jié)磁體為60%，而注射成型磁體僅為35%。所以，能否制備出大塊的燒結(jié)Sm2Fe17Nx磁體，是其產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵。

雖然Sm2Fe17Nx遠(yuǎn)沒有達(dá)到商品化的程度，但短短幾年，發(fā)展極為迅速，很有可能成為繼Nd-Fe-B之后的又一代新型永磁體。特別是由于Nd-Fe-B磁體的急速發(fā)展和市場(chǎng)上需求量的猛增，釹資源正面臨枯竭，所以發(fā)展能夠取代Nd-Fe-B的新型永磁體已勢(shì)在必行，同時(shí)為了滿足日益增長(zhǎng)的對(duì)高溫工作環(huán)境的需要，Sm2Fe17Nx的實(shí)用開發(fā)已經(jīng)提上日程。

從商品化生產(chǎn)看，Sm2Fe17Nx永磁體的制備方法和工藝研究受到Sm2Fe17Nx是熱力學(xué)亞穩(wěn)相的嚴(yán)重阻礙，一旦能夠開發(fā)出合適條件的制備工藝，那么就有充分開發(fā)其內(nèi)稟磁性能的可能性，從而大大加快其商品化進(jìn)程。為加速Sm2Fe17Nx的商品化進(jìn)程，今后的研究重點(diǎn)和要求為：

（1）優(yōu)化現(xiàn)有磁粉加工工藝

永磁體在實(shí)際應(yīng)用中，是各種形狀的永磁元件。其特點(diǎn)是批量大、尺寸精度高，要求采用全自動(dòng)成型。因此解決磁粉工藝問題是其實(shí)用化的基本條件。

目前制備Sm2Fe17Nx磁粉及其納米復(fù)合磁粉的制備方法主要有：機(jī)械合金化法、粉末破碎法、熔體快淬法、氫化歧化（HDDR）法等。

其中，機(jī)械合金化法可以制得高矯頑力的各向同性Sm2Fe17Nx磁粉，該法不需要大型的設(shè)備，是一種簡(jiǎn)單的磁粉制造方法，但由于長(zhǎng)時(shí)間的球磨，機(jī)械合金化法極易造成粉末氧化，從而降低磁粉的磁性能，再加上周期長(zhǎng)、能耗大等缺點(diǎn)，限制其在生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。

熔體快淬法制備的Sm2Fe17Nx化合物粉末組織和成分均勻，晶粒細(xì)小，工藝簡(jiǎn)單，有利于工業(yè)化大生產(chǎn)，但由于此工藝條件要求苛刻，大規(guī)模生產(chǎn)有一定困難，如何有效地控制其工藝參數(shù)尚需進(jìn)一步深入探討。

還原擴(kuò)散法利用還原劑還原稀土氧化物，使之成為稀土金屬，再通過稀土金屬與過渡族金屬的互擴(kuò)散直接得到稀土永磁粉末。此法制備Sm2Fe17Nx化合物粉末的優(yōu)點(diǎn)是原料成本低，缺點(diǎn)是實(shí)施起來比較困難。目前日本用此法已經(jīng)獲得了巨大成功并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，但在國內(nèi)進(jìn)展緩慢。

HDDR工藝由于具有設(shè)備簡(jiǎn)單，均勻性好，含氧量低，收得率高，不僅能制備各向同性而且能制備各向異性磁體等特點(diǎn)，是目前具有良好應(yīng)用開發(fā)前景的新型的磁粉制備工藝。但是由于該過程涉及的反應(yīng)眾多，過程和機(jī)理復(fù)雜，尤其是Sm2Fe17合金在HDDR過程中微觀結(jié)構(gòu)演化過程和機(jī)理，以及晶粒細(xì)化機(jī)理尚不完全清楚，所以HDDR法制備Sm2Fe17Nx的工藝還有待進(jìn)一步研究。

雖然實(shí)驗(yàn)室制備的Sm2Fe17Nx永磁性能已經(jīng)獲得了很大的提高，但重復(fù)性差，批量生產(chǎn)性能不穩(wěn)定是目前Sm2Fe17Nx商品化的關(guān)鍵癥結(jié)。第三代永磁體Nd-Fe-B之所以能夠在永磁材料領(lǐng)域占據(jù)統(tǒng)治地位，與其工藝成熟不無關(guān)系。Sm2Fe17Nx的產(chǎn)業(yè)化化應(yīng)該以現(xiàn)有工藝為基礎(chǔ)上，開發(fā)出出能夠生產(chǎn)性能優(yōu)良、價(jià)格適中、重復(fù)性好的最佳工藝路線。

（2）努力開發(fā)新的粘結(jié)劑和成型方法

粘結(jié)永磁體的生產(chǎn)工藝可分四種：壓延成型、注射成型、擠壓成型和模壓成型。由于Sm2Fe17Nx在較高溫度下會(huì)發(fā)生分解，所以只能制作粘結(jié)磁體。最初人們用有機(jī)物如尼龍、環(huán)氧樹脂作粘結(jié)劑，由于這些粘結(jié)劑只能使用在200℃以下，不能充分發(fā)揮Sm2Fe17Nx高溫性能好的優(yōu)點(diǎn)，所以如何在工藝上有所突破，能否開發(fā)新型的粘結(jié)劑，是Sm2Fe17Nx磁體與Nd-Fe-B磁體競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

近年來，一些低熔點(diǎn)金屬開始受到廣泛的關(guān)注，人們用低熔點(diǎn)金屬Zn、Sn等做粘結(jié)劑，但由于低熔點(diǎn)金屬如Zn作為粘結(jié)劑，會(huì)降低飽和磁化強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致（BH）max較低。可見，要使Sm2Fe17Nx的性能得到充分發(fā)揮，尋找良好的粘結(jié)劑至關(guān)重要。

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