钐钴合金等温时效过程中胞状组织结构的透射电镜表征

吴海辰，刘 壮，王新明，陈国新，卢焕明

(1.中国科学院 宁波材料技术与工程研究所，浙江 宁波 315201；2.宁波新材料测试评价中心有限公司，浙江 宁波 315201)

2∶17型SmCo合金[Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z, z=7.0～8.5]作为第二代稀土永磁材料，具有优良的磁性能，特别是其良好的高温稳定性，是稀土永磁材料在高温应用领域(>300 ℃)的首选[1-2].2∶17型SmCo合金优良的磁性能与其特有的纳米胞状组织结构密切相关.胞状组织结构是由胞内相(2∶17R，Th2Zn17型)、胞壁相(1∶5H，CaCu5型)和片状相(1∶3R，Be3Nb型)共同组成，其中胞内相富含Fe和Co元素，对提高磁体的饱和磁化强度具有主要贡献.胞内相四周被富含Cu元素的胞壁相包裹，在磁化过程中胞壁相对磁畴壁，能起到强有力的钉扎作用，是磁体矫顽力的主要来源.富Zr的片状相则在较大尺寸范围内贯穿许多胞壁相和胞内相[1-3].胞状组织结构的尺寸通常在100 nm左右，胞壁相尺寸更是小于10 nm，只有通过透射电子显微镜(TEM)才能实现对胞状组织结构的精确表征[4-5].

SmCo合金的胞状组织结构在经过一系列复杂的热处理之后形成，热处理工艺流程包括高温固溶、等温时效和慢速冷却等[2,6].研究热处理过程中胞状组织结构的演变，有助于为高性能磁体的研发设计提供指导.目前对SmCo合金结构的研究主要聚焦在胞状组织结构生长完整的时效态磁体[7-9]，而缺少对等温时效阶段胞状组织结构形成过程的研究.造成此情况的一个重要原因是等温时效过程中形成的中间物相的结构非常接近，使用常规分析方法难以对它们进行精确表征[……