Sm2Fe17Nx稀土永磁材料的研究现状及进展
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2. Sm2Fe17Nx 间隙化合物的结构与内禀磁特性
2.1 Sm2Fe17Nx 间隙化合物的晶体结构
在室温下，Sm2Fe17 化合物具有菱形 Th2Zn17 结构，其空间立体图如图 1 所示。在这种 2： 17 结构中，存在两个较大的间隙位置：一个是八面间隙位置，在 9e 晶位，位于含有稀土原 子的原子面上；另一个是位于沿 c 轴的两个稀土原子间的 3b 晶位。H 原子可能占据两个间 隙位置[3]，而 C、N 原子仅占据 9e 或 6h 八面体晶位。Sm2Fe17Nx 型化合物和 Sm2Fe17 具有相同 的结构[4]，只是它们的点阵常数发生了变化，单胞体积增加约 6％,前者是后者的结构变体。
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Fe Sm
图 1 Sm2Fe17 化合物的晶体结构
3. Sm2Fe17Nx 永磁材料的制备方法
制备Sm2Fe17Nx永磁材料一般分两个步骤：即制备单相Sm2Fe17化合物和对Sm2Fe17化合物进 行氮化处理。前一个反应过程可供选择的制备方法比较多，不同的制备方法所得的Sm2Fe17 对后续制备的永磁体性能有重大影响。目前制备化合物Sm2Fe17的方法有机械合金化法、快淬 法 、氢化歧化法（HDDR）、还原／扩散法、粉末冶金等方法。几种主要制备Sm2Fe17Nx永磁材 料的工艺流程如图2所示。
3.5 粉末冶金法(PM)
粉末冶金法（Powder Metallurgy）是制备间隙型金属化合物常用的工艺。熔炼大多采 用电弧炉和真空感应炉加热，均匀退火温度大多在1000℃～1100℃，时间从几小时到一周。 磨粉采用的方法主要是各种机械研磨法及实验室的手研磨等，并用惰性气体或油醚保护。普 通球磨法用球磨时间控制粉末粒度，单畴晶粉末的磁性能最好，如果继续延长球磨时间磁性 能反而下降。气流磨法是用惰性气体将含金铸锭破碎成粉末的一种方法，改工艺具有含氧量 低、粉末粒度小且分布窄、生产效率高、退磁曲线方形度好等特点。传统的粉末冶金法具有 工艺生产简单、比较容易实现的特点，一直是实验室与工业生产主要采用的方法。缺点是边
2.2 Sm2Fe17Nx 间隙化合物的内禀磁特性
在 R-TM 化合物中，存在三种交换作用[5] （R 代表稀土元素，TM 代表 3d 过渡族金属）: （1）TM-TM 交换作用；（2）R-R 交换作用；（3）R-TM 交换作用。其中 TM-TM 交换作用与纯 3d 金属中的交换作用相同,而 R-TM 的交换作用具有某些特殊性。永磁合金的磁性能对显微 组织非常敏感，稀土元素的加入主要增加材料的磁晶各向异性。在晶体场的作用下，3d 过 渡族元素构成的磁性材料的磁晶各向异性较小，4f 为内电子，其自旋轨道耦合很强，能够 产生较强的磁晶各向异性[6]。在 Sm2Fe17 化合物中，由于 Fe-Fe 原子间距过小，导致它们部分 地成为反铁磁性耦合，交换作用十分弱，所以居里温度特别低，在室温下，居里温度约为 400K。根据 Bethe-Slates 经验规律，当 Fe-Fe 原子间距扩大后，交换作用增强。当 N 原子
3.4 还原扩散法(R/D)
还原扩散法（Reduction and Diffusion）制备稀土永磁的基本原理是用金属Ca还原稀 土氧化物，使之变为纯稀土金属，再通过稀土金属与Fe或Co等过渡族金属原子的互相扩散， 直接得到稀土永磁粉末。还原扩散法不需要稀土金属作原料，只需稀土氧化物，它省掉了纯 金属的制取，合金的熔炼与钢锭的粗破碎三个工艺环节。采用该方法的优点是,能够制造出 高性能的各向异性Sm2Fe17Nx磁粉[20]，原料便宜、成本低，且省去了一些工艺，缺点是在后续 工序中不可避免的要经过水洗容易使粉末氧化导致性能变差，因而在国内进展缓慢[21]。
熔体快淬法
母合金熔炼法
机械合金化法
纯组元粉末混合
HDDR 法
母合金熔炼
粉末冶金法
母合金熔炼
均匀化退火
高能球磨
Fra Baidu bibliotek
均匀化退火
均匀化退火
快淬成薄带 （非晶态）
晶化处理 （纳米晶体）
形成非晶态 R-Fe 与α-Fe 层状态
颗粒粉末
扩散退火形成母 合金粉末
粗破碎 HDDR 处理
粗破碎 球磨制粉
破碎与球磨成 粉末
3.3 氢化歧化法(HDDR)
HDDR (Hydrogenation Disproportionation Desorption Recombination) 法的基本原 理是利用稀土金属间隙化合物在氢气作用下的相变以细化晶粒。周寿增和杨俊[17]等系统的研 究了用HDDR法制备出高性能的Sm2Fe17Nx各向同性磁粉。其工艺路线为：用纯原材料在Ar保护 气氛下真空感应炉中熔炼合金，铸锭经1000℃～1050℃退火后粗破碎到直径为0.325mm的颗 粒，然后在700℃～750℃纯氢气中氢化，在此过程中，原始粉末颗粒尺寸虽然没发生变化， 但是颗粒内部的颗粒尺寸却大大地细化了，成为纳米尺寸的Sm2Fe17晶粒，再经过氮化处理得 到高矫顽力的各向同性的Sm2Fe17Nx磁粉[18]。HDDR法工艺具有氧含量低，粉末晶粒细等优点。但 是 HDDR 法 尚 未 获 得 Sm2Fe17Nx 各 向 异 性 粉 末 。 Gebel[19] 等 得 到 的 各 向 同 性 Sm2Fe17Nx 磁 粉 的 (BH)m=103kJ/m3,μ0Hcj=2.0T。
用此合金碎片制造磁体[14]。Katter[15]等人首先报道了利用快淬法(Rapidly Quenched,简称 RQ)实现Sm2Fe17Nx的硬磁性能。因Sm2Fe17母合金的晶体结构与成分和快淬速度、晶化温度等密 切关系，所以用快淬法制备Sm2Fe17Nx化合物粉末的磁性能对结构十分敏感。Sm2Fe17Nx化合物 具有Th2Zn17（2：17型）结构，在某些特定的条件下，Sm2Fe17Nx化合物也具有TbCu7（1：9型） 结构。当快淬速度很大时，Sm的原子分数降低，Sm-Fe合金由2：17型转变为1：9型。Th2Zn17 型结构可由CaCu5型结构派生而来。当Fe原子对无序地取代Ca原子晶位时，则形成六方TbCu7 型结构。1：9型仅在快淬的薄带中存在，当温度升高到700℃以上时，它转变成2：17型[16]。 因此，用快淬法制备Sm2Fe17Nx永磁材料还存在很多问题，需要严格控制各种条件。
•m-1左右，其Br和Hc的热稳定性均优于NdFeB永磁体。 3.2 快淬法(RQ)
铁基稀土永磁材料的研究首先是从研究R-Fe合金开始的，70年代初期用溅射法得到非晶 薄膜TbFe2,经热处理显示磁特性。1983年，美国GM公司用单锟快淬法制备Nd-Fe-B合金，且
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Sm2Fe17Nx稀土永磁材料的研究现状及进展
薛平，郭学益
（中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙,410083） Email:xueping20011982@163.com
摘 要： 本文简要分析了Sm2Fe17Nx的晶体结构、内禀磁特性和氮原子与磁性能的关系。着重 介绍了Sm2Fe17Nx永磁材料的制备方法以及目前制备工艺存在的问题,最后指出了其研究进展 和发展趋势。 关键词： Sm2Fe17Nx 稀土永磁材料；制备；研究进展
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引入到化合物中，最显著的影响是 Sm2Fe17Nx 的 Fe-Fe 原子间距增大[7]，从而导致 Fe-Fe 原子 交换作用大大增强，TC 提高，一般使 TC 平均提高 400K，同时也能使矫顽力和饱和室温磁化 强度有大幅度的提高[8，9]。
研究表明，Sm2Fe17Nx 间隙化合物的内禀赋磁性能与 N 原子数也有一定的关系。早期人们 认为 Sm2Fe17Nx 中 N 原子数 x 仅能取两个可能的数值。即 x=0 或 x=2.3～2.8，不可能取到中 间的数值。后来有人通过实验发现用 NH3 或 NH3-H2 渗氮时，N 原子数 x 不仅可以从 0 到 3.0 变化，而且最高可达 6.0[10, 11]。N 原子数不同时，化合物的各种常数具有不同的值。N 的含 量不仅对 Sm2Fe17Nx 的磁性能有很大的的影响，更重要的是它能影响其分解温度。
5. Sm2Fe17Nx永磁材料研究进展及发展趋势
5.1 传统工艺上的突破
虽然实验室制备的Sm2Fe17Nx综合永磁性能已经获得了很大的提高,但重复性差,批量生产 性能不稳定。一些磁性材料公司及专家在此方向作了很多研究，如日本住友金属矿业公司在 还原扩散工艺制备Sm2Fe17Nx磁粉取得了重大突破[31,32]。他们采用注射成形技术制备的Sm2Fe17Nx 磁粉，已经投放市场，该类磁体发展空间较大。大松泽亮等[33]人采用超急冷法制取SmFeN 粉末，具有高的磁能积，氮化粉末压制成的粘结试样,其(BH)max已经超过了现有的NdFeB粘结 磁体。
1. 前言
稀土永磁材料的研究始于上世纪五十年代末六十年代初，目前已在计算技术、仪表技术、 汽车工业、微波通讯技术、自动化技术、磁分离技术及磁医疗与健身器械等领域得到了广泛 的应用。1990年，Hong Sun和Coey[1]等利用气固相反应合成了间隙原子金属间化合物R2Fe17Nx， 引起了磁学界的广泛关注。其中Sm2Fe17Nx化合物具有优异的内禀赋磁性能,它的饱和磁化强度 达1.54T，这可与NdFeB的1.6T相媲美，居里温度470℃（NdFeB为312℃）、各向异性场14T（NdFeB 为8T）都比NdFeB的值高的多，并且其耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化性都优于NdFeB永磁材料 [2]。本文就Sm2Fe17Nx晶体结构和磁性能的关系进行了分析，阐述了当前Sm2Fe17Nx永磁材料的制 备方法和存在的问题，同时指出了其研究进展和发展趋势。
3.1 机械合金化法(MA)
机械合金法（Mechanical Alloying,简称MA）或者称高能球磨（High Energy milling） 是Benjamin[12,13]为制备氧化物弥散强化相Ni基合金而研制成功的，近年来MA法在制备难熔金 属的合金化以及非平衡相的生成等，显示出很强的活力。MA法制备的是各向同性的Sm2Fe17Nx 磁粉，磁粉经冷压制成样品，其矫顽力可达到2400kA•m-1，在150℃下矫顽力仍保持在1393 kA
气固相反应法氮化处理 450～500℃，1～6 小时，纯氮或 NH2+N,
流动或静止
由磁粉做成磁体
进一步球磨
粘结法
压制法
热变形法
图2 制备Sm2Fe17Nx永磁材料的四种主要工艺流程图
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4.制备高性能Sm2Fe17Nx永磁材料存在的问题[30]
尽管Sm2Fe17Nx永磁材料有优异的性能，但是由于以下问题，阻止了其工业化进程，不能 实行商品化。（1）制备钐铁合金问题。众所周知，钐和铁金属的熔沸点高且相差很大，因 此，实际操作中很难精确控制温度，使得反应后配比不当，同时铸态组织一般含有少量的α -Fe，影响了母合金的均匀性，最终导致Sm2Fe17Nx永磁性能变差。（2）渗氮问题。根据磁学 理论，只有晶粒度接近单畴粒子尺寸时，才能获得高的内禀矫顽力。所以必须要求Sm2Fe17 晶粒充分氮化。除HDDR法产生的微晶尺寸较小外，其它方法都存在一定的缺陷，阻碍了其发 展。（3）Sm2Fe17Nx高温分解和粘结剂问题。Sm2Fe17Nx在600℃以上时发生分解反应，因而只 能作粘结永磁体。最初人们用有机物如尼龙、环氧树脂作粘结剂。但是这些粘结剂耐温度低， 不能充分发挥Sm2Fe17Nx的耐高温性好的优点。后来又发展了用低熔点金属Zn、Sn等做粘结剂， 性能变好。但是，要使Sm2Fe17Nx的性能得到充分的发挥，寻找良好的粘结剂也至关重要。
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角离散场效应较大，粉末粒径分布范围相对较大[22,23]。
3.6 其它制备方法
近几年，随着稀土永磁材料的飞速发展，制备稀土永磁材料的方法也不断涌现。除了以 上几种在工业上得到应用的方法外，在实验室还发展了湿法共沉淀法[24]、铸造法[25]、溅射 沉积法[26]、熔体雾化沉积法等[27,28]。值得一提的是，制备永磁合金的火法熔炼工序大多需要 昂贵的设备，且制得的合金粗大，后续工序复杂，制约了永磁材料的发展。目前已有人探索 用湿法制备永磁合金，工艺简单，制备效果好。李平，郭学益[29] 等利用湿化学共沉淀法制 备得到了几个微米的钐钴合金。笔者也在钐铁合金的湿法制备上进行初步的研究，制备的钐 铁合金的前驱体呈球形和类球形，粒度细小且分布窄，后续工作还在开展中。
2.1 Sm2Fe17Nx 间隙化合物的晶体结构
在室温下，Sm2Fe17 化合物具有菱形 Th2Zn17 结构，其空间立体图如图 1 所示。在这种 2： 17 结构中，存在两个较大的间隙位置：一个是八面间隙位置，在 9e 晶位，位于含有稀土原 子的原子面上；另一个是位于沿 c 轴的两个稀土原子间的 3b 晶位。H 原子可能占据两个间 隙位置[3]，而 C、N 原子仅占据 9e 或 6h 八面体晶位。Sm2Fe17Nx 型化合物和 Sm2Fe17 具有相同 的结构[4]，只是它们的点阵常数发生了变化，单胞体积增加约 6％,前者是后者的结构变体。
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图 1 Sm2Fe17 化合物的晶体结构
3. Sm2Fe17Nx 永磁材料的制备方法
制备Sm2Fe17Nx永磁材料一般分两个步骤：即制备单相Sm2Fe17化合物和对Sm2Fe17化合物进 行氮化处理。前一个反应过程可供选择的制备方法比较多，不同的制备方法所得的Sm2Fe17 对后续制备的永磁体性能有重大影响。目前制备化合物Sm2Fe17的方法有机械合金化法、快淬 法 、氢化歧化法（HDDR）、还原／扩散法、粉末冶金等方法。几种主要制备Sm2Fe17Nx永磁材 料的工艺流程如图2所示。
3.5 粉末冶金法(PM)
粉末冶金法（Powder Metallurgy）是制备间隙型金属化合物常用的工艺。熔炼大多采 用电弧炉和真空感应炉加热，均匀退火温度大多在1000℃～1100℃，时间从几小时到一周。 磨粉采用的方法主要是各种机械研磨法及实验室的手研磨等，并用惰性气体或油醚保护。普 通球磨法用球磨时间控制粉末粒度，单畴晶粉末的磁性能最好，如果继续延长球磨时间磁性 能反而下降。气流磨法是用惰性气体将含金铸锭破碎成粉末的一种方法，改工艺具有含氧量 低、粉末粒度小且分布窄、生产效率高、退磁曲线方形度好等特点。传统的粉末冶金法具有 工艺生产简单、比较容易实现的特点，一直是实验室与工业生产主要采用的方法。缺点是边
2.2 Sm2Fe17Nx 间隙化合物的内禀磁特性
在 R-TM 化合物中，存在三种交换作用[5] （R 代表稀土元素，TM 代表 3d 过渡族金属）: （1）TM-TM 交换作用；（2）R-R 交换作用；（3）R-TM 交换作用。其中 TM-TM 交换作用与纯 3d 金属中的交换作用相同,而 R-TM 的交换作用具有某些特殊性。永磁合金的磁性能对显微 组织非常敏感，稀土元素的加入主要增加材料的磁晶各向异性。在晶体场的作用下，3d 过 渡族元素构成的磁性材料的磁晶各向异性较小，4f 为内电子，其自旋轨道耦合很强，能够 产生较强的磁晶各向异性[6]。在 Sm2Fe17 化合物中，由于 Fe-Fe 原子间距过小，导致它们部分 地成为反铁磁性耦合，交换作用十分弱，所以居里温度特别低，在室温下，居里温度约为 400K。根据 Bethe-Slates 经验规律，当 Fe-Fe 原子间距扩大后，交换作用增强。当 N 原子
3.4 还原扩散法(R/D)
还原扩散法（Reduction and Diffusion）制备稀土永磁的基本原理是用金属Ca还原稀 土氧化物，使之变为纯稀土金属，再通过稀土金属与Fe或Co等过渡族金属原子的互相扩散， 直接得到稀土永磁粉末。还原扩散法不需要稀土金属作原料，只需稀土氧化物，它省掉了纯 金属的制取，合金的熔炼与钢锭的粗破碎三个工艺环节。采用该方法的优点是,能够制造出 高性能的各向异性Sm2Fe17Nx磁粉[20]，原料便宜、成本低，且省去了一些工艺，缺点是在后续 工序中不可避免的要经过水洗容易使粉末氧化导致性能变差，因而在国内进展缓慢[21]。
熔体快淬法
母合金熔炼法
机械合金化法
纯组元粉末混合
HDDR 法
母合金熔炼
粉末冶金法
母合金熔炼
均匀化退火
高能球磨
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均匀化退火
均匀化退火
快淬成薄带 （非晶态）
晶化处理 （纳米晶体）
形成非晶态 R-Fe 与α-Fe 层状态
颗粒粉末
扩散退火形成母 合金粉末
粗破碎 HDDR 处理
粗破碎 球磨制粉
破碎与球磨成 粉末
3.3 氢化歧化法(HDDR)
HDDR (Hydrogenation Disproportionation Desorption Recombination) 法的基本原 理是利用稀土金属间隙化合物在氢气作用下的相变以细化晶粒。周寿增和杨俊[17]等系统的研 究了用HDDR法制备出高性能的Sm2Fe17Nx各向同性磁粉。其工艺路线为：用纯原材料在Ar保护 气氛下真空感应炉中熔炼合金，铸锭经1000℃～1050℃退火后粗破碎到直径为0.325mm的颗 粒，然后在700℃～750℃纯氢气中氢化，在此过程中，原始粉末颗粒尺寸虽然没发生变化， 但是颗粒内部的颗粒尺寸却大大地细化了，成为纳米尺寸的Sm2Fe17晶粒，再经过氮化处理得 到高矫顽力的各向同性的Sm2Fe17Nx磁粉[18]。HDDR法工艺具有氧含量低，粉末晶粒细等优点。但 是 HDDR 法 尚 未 获 得 Sm2Fe17Nx 各 向 异 性 粉 末 。 Gebel[19] 等 得 到 的 各 向 同 性 Sm2Fe17Nx 磁 粉 的 (BH)m=103kJ/m3,μ0Hcj=2.0T。
用此合金碎片制造磁体[14]。Katter[15]等人首先报道了利用快淬法(Rapidly Quenched,简称 RQ)实现Sm2Fe17Nx的硬磁性能。因Sm2Fe17母合金的晶体结构与成分和快淬速度、晶化温度等密 切关系，所以用快淬法制备Sm2Fe17Nx化合物粉末的磁性能对结构十分敏感。Sm2Fe17Nx化合物 具有Th2Zn17（2：17型）结构，在某些特定的条件下，Sm2Fe17Nx化合物也具有TbCu7（1：9型） 结构。当快淬速度很大时，Sm的原子分数降低，Sm-Fe合金由2：17型转变为1：9型。Th2Zn17 型结构可由CaCu5型结构派生而来。当Fe原子对无序地取代Ca原子晶位时，则形成六方TbCu7 型结构。1：9型仅在快淬的薄带中存在，当温度升高到700℃以上时，它转变成2：17型[16]。 因此，用快淬法制备Sm2Fe17Nx永磁材料还存在很多问题，需要严格控制各种条件。
•m-1左右，其Br和Hc的热稳定性均优于NdFeB永磁体。 3.2 快淬法(RQ)
铁基稀土永磁材料的研究首先是从研究R-Fe合金开始的，70年代初期用溅射法得到非晶 薄膜TbFe2,经热处理显示磁特性。1983年，美国GM公司用单锟快淬法制备Nd-Fe-B合金，且
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Sm2Fe17Nx稀土永磁材料的研究现状及进展
薛平，郭学益
（中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙,410083） Email:xueping20011982@163.com
摘 要： 本文简要分析了Sm2Fe17Nx的晶体结构、内禀磁特性和氮原子与磁性能的关系。着重 介绍了Sm2Fe17Nx永磁材料的制备方法以及目前制备工艺存在的问题,最后指出了其研究进展 和发展趋势。 关键词： Sm2Fe17Nx 稀土永磁材料；制备；研究进展
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引入到化合物中，最显著的影响是 Sm2Fe17Nx 的 Fe-Fe 原子间距增大[7]，从而导致 Fe-Fe 原子 交换作用大大增强，TC 提高，一般使 TC 平均提高 400K，同时也能使矫顽力和饱和室温磁化 强度有大幅度的提高[8，9]。
研究表明，Sm2Fe17Nx 间隙化合物的内禀赋磁性能与 N 原子数也有一定的关系。早期人们 认为 Sm2Fe17Nx 中 N 原子数 x 仅能取两个可能的数值。即 x=0 或 x=2.3～2.8，不可能取到中 间的数值。后来有人通过实验发现用 NH3 或 NH3-H2 渗氮时，N 原子数 x 不仅可以从 0 到 3.0 变化，而且最高可达 6.0[10, 11]。N 原子数不同时，化合物的各种常数具有不同的值。N 的含 量不仅对 Sm2Fe17Nx 的磁性能有很大的的影响，更重要的是它能影响其分解温度。
5. Sm2Fe17Nx永磁材料研究进展及发展趋势
5.1 传统工艺上的突破
虽然实验室制备的Sm2Fe17Nx综合永磁性能已经获得了很大的提高,但重复性差,批量生产 性能不稳定。一些磁性材料公司及专家在此方向作了很多研究，如日本住友金属矿业公司在 还原扩散工艺制备Sm2Fe17Nx磁粉取得了重大突破[31,32]。他们采用注射成形技术制备的Sm2Fe17Nx 磁粉，已经投放市场，该类磁体发展空间较大。大松泽亮等[33]人采用超急冷法制取SmFeN 粉末，具有高的磁能积，氮化粉末压制成的粘结试样,其(BH)max已经超过了现有的NdFeB粘结 磁体。
1. 前言
稀土永磁材料的研究始于上世纪五十年代末六十年代初，目前已在计算技术、仪表技术、 汽车工业、微波通讯技术、自动化技术、磁分离技术及磁医疗与健身器械等领域得到了广泛 的应用。1990年，Hong Sun和Coey[1]等利用气固相反应合成了间隙原子金属间化合物R2Fe17Nx， 引起了磁学界的广泛关注。其中Sm2Fe17Nx化合物具有优异的内禀赋磁性能,它的饱和磁化强度 达1.54T，这可与NdFeB的1.6T相媲美，居里温度470℃（NdFeB为312℃）、各向异性场14T（NdFeB 为8T）都比NdFeB的值高的多，并且其耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化性都优于NdFeB永磁材料 [2]。本文就Sm2Fe17Nx晶体结构和磁性能的关系进行了分析，阐述了当前Sm2Fe17Nx永磁材料的制 备方法和存在的问题，同时指出了其研究进展和发展趋势。
3.1 机械合金化法(MA)
机械合金法（Mechanical Alloying,简称MA）或者称高能球磨（High Energy milling） 是Benjamin[12,13]为制备氧化物弥散强化相Ni基合金而研制成功的，近年来MA法在制备难熔金 属的合金化以及非平衡相的生成等，显示出很强的活力。MA法制备的是各向同性的Sm2Fe17Nx 磁粉，磁粉经冷压制成样品，其矫顽力可达到2400kA•m-1，在150℃下矫顽力仍保持在1393 kA
气固相反应法氮化处理 450～500℃，1～6 小时，纯氮或 NH2+N,
流动或静止
由磁粉做成磁体
进一步球磨
粘结法
压制法
热变形法
图2 制备Sm2Fe17Nx永磁材料的四种主要工艺流程图
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4.制备高性能Sm2Fe17Nx永磁材料存在的问题[30]
尽管Sm2Fe17Nx永磁材料有优异的性能，但是由于以下问题，阻止了其工业化进程，不能 实行商品化。（1）制备钐铁合金问题。众所周知，钐和铁金属的熔沸点高且相差很大，因 此，实际操作中很难精确控制温度，使得反应后配比不当，同时铸态组织一般含有少量的α -Fe，影响了母合金的均匀性，最终导致Sm2Fe17Nx永磁性能变差。（2）渗氮问题。根据磁学 理论，只有晶粒度接近单畴粒子尺寸时，才能获得高的内禀矫顽力。所以必须要求Sm2Fe17 晶粒充分氮化。除HDDR法产生的微晶尺寸较小外，其它方法都存在一定的缺陷，阻碍了其发 展。（3）Sm2Fe17Nx高温分解和粘结剂问题。Sm2Fe17Nx在600℃以上时发生分解反应，因而只 能作粘结永磁体。最初人们用有机物如尼龙、环氧树脂作粘结剂。但是这些粘结剂耐温度低， 不能充分发挥Sm2Fe17Nx的耐高温性好的优点。后来又发展了用低熔点金属Zn、Sn等做粘结剂， 性能变好。但是，要使Sm2Fe17Nx的性能得到充分的发挥，寻找良好的粘结剂也至关重要。
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角离散场效应较大，粉末粒径分布范围相对较大[22,23]。
3.6 其它制备方法
近几年，随着稀土永磁材料的飞速发展，制备稀土永磁材料的方法也不断涌现。除了以 上几种在工业上得到应用的方法外，在实验室还发展了湿法共沉淀法[24]、铸造法[25]、溅射 沉积法[26]、熔体雾化沉积法等[27,28]。值得一提的是，制备永磁合金的火法熔炼工序大多需要 昂贵的设备，且制得的合金粗大，后续工序复杂，制约了永磁材料的发展。目前已有人探索 用湿法制备永磁合金，工艺简单，制备效果好。李平，郭学益[29] 等利用湿化学共沉淀法制 备得到了几个微米的钐钴合金。笔者也在钐铁合金的湿法制备上进行初步的研究，制备的钐 铁合金的前驱体呈球形和类球形，粒度细小且分布窄，后续工作还在开展中。