硼掺杂优化SmFe12基合金微观结构与磁性能的机理研究

本文通过硼（B）掺杂策略，系统研究了Sm0.75Zr0.25(Fe0.8Co0.2)11Ti1.4合金的磁性能优化机制。研究发现B元素优先富集于Fe2Ti相形成磁隔离界面，同时抑制堆垛层错和孪晶形成，最终使矫顽力（coercivity）提升至8.78 kOe，最大磁能积（(BH)max）达71 kJ/m3，为ThMn12型永磁材料开发提供新思路。

　　

Highlight

硼掺杂Sm_0.75Zr_0.25(Fe_0.8Co_0.2)₁₁Ti_1.4合金通过电弧熔炼与熔体旋淬法制备，其磁性能提升机制揭示：B元素在Fe₂Ti区域形成含硼第二相，像"磁绝缘体"般阻隔晶粒间耦合，同时像"结构修复师"抑制孪晶和堆垛层错，使矫顽力突破性提升。

Experimental methods

采用名义成分为Sm_0.75Zr_0.25(Fe_0.8Co_0.2)₁₁Ti_1.4B_x（x=0~2）的合金薄带，通过添加20 wt.%过量Sm补偿熔炼损耗。熔体旋淬速度25 m/s，对非硬磁特性的薄带（x≥0.3）进行800°C退火处理。

Results and discussion

图1显示B掺杂量x=0.2时，矫顽力从5.46 kOe跃升至7.55 kOe。XRD证实含B≤0.2的薄带主要呈现SmFe₁₂型结构，而B>0.3时出现非晶化趋势。微观分析揭示B像"磁学建筑师"重构Fe₂Ti相分布，同步降低孪晶密度。

Conclusion

硼掺杂通过双重机制优化性能：①形成B-Fe₂Ti磁隔离相；②抑制晶体缺陷。该研究为开发高性价比ThMn₁₂型永磁体提供关键技术路径。