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第1章 绪论1

1.1稀土永磁材料在国民经济中的地位和作用1

1.2稀土永磁材料的现状与发展前景1

1.3稀土元素2

1.4稀土元素原子的外部电子层结构2

1.5稀土元素的原子半径和三价离子半径值3

1.6稀土元素的物理性质4

1.7永磁材料发展历程、磁学磁性材料发展大事记5

1.7.1永磁材料发展历程5

1.7.2磁学磁性材料发展的大事记9

1.8永磁材料优劣判断标准11

参考文献12

参考书目12

第2章 永磁材料的磁学基础14

2.1永磁材料的技术磁参数14

2.2矫顽力的理论及其理论的发展21

2.2.1得到最大矫顽力的条件21

2.2.2矫顽力的应力理论和掺杂理论21

2.2.3形核场理论——形核场决定的矫顽力21

2.2.4钉扎场理论——钉扎场决定的矫顽力22

2.3强磁性的微观机理与铁磁性的量子力学理论29

2.3.1强磁性的微观来源机理与Heisenberg.W的量子力学理论29

2.3.2 Hei Senberg（海森堡）自发磁化理论要点30

2.3.3френелъ（弗伦克尔）提出的铁磁物质的自发磁化理论要点32

参考文献34

参考书目34

第3章 稀土永磁材料的相图与稀土化合物的晶体结构36

3.1引言36

3.2稀土-钴二元系相图及化合物37

3.3钐-钴-铜相图44

3.4钐-钴-铜-铁系永磁体相图48

3.5钐-钴-铜-铁-金属系2：17型永磁体相转变分析49

3.6稀土-铁二元相图及化合物51

3.7稀土-铁-硼三元系相图及化合物55

3.8钕-铁-硼三元系的非平衡状态图64

3.9镨-铁-硼三元系相图64

3.10钕-铁-碳三元系相图70

3.11晶体与晶体的七大晶系70

3.12稀土永磁化合物的晶体结构概述71

3.13 Th2 Ni17型化合物的晶体结构72

3.14 Th2 Zn17型化合物的晶体结构74

3.15稀土钴系化合物的晶体结构76

3.16 La2 Fe14 B化合物的晶体结构77

3.17 R1+ε Fe4 B4化合物的晶体结构78

参考文献82

参考书目83

第4章 合金相与相变的原理及在稀土永磁合金高温相变中的应用85

4.1合金相与相变的原理85

4.1.1相与相变85

4.1.2合金与材料85

4.1.3组织与结构86

4.1.4相变与结构的变化86

4.1.5相变的分类——热力学分类86

4.1.6相变的分类——动力学的分类89

4.1.7相变的分类——结构学分类90

4.1.8相变的驱动力90

4.1.9相变阻力92

4.1.10形核92

4.1.11新相长大的一些规律92

4.1.12固体相变动力学93

4.1.13马氏体相变97

4.2烧结Nd-Fe-B系永磁合金的室温相与高温相变98

4.3稀土永磁合金高温相变的应用105

4.3.1在材料科学、理论研究方面的应用105

4.3.2在材料制备工艺上的应用106

参考文献108

参考书目108

第5章 稀土永磁材料的熔炼工艺110

5.1合金熔炼技术110

5.2快速凝固鳞片的显微组织优劣的判定标准113

参考文献113

参考书目114

第6章 稀土永磁合金制粉原理与工艺技术115

6.1制粉原理与稀土永磁体粉末的特点115

6.2制造烧结稀土永磁体对磁性粉末的要求115

6.3机械球磨制粉技术116

6.4氢破碎和气流磨制粉117

参考文献122

参考书目122

第7章 稀土永磁合金粉末磁场取向与成形工艺技术123

7.1磁场下成形概述123

7.2粉末在磁场下成形的过程和压坯质量分析123

7.2.1粉末特性123

7.2.2压件的形状及尺寸124

7.2.3压制条件124

7.2.4加压方式124

7.2.5加压速度124

7.2.6压制过程中力的分析124

7.2.7成形剂124

7.2.8成形剂的选择标准125

7.2.9物料压制过程中压坯质量的影响因素125

7.3稀土永磁合金粉末磁场取向与成形实例126

7.4常见压坯缺陷分析及改进措施128

7.5压制工艺的制定130

7.6压制工艺有关的参数130

7.7脱模方式131

7.8压制压力131

7.9磁场中成形工艺131

参考文献133

参考书目133

第8章 稀土永磁材料的烧结原理、工艺技术134

8.1烧结的目的与实质134

8.2烧结温度的设定134

8.3高温烧结保温时间的设定134

8.4烧结原动力135

8.5烧结中的物质迁移135

8.6固相烧结的过程136

8.7晶界扩散的作用与晶界扩散机构138

8.8晶界显微组织与晶界相139

8.9塑性流动机构142

8.10中间阶段烧结的基本过程143

8.11最终阶段烧结的基本过程144

8.12烧结过程中粉末体烧结时再结晶145

8.13活化烧结146

8.14活化烧结的方法146

8.15烧结工艺的制定与烧结工艺技术147

参考文献149

参考书目149

第9章SmCo5永磁材料的热处理与磁性能150

9.1 SmCo5发展历程与回火效应150

9.2 SmCo5永磁材料的750℃回火效应与矫顽力下降的机理151

9.3 SmCo5永磁材料制备工艺中热处理对矫顽力的影响154

9.4 SmCo5永磁材料的矫顽力机理157

参考文献159

参考书目160

第10章 黏结稀土永磁材料的原理制备工艺技术161

10.1黏结稀土永磁材料的特点161

10.2黏结稀土永磁材料的分类161

10.3黏结稀土永磁体的制备工艺技术162

10.4黏结稀土永磁材料的磁性能163

10.5黏结稀土永磁材料的应用164

参考文献164

参考书目165

第11章HDDR法制备稀土永磁材料的原理与工艺技术166

11.1制备原理166

11.2制备工艺167

11.2.1制备各向同性钕-铁-硼磁粉的HDDR工艺167

11.2.2制备各向异性的钕-铁-硼黏结磁粉HDDR工艺169

11.2.3 Nd15 Fe66 C012 B7各向异性永磁材料的HDDR工艺技术171

11.2.4 Sm2 Fe17型合金的不同含量Sm补偿及Sm2 Fe17 Nx的HDDR工艺技术174

参考文献175

参考书目175

第12章 稀土永磁材料粉末的机械合金化制备工艺技术176

12.1机械合金化高温合金176

12.2机械合金化制备工艺技术176

12.2.1机械合金化制备各向同性Sm-Fe-N粉末177

12.2.2机械合金化SmxFe85-x V15合金的结构和磁性178

参考文献180

参考书目180

第13章 双合金法制造烧结稀土铁基永磁材料181

13.1双合金法制备烧结稀土永磁材料的制备原理181

13.2双合金法制造烧结稀土铁基永磁材料的工艺技术182

参考文献183

参考书目184

第14章 稀土铁系间隙化合物永磁材料185

14.1稀土铁系间隙化合物永磁材料的发展185

14.2 ThMn12晶体结构185

14.3 R2 Fe17 Nx间隙化合物的结构188

14.4 Sm2 Fe17 Cx间隙化合物永磁材料190

14.5 Sm2（Fe， M）17Nx磁粉的制备方法192

14.6合金元素193

参考文献194

参考书目195

第15章 稀土钴永磁材料197

15.1稀土钴永磁材料的种类、品种和磁性197

15.2 RCo5永磁材料的制造工艺技术202

15.2.1粉末冶金法202

15.2.2还原扩散法205

15.3 PrCo5永磁材料207

15.3.1 Cr2O3的添加对烧结PrCo5磁性能的影响208

15.4 （SmPr） Co5永磁材料209

15.5 MMCo5永磁材料211

15.6 （SmHR）Co5永磁材料211

15.7 Ce（Co，Cu，Fe）5永磁材料211

15.8第一代稀土永磁材料研究中的新进展212

15.8.1重稀土-钴系合金的相变212

15.8.2 SmCo5化合物的价电子结构与磁性的关系214

15.8.3 SmCo5永磁合金高温相变与磁性214

参考文献215

参考书目216

第16章 第二代稀土永磁材料2 ∶ 17型稀土钴永磁材料217

16.1 2：17型稀土钴永磁材料的发展和钐-钴-铜系永磁材料217

16.2钐-钴-铜-铁系永磁材料219

16.3钐-钴-铜-铁-金属系——（2：17型Sm-Co ）永磁材料221

16.3.1钐-钴-铜-铁-金属系永磁材料的种类和性质221

16.3.2钐-钴-铜-铁-金属系（2：17型永磁材料）的成分221

16.3.3 Sm （Co， Cu， Fe， Zr）z永磁材料成分与高温相及其结构224

16.4 2：17型Sm-Co合金液相烧结工艺、显微组织与磁性224

16.4.1 2：17型Sm-Co合金液相烧结工艺224

16.4.2 Sm（Co， Cu， Fe， Zr）z （7≦Z≤8.5）永磁材料的显微组织形成机制228

16.5沉淀硬化2：17型Sm-Co永磁材料的矫顽力机理230

16.6低温度系数的2：17型Sm-Co永磁材料240

16.7重稀土-过渡金属化合物的亚铁磁性242

16.8 Sm2（Fe，Ga，Si，Cu）17Cy化合物的磁晶各向异性和矫顽力245

16.9 Sm2 （Co， Cu， Fe， Zr）17合金与高使用温度的永磁体249

16.10 2：17型Sm-Co永磁材料研究应用进展251

16.10.1 Sm（Co， Cu， Fe， Zr）z磁体反常矫顽力温度关系的机理252

16.10.2高矫顽力2 ∶ 17型Sm-Co永磁合金的自旋再取向与1.5K和变温的磁性253

16.10.3高温下Sm挥发对Sm（Co， Fe， Cu， Zr）z磁体微磁结构的影响254

16.10.4 Sm（Co， Cu， Fe， Zr）7.4高温中亚稳定的过渡相与矫顽力255

16.10.5高温2：17型SmCo永磁体的显微组织及其与磁能的关系256

16.10.6 2：17型Sm-Co高温永磁体的研究257

参考文献258

参考书目259

第17章 第三代稀土永磁材料——烧结稀土-铁-硼系永磁材料261

17.1 R-Fe-B永磁材料的发现261

17.1.1第三代稀土永磁材料R-Fe-B的诞生261

17.1.2 R-Fe-B的品种262

17.2钕-铁-硼三元系永磁材料的主要成分266

17.3稀土-铁-硼系永磁材料的制备工艺技术268

17.3.1烧结工艺设计的基础268

17.3.2固相烧结和液相烧结269

17.3.3烧结产品变形分析270

17.3.4烧结前真空烧结炉的检查270

17.3.5烧结过程中排除毛坯收缩产生的废气271

17.3.6控制产品均匀性技术271

17.3.7时效工艺技术的设计272

17.4烧结稀土-铁-硼系永磁材料的显微组织272

17.4.1 Nd-Fe-B系永磁材料铸态显微组织272

17.4.2三元烧结钕-铁-硼永磁材料的显微组织特征273

17.4.3 Nd2 Fe14 B的结构与R2 Fe14 B的矫顽力形成机理274

17.5三元以上的稀土（R）-铁（Fe·M1 M2）-硼（B）系永磁材料292

17.5.1添加金属钴的钕-铁-钴-硼永磁材料295

17.5.2添加铌的钕-铁-铌-硼系或钕-镝-铁-钴-铌-硼系永磁材料307

17.5.3添加镓的稀土-铁-镓-硼或稀土-镝-铁-钴-镓-铌-硼永磁材料314

17.5.4三元以上的稀土-铁-硼系微量添加晶界合金对合金力学性能和微结构影响316

17.5.5稀土-铁-硼系中复合添加Sn、 A1元素对磁性能的影响318

17.5.6添加镝或Dy2 O3的钕-镝-铁-硼系和钕-镝-铁-钴-硼系永磁材料320

17.5.7添加铝的稀土-铁-铝-硼系和稀土-铁-钴-铝-硼系永磁材料322

17.6烧结镨-铁-硼系永磁材料326

17.7（镧、钕）-铁-硼系永磁材料326

17.8第三代稀土永磁材料研发生产中的新进展及应用实例327

17.8.1钕铁硼系永磁合金矫顽力机制及其取向磁场关系328

17.8.2纳米晶NdFeB永磁材料的跨晶界交换作用与晶粒大小的关系330

17.8.3 Pr-Fe-B磁体退磁曲线研究331

17.8.4垂直膜面各向异性RE-Fe-B永磁膜材料的研究332

17.8.5高性能烧结NdFeB稀土永磁材料N42 SH工艺研究333

17.8.6低温度系数Nd-Fe-B磁体的制备334

17.8.7制备高矫顽力高工作温度烧结Nd-Fe-B磁体335

17.8.8放电烧结NdFeB永磁体电化学腐蚀动力学研究336

17.8.9两种低钕Nd-Fe-B合金的凝固行为研究337

17.8.10高性能烧结Nd-Fe-B磁体熔炼技术与合金磁性能338

17.8.11三元以上的R-Fe-B永磁合金的纳米微观结构与矫顽力机制模型338

17.8.12高性能Nd-Fe-B永磁体的畴结构339

参考文献340

参考书目342

第18章 双相纳米晶复合永磁材料345

18.1双相纳米晶复合永磁材料的发展345

18.2双相纳米晶复合永磁材料的特征346

18.3双相纳米晶复合永磁材料的制备工艺347

18.3.1制备各向异性纳米复合磁体的技术困难347

18.3.2纳米晶粒结构对磁性能影响的新理论观点348

18.3.3各向同性纳米复合磁体的制备技术349

18.3.4各向异性纳米晶粒复合磁体的制备技术349

18.4双相纳米晶复合永磁材料的交换耦合模型354

18.4.1双相纳米晶复合永磁材料的一维交换耦合模型354

18.4.2各向同性双相纳米晶复合永磁材料的二维与三维磁交换耦合模型356

18.4.3各向异性双相纳米晶复合永磁材料交换耦合的三维模型358

18.5双相纳米晶复合永磁材料研发新进展与新技术的应用360

18.5.1晶粒交换耦合相互作用对有效各向异性的影响及其变化规律360

18.5.2不同辊速下Pr8 Fe86 B6合金快淬带的结构362

18.5.3纳米晶永磁Pr8 Fe87 B5的反磁化机制365

18.5.4 Nd2 Fe14 B/α-Fe交换耦合磁体的磁化热行为，边界相对硬磁化的作用367

18.5.5动态晶化对Nd2 Fe14 B/α-Fe永磁体磁性能和显微组织的影响369

18.5.6 Nd含量对（Ndx Pr1-x）2 Fe14 B/α-Fe纳米复合永磁材料磁性能的影响370

18.5.7 Pr2 Fe14 B/α-Fe纳米永磁材料的高温硬磁性能372

18.5.8高温度稳定性的Pr2 Fe14 B/α-Fe型纳米永磁材料研究373

18.5.9块状Nd2 Fe14 B/α-Fe双相复合纳米晶磁体的制备结构和磁性373

18.5.10 Ti掺杂对Nd2 Fe14 B/α-Fe纳米复合永磁材料微结构和磁性能的影响374

18.5.11添加Sn对纳米复合永磁材料Pr2 （FeCo）14B/α-（FeCo）的磁性及微结构的影响375

18.5.12硼粉掺杂对Nd2 Fe14 B/α-Fe双相耦合纳米晶磁体的影响375

18.5.13纳米复合材料Nd4.2 Dy0.8 Pr4 Fe85 Nb1 B5最佳晶化条件377

18.5.14交换耦合的纳米软-硬磁性晶粒的有效各向异性常数378

18.5.15爆炸压实法制备Pr2 Fe14 B/α-Fe纳米复合永磁体379

18.5.16晶粒尺寸分布对纳米硬磁材料有效各向异性和矫顽力的影响379

参考书目380

第19章 稀土永磁材料的稳定性和磁性测量382

19.1稀土永磁材料的稳定性382

19.1.1时间稳定性382

19.1.2温度稳定性382

19.1.3化学稳定性387

19.1.4冲击作用和机械振动下的稳定性387

19.1.5外磁场作用下的稳定性388

19.2磁性测量388

19.2.1强磁体的检验和质量分析388

19.2.2产品的检验方法举例389

参考文献392

参考书目392

第20章 永磁材料的应用393

20.1永磁材料应用的进展393

20.2稀土永磁材料应用实例与领域394

20.2.1在电机中的应用394

20.2.2在计算机和计算机外围设备中的应用396

20.2.3在磁选机中的应用398

20.2.4在交通运输工具中的应用399

20.2.5在电声器件工程中的应用399

20.2.6永磁体在磁制冷机设计上的应用401

20.2.7一种永磁磁路设计的新方法402

20.2.8在耳机、助听器、音圈电机、磁振动器、振动马达工程中的应用原理404

20.2.9在磁控管中的应用405

20.3永磁材料发展前景展望405

参考文献405

参考书目406

附录407