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第1章 稀土材料制备方法概述 1

1.1 稀土材料制备的工作范畴 1

1.2 稀土材料制备的基本原理 2

1.2.1 稀土材料制备的化学热力学 2

1.2.2 稀土材料制备中的化学动力学 3

1.2.3 稀土材料制备中的离子取代 4

1.2.4 材料设计 5

1.3 稀土精矿的分解 6

1.3.1 独居石精矿的分解 6

1.3.2 氟碳铈精矿的分解 7

1.3.3 混合型稀土精矿的分解 13

1.3.4 磷钇矿的分解 15

1.3.5 离子型稀土矿的提取 17

1.4 稀土元素的萃取分离 19

1.4.1 溶剂萃取基本知识 19

1.4.2 溶剂萃取体系 21

1.4.3 串级萃取理论 27

1.5 稀土化合物的制备 32

1.5.1 稀土元素与非稀土杂质的分离 32

1.5.2 稀土氧化物及超细粉体的制备 35

1.5.3 无水稀土氯化物的制备 37

1.5.4 无水稀土氟化物的制备 38

参考文献 40

第2章 稀土金属及合金的制取 41

2.1 概述 41

2.2 金属热还原法制取稀土金属及合金 41

2.2.1 金属热还原的化学热力学原理 41

2.2.2 钙热还原稀土氟化物 43

2.2.3 钙/锂还原稀土氯化物 44

2.2.4 还原-蒸馏法制备稀土金属 45

2.2.5 中间合金化法制备稀土金属 46

2.3 熔盐电解法制取稀土金属及合金 49

2.3.1 稀土氯化物熔盐电解制取稀土金属 49

2.3.2 稀土氧化物熔盐电解制取稀土金属 55

2.3.3 熔盐电解制取稀土合金 60

2.4 稀土金属粉末的制备 61

2.4.1 机械粉碎法 61

2.4.2 雾化法 62

2.4.3 稀土金属粉末的制备 62

2.5 稀土金属及合金的提纯 63

2.5.1 概述 63

2.5.2 真空熔炼法提纯稀土金属 63

2.5.3 真空蒸馏法提纯稀土金属 64

2.5.4 熔盐萃取法提纯稀土金属 68

2.5.5 区域熔炼法提纯稀土金属 68

2.5.6 电迁移法提纯稀土金属 70

2.5.7 电解精炼法提纯稀土金属 72

2.5.8 区熔-电迁移联合法提纯稀土金属 73

2.6 稀土金属及合金的钝化 73

2.6.1 稀土钝化的基本原理 74

2.6.2 稀土钝化的工艺方法 75

参考文献 75

第3章 稀土磁性材料的制备 77

3.1 真空感应熔炼制备稀土磁性材料 77

3.1.1 真空感应电炉设备 77

3.1.2 感应电炉的工作原理 78

3.1.3 真空熔炼过程的特点 79

3.1.4 真空感应熔炼稀土永磁合金工艺 83

3.1.5 真空感应熔炼工艺 86

3.1.6 稀土永磁合金铸锭的凝固方式及对铸锭组织的控制 87

3.2 熔体快淬法制备稀土永磁合金 89

3.2.1 快淬磁各向同性NdFeB合金的结构与磁性能 91

3.2.2 熔体快淬-黏结法 91

3.3 还原扩散法制备稀土磁性材料 92

3.3.1 原料的准备 93

3.3.2 混料与装料 95

3.3.3 还原扩散处理 96

3.3.4 去除CaO和残留的Ca 97

3.3.5 研磨 97

3.4 稀土永磁合金粉制粉原理和技术 98

3.4.1 粉末体性能概述 98

3.4.2 对稀土永磁合金磁性粉末的要求 99

3.4.3 机械球磨制粉 99

3.4.4 气流磨制粉 104

3.5 某些稀土磁性材料的制备 108

3.5.1 稀土钻永磁材料的制备 108

3.5.2 钐铁氮永磁体的制备 109

参考文献 111

第4章 稀土贮氢材料的制备 112

4.1 稀土贮氢材料概述 112

4.2 稀土贮氢合金制备方法 113

4.2.1 稀土贮氢合金常用原料及其基本制造方法 113

4.2.2 稀土贮氢合金的制取工艺及设备 115

4.3 稀土贮氢合金的热处理技术 122

4.4 稀土贮氢合金的制粉技术 123

4.4.1 干式球磨制粉技术 123

4.4.2 湿式球磨制粉技术 124

4.4.3 合金氢化制粉 124

4.5 稀土贮氢合金的表面处理 125

4.5.1 表面包覆金属膜 126

4.5.2 贮氢合金的碱液处理 127

4.5.3 贮氢合金的酸处理 128

4.5.4 贮氢合金的氟化处理 128

4.5.5 其他表面处理方法 129

4.6 贮氢合金粉的包装 130

参考文献 130

第5章 稀土催化材料的制备 132

5.1 概述 132

5.1.1 催化剂及其特征值 132

5.1.2 催化剂的组成 135

5.2 稀土催化材料的特性和类型 136

5.2.1 石油裂化催化剂 136

5.2.2 化工催化剂 138

5.2.3 机动车尾气净化催化剂 140

5.2.4 合成橡胶催化材料 142

5.2.5 固体氧化物燃料电池 143

5.2.6 有毒有害废气、废水的催化净化 143

5.3 稀土催化剂的制备原理 144

5.3.1 催化剂的生产方法和工艺 145

5.3.2 单元操作 146

5.3.3 催化剂或载体的成型 149

5.3.4 催化剂的活化 150

5.4 稀土催化剂的制备方法 151

5.4.1 沉淀法 152

5.4.2 浸渍法 157

5.4.3 混合法 161

5.4.4 热熔融法 162

5.4.5 离子交换法 164

5.5 几种重要稀土催化剂的制备方法及流程 167

5.5.1 石油裂化催化剂的制备 167

5.5.2 化工应用催化剂的制备 169

5.5.3 机动车尾气净化催化材料的制备 171

5.5.4 合成橡胶催化剂的制备 172

5.5.5 固体氧化物燃料电池 174

5.5.6 有毒有害废气、废水的催化净化 174

5.6 催化剂制备技术的新进展 175

5.6.1 微乳液技术 176

5.6.2 超临界技术 177

5.6.3 化学气相沉积法 179

5.6.4 膜技术 179

参考文献 180

第6章 稀土发光和激光材料的制备 182

6.1 高温固相反应法 184

6.1.1 高温固相法概述 184

6.1.2 高温固相法稀土发光材料制备实例 185

6.2 溶胶-凝胶法 186

6.2.1 溶胶-凝胶法概述 186

6.2.2 高温固相法稀土发光材料制备实例 187

6.3 燃烧法 188

6.3.1 燃烧法概述 188

6.3.2 燃烧法制备稀土发光材料实例 188

6.4 水热法合成稀土发光材料 189

6.4.1 概述 189

6.4.2 水热合成的基本原理及反应装置 190

6.4.3 水热合成的工艺 191

6.4.4 水热反应的类型 191

6.5 沉淀法合成稀土发光材料 192

6.5.1 直接沉淀法 192

6.5.2 配合沉淀法 193

参考文献 194

第7章 稀土精细陶瓷材料的制备 195

7.1 精细陶瓷材料概述 195

7.1.1 精细陶瓷的分类 196

7.1.2 稀土在精细陶瓷新材料中的应用 197

7.2 原料及粉体制备 201

7.2.1 从液相制备微粉的方法 202

7.2.2 从气相制备微粉的方法 206

7.3 成型技术 207

7.3.1 干法成型 208

7.3.2 湿法成型 211

7.3.3 其他成型 216

7.4 烧结技术 217

7.4.1 烧结及烧结过程 217

7.4.2 主要烧结技术 221

7.5 精细陶瓷的烧后处理 231

7.5.1 机械加工 231

7.5.2 表面上釉 232

7.5.3 金属化 232

参考文献 233

第8章 复合材料的制备 235

8.1 复合材料的一般概念 235

8.1.1 复合材料定义及分类 235

8.1.2 复合材料的性能特点 238

8.1.3 复合材料的结构组成 239

8.1.4 稀土在复合材料中的应用 242

8.1.5 复合材料的应用 244

8.2 金属基复合材料制备技术 245

8.2.1 固态法 248

8.2.2 液态法 251

8.2.3 其他制造方法 257

8.3 聚合物基复合材料制备技术 260

8.3.1 手工成型法 262

8.3.2 喷涂成型法 263

8.3.3 模压成型法 263

8.3.4 注射成型法 264

8.3.5 拉挤成型法 265

8.3.6 树脂传递模塑料成型法 266

8.3.7 真空热压成型法 266

8.3.8 纤维缠绕成型法 267

8.4 陶瓷基复合材料制备技术 268

8.4.1 粉体制备 270

8.4.2 成型烧结 270

参考文献 276