强磁体 稀土永磁材料原理、制造与应用PDF电子书下载

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