第Ⅰ篇 稀土永磁材料基础 1
1 永磁材料概述 1
1.1 磁性材料的概念 1
1.2 永磁材料的分类及牌号表示方法 2
1.3 永磁材料的发展 3
1.4 永磁材料的应用 5
1.5 稀土永磁材料的制备工艺 6
1.6 NdFeB永磁材料 7
1.6.1 NdFeB永磁材料与高新技术 7
1.6.2 NdFeB永磁材料的进展 8
1.6.3 中国NdFeB永磁材料的发展 9
2 永磁材料磁学基础 11
2.1 物质的磁性 11
2.1.1 磁现象与磁学量 11
2.1.2 材料磁性的类型 13
2.1.3 原子磁矩 15
2.2 铁磁性物质的自发磁化 16
2.2.1 3d金属的自发磁化 16
2.2.2 稀土金属的自发磁化与磁有序 17
2.2.3 稀土金属化合物的自发磁化 18
2.3 铁磁体的磁畴结构与技术磁化 18
2.3.1 影响磁畴结构的能量 19
2.3.2 磁畴壁与畴壁能 20
2.3.3 磁畴结构 20
2.3.4 铁磁体的技术磁化 22
2.4 磁化过程的临界场与矫顽力 23
2.4.1 畴壁移动的临界场 23
2.4.2 磁矩转动的临界场 25
2.4.3 反磁化核的形核场 26
2.5 永磁材料的技术磁参量 27
2.5.1 饱和磁化强度Ms 27
2.5.2 剩磁Br 28
2.5.3 各向异性场HA 29
2.5.4 矫顽力 30
2.5.5 磁能积（BH）max 32
2.5.6 永磁体的工作点与负载线 33
2.5.7 永磁材料的稳定性 35
3 稀土永磁材料的晶体结构、相图及组织 39
3.1 稀土永磁化合物的晶体结构 39
3.1.1 CaCu5型晶体结构 39
3.1.2 Th2 Ni17型和Th2Zn17型晶体结构 39
3.1.3 Nd2Fe14B化合物的晶体结构 40
3.1.4 RE2Fe17Nx和REFe12-xMNy间隙化合物晶体结构 41
3.2 稀土永磁化合物的内禀磁特性 42
3.2.1 稀土永磁化合物的居里温度 42
3.2.2 稀土永磁化合物的分子磁矩与磁化强度 43
3.2.3 稀土永磁化合物的各向异性 45
3.3 稀土－钴永磁合金相图与显微组织 46
3.3.1 RE-Co二元系合金相图 46
3.3.2 SmCo5永磁合金的显微组织 46
3.3.3 高矫顽力Sm（Co，Cu，Fe，Zr）74合金的显微组织 48
3.4 稀土－铁－硼系永磁合金相图与显微组织 49
3.4.1 Nd-Fe二元系和Fe-B二元系相图 49
3.4.2 Nd-Fe-B三元系相图 51
3.4.3 Nd-Fe-B三元系的变温截面图 52
3.4.4 Nd-Fe-B三元系非平衡状态图 53
3.4.5 Pr-Fe-B三元系相图 55
3.4.6 烧结NdFeB系永磁合金的显微组织 56
第Ⅱ篇 稀土永磁材料制备过程 62
4 稀土永磁合金的熔炼及铸锭 62
4.1 真空感应熔炼原理 62
4.1.1 真空感应电炉设备 63
4.1.2 感应电炉的工作原理 64
4.1.3 感应电炉的熔化特点 65
4.1.4 真空熔炼过程的特点 66
4.1.5 冷坩埚悬浮熔炼技术 69
4.2 真空感应熔炼稀土永磁合金工艺 69
4.2.1 原材料选择 69
4.2.2 原材料处理及配料 72
4.2.3 坩埚的选择和准备 72
4.2.4 真空感应熔炼操作 73
4.3 稀土永磁合金铸锭组织的控制 74
4.3.1 稀土永磁合金结晶过程的机制 74
4.3.2 稀土永磁合金铸锭的晶体生长特征 75
4.3.3 稀土永磁合金铸锭的凝固方式及对铸锭组织的控制 77
4.4 熔体快淬法和速凝法制备稀土永磁合金 78
4.4.1 熔体快淬法制备NdFeB磁粉工艺 79
4.4.2 快淬磁各向同性NdFeB合金的结构与磁性能 79
4.4.3 速凝法制备NdFeB合金工艺 81
4.4.4 速凝磁各向异性NdFeB鳞片铸锭的显微组织 82
4.5 真空热还原扩散法制备稀土永磁合金 84
4.5.1 还原扩散法的基本原理 84
4.5.2 原材料准备 85
4.5.3 混料 88
4.5.4 还原扩散处理 89
4.5.5 去除氧化钙和钙 90
5 稀土永磁合金制粉原理与技术 92
5.1 稀土永磁粉末的细度特征及要求 92
5.1.1 粉末体性能概述 92
5.1.2 粉体的粒度分布 94
5.1.3 颗粒粒度的测量 94
5.1.4 对稀土永磁合金磁性粉末的要求 96
5.2 机械球磨制粉 96
5.2.1 机械法制粉原理 96
5.2.2 机械法制粉过程 98
5.2.3 滚动球磨制粉技术 99
5.2.4 机械球磨制粉过程的防氧化保护 100
5.3 气流磨制粉 102
5.3.1 气流磨制粉原理 102
5.3.2 气流磨制粉过程 103
5.3.3 气流磨制粉的特点 104
5.4 HD和HDDR法制粉技术 105
5.4.1 氢与RE-TM化合物的相互作用 105
5.4.2 HD处理过程和HD磁粉 107
5.4.3 NdFeB各向同性黏结磁粉的HDDR处理 110
5.4.4 NdFeB各向异性黏结磁粉的HDDR处理 112
5.5 双合金法和机械合金化法制备NdFeB永磁材料 115
5.5.1 双合金法制备烧结NdFeB永磁材料 115
5.5.2 机械合金化法制备黏结永磁体磁粉 117
6 稀土永磁粉末磁场取向与成型 121
6.1 稀土永磁粉末磁场取向原理 121
6.1.1 稀土永磁粉末磁场取向与磁体磁性能的关系 121
6.1.2 粉末颗粒在磁场中的取向过程 122
6.1.3 粉末颗粒的错取向 123
6.1.4 影响粉末颗粒取向度的因素 124
6.2 粉末压制成型原理 126
6.2.1 粉末压制过程 126
6.2.2 压制时的压力分布 127
6.2.3 压坯的弹性后效 129
6.3 粉末压制成型方法与设备 130
6.3.1 模压 130
6.3.2 模压加等静压 131
6.3.3 橡胶模等静压 133
6.4 磁场取向与压制工艺 136
6.4.1 模压压模的计算和设计 136
6.4.2 模压工艺操作 137
6.4.3 等静压压制工艺操作 138
6.4.4 压制成型时粉末的防氧化保护 140
6.5 黏结稀土永磁体的制备技术 141
6.5.1 黏结永磁材料及其应用与发展 141
6.5.2 黏结稀土永磁体的制备方法 142
6.5.3 黏结永磁体的磁性能与影响因素 146
7 稀土永磁材料的真空烧结、热处理及磁体加工 149
7.1 烧结现象和基本规律 149
7.1.1 粉末体固相烧结过程 149
7.1.2 粉末体固相烧结的致密化机理 151
7.1.3 烧结过程中的再结晶及晶粒长大 153
7.2 稀土永磁体的液相烧结 154
7.2.1 稀土永磁体的液相烧结现象 154
7.2.2 液相烧结的基本过程 155
7.2.3 影响液相烧结的因素 157
7.2.4 烧结过程中对磁体晶粒尺寸的控制 160
7.3 稀土永磁材料的烧结与热处理工艺 162
7.3.1 烧结与热处理工艺制度 162
7.3.2 真空烧结与热处理设备 166
7.3.3 烧结工艺操作 167
7.4 烧结稀土永磁体的加工与检验 168
7.4.1 机械加工 168
7.4.2 表面处理 171
7.4.3 产品的检测 174
7.4.4 产品的充磁与退磁 175
第Ⅲ篇 稀土永磁材料产品的性能及发展 178
8 烧结NdFeB永磁材料 178
8.1 烧结NdFeB永磁合金的成分设计 178
8.1.1 烧结NdFeB永磁材料的牌号与性能 178
8.1.2 三元烧结NdFeB永磁材料的成分与性能 180
8.1.3 氧在烧结NdFeB永磁体中的作用 182
8.2 三元以上的烧结NdFeB永磁材料 184
8.2.1 三元以上的（Nd，RE）（Fe，M1，M2）B烧结永磁材料 184
8.2.2 低成本的RE-Fe-B（RE＝La，Ce，MM，Pr）烧结永磁材料 186
8.2.3 具有低温度系数的烧结RE-Fe-B永磁材料 188
8.3 烧结NdFeB永磁材料的磁能积 189
8.3.1 烧结NdFeB永磁体的Br和（BH）m的极限值 190
8.3.2 烧结NdFeB永磁体主相体积分数和取向度与磁性能的关系 190
8.3.3 高磁能积烧结NdFeB永磁材料的成分考虑 192
8.3.4 高磁能积烧结NdFeB永磁材料的理想显微结构 193
8.3.5 实验室研制的高磁能积NdFeB永磁材料 195
8.4 烧结NdFeB永磁材料的矫顽力 197
8.4.1 烧结NdFeB永磁材料的形核场HN与矫顽力 197
8.4.2 烧结NdFeB永磁体的形核场HN与各向异性（K1和HA）的关系 198
8.4.3 烧结NdFeB永磁材料的形核场HN 200
8.4.4 添加元素的晶界显微结构 202
8.4.5 高矫顽力烧结NdFeB永磁材料的成分及结构设计 204
9 稀土钴永磁材料 208
9.1 稀土钴永磁材料的品种规格及性能 208
9.2 RECo5型稀土钴永磁材料 210
9.2.1 SmCo5永磁材料的成分与磁性能的关系 210
9.2.2 SmCo5永磁合金的750℃回火效应 211
9.2.3 SmCo5合金烧结和热处理工艺与磁性能的关系 213
9.2.4 PrCo5和（Sm，Pr）Co5永磁材料 216
9.2.5 MMCo5和Ce（Co，Cu，Fe）5永磁材料 218
9.3 2:17型Sm（Co，Cu，Fe，Zr）z稀土钴永磁材料 218
9.3.1 2:17型Sm（Co，Cu，Fe，Zr）z永磁材料的成分 219
9.3.2 高矫顽力Sm（Co，Cu，Fe，Zr）7.4 合金的显微组织 221
9.3.3 高矫顽力Sm（Co，Cu，Fe，Zr）7.4 合金的矫顽力 222
9.3.4 高矫顽力Sm（Co，Cu，Fe，Zr）74永磁材料的稳定性 223
10 其他稀土－铁系永磁材料 225
10.1 热变形各向异性REFeB永磁材料 225
10.1.1 REFeB合金的铸造－热变形制备技术 225
10.1.2 REFeB合金的粉末－致密化－热变形制备技术 231
10.2 稀土－铁系间隙化合物永磁材料 234
10.2.1 稀土－铁系间隙化合物永磁材料的基本原理 234
10.2.2 Sm2Fe17Nx间隙化合物永磁材料 235
10.2.3 其他稀土－铁系间隙化合物永磁材料 240
10.3 双相纳米晶复合永磁材料 242
10.3.1 双相纳米晶复合永磁材料的特征 242
10.3.2 双相纳米晶复合永磁材料的磁学分析 243
10.3.3 双相纳米晶复合RE2Fe14B/α-Fe系永磁材料 245
10.3.4 双相纳米晶复合Fe3B/α-Fe＋Nd2Fe14B系永磁材料 248
10.3.5 双相纳米晶复合永磁材料的新进展 249
参考文献 253