第1章 绪论 1
1.1 磁学研究的发展 1
1.2 永磁材料的研究概况 2
1.2.1 永磁材料 2
1.2.2 双相纳米永磁材料 7
1.2.3 永磁材料的应用 8
1.2.4 永磁材料的发展趋势 9
1.3 Sm2Fe17Ny型稀土永磁材料的研究进展 9
1.3.1 R2Fe17化合物晶体结构 9
1.3.2 填隙元素和氮化气氛的影响 11
1.3.3 替代元素的影响 12
1.3.4 Sm2Fe17Ny磁粉的制备方法 13
1.3.5 Sm2Fe17Ny/α-Fe双相纳米磁粉的制备方法 16
1.3.6 黏结磁体的制备 16
1.4 其他Sm-Fe基化合物 17
1.4.1 ThMn12型 17
1.4.2 R3（Fe，M）29型 18
1.4.3 SmFe7型 19
1.4.4 SmTiFe10型（1:11型） 19
1.4.5 SmFe5型（1:5型） 20
1.4.6 SmFe2与SmFe3 20
1.4.7 Sm10Fe90型 20
1.4.8 Sm6Fe23型 20
1.5 磁化理论模型与双相纳米晶界面弹性交换作用的提出 20
1.6 纳米复合稀土永磁材料 21
1.6.1 纳米复合稀土永磁材料的交换耦合作用 21
1.6.2 双相纳米晶交换耦合相互作用的理论模型 21
1.6.3 国内外纳米复合稀土永磁专利进展 24
1.7 目前Sm-Fe基氮化物及双相纳米磁性材料研究中存在的问题 27
1.8 本书的研究内容 30
第2章 试验方法 32
2.1 原材料的选用 32
2.2 试验过程 32
2.3 试验所用的主要制备设备 33
2.4 试验所用的检测与分析设备 34
第3章 钐铁母合金的熔炼 35
3.1 Sm-Fe二元合金的相图与结晶 35
3.1.1 Sm-Fe二元合金相图 35
3.1.2 Sm2Fe17合金的平衡结晶 36
3.1.3 Sm2Fe17合金的非平衡结晶 36
3.2 Sm-Fe二元合金的热力学分析 37
3.2.1 热力学模型及计算 37
3.2.2 热力学分析 37
3.3 Sm-Fe二元合金的感应电炉熔炼 37
3.3.1 感应电炉熔炼操作 38
3.3.2 真空度对感应电炉熔炼Sm-Fe母合金组织及物相的影响 38
3.3.3 感应电炉熔炼Sm-Fe母合金设备的匹配问题 41
3.3.4 加钐方式对感应电炉熔炼Sm-Fe母合金组织及物相的影响 41
3.3.5 加入保护气体压力的影响 42
3.4 Sm-Fe二元合金的真空电弧炉熔炼 43
3.4.1 真空电弧炉的特点 43
3.4.2 真空电弧炉熔炼Sm-Fe（M）合金 43
3.5 本章小结 45
第4章 Sm-Fe基合金的X射线测试与分析方法 46
4.1 稀土Sm2Fe17型永磁材料X射线无标定量相分析 46
4.1.1 引言 46
4.1.2 试样的制备及试验方法 47
4.1.3 方法原理 47
4.1.4 计算步骤与程序 49
4.1.5 试验结果与分析 51
4.2 稀土Sm2Fe17型永磁材料晶格常数的精确测定 52
4.3 稀土Sm2Fe17型永磁材料晶粒尺寸的测定 52
4.4 本章小结 53
第5章 Sm2Fe17型合金及其氮化物的研究 54
5.1 引言 54
5.2 添加不同钐含量的Sm2Fe17型合金的铸态和退火态组织与物相研究 54
5.2.1 铸态组织观察与物相分析 54
5.2.2 铸态组织退火时间的研究 56
5.2.3 退火态合金组织 57
5.2.4 退火前后XRD分析 58
5.3 退火后合金的破碎 60
5.4 Sm-Fe合金粉末在封闭气氛中氮化的研究 61
5.4.1 引言 61
5.4.2 氮化热力学 61
5.4.3 粉末粒度对氮化后氮含量的影响 62
5.4.4 不同氮化时间对物相的影响 65
5.4.5 Sm2Fe17型合金的热分析 71
5.4.6 氮化后粉末的自然时效处理 73
5.4.7 氮化粉末的形貌 73
5.4.8 Sm2 Fe17型合金的氮化机制 74
5.4.9 不同钐含量合金的磁性能 78
5.5 黏结磁体的制备及磁性能 82
5.5.1 黏结剂的选择 82
5.5.2 黏结磁体的形貌 83
5.5.3 磁粉取向压结后的物相结构 84
5.5.4 黏结磁体的强度 85
5.5.5 在封闭气氛中氮化后的黏结磁体的磁性能 85
5.6 Sm-Fe合金粉末在流动氮气氛中的氮化 87
5.6.1 试验条件 87
5.6.2 氮化后粉末的XRD分析 87
5.6.3 流动氮气中氮化机制 91
5.6.4 流动氮气中氮化后的磁性能 91
5.6.5 使用流通氮气氮化存在的问题 92
5.7 关于SmFe7相、XRD谱及磁性能测试的问题 92
5.7.1 Sm2Fe17相与SmFe7相 92
5.7.2 关于X射线衍射仪测试中的问题 93
5.7.3 磁性能测试中的问题 94
5.8 本章小结 96
第6章 Sm2Fe17-xTix合金及其氮化物的研究 98
6.1 引言 98
6.2 Sm-Fe-Ti合金铸态与退火态组织形貌和物相分析 99
6.2.1 Sm-Fe-Ti三元相图 99
6.2.2 铸态与退火态的BSE汇像 100
6.2.3 退火前后物相变化 103
6.2.4 退火合金物相组成对比 108
6.3 Sm2Fe17-xTix合金在封闭氮气氛中氮化的研究 110
6.3.1 引言 110
6.3.2 不同粒度粉末氮含量的对比 111
6.3.3 不同氮化时间对物相的影响 115
6.3.4 Sm2Fe17-xTixNy合金的热分析 122
6.3.5 Sm2Fe17-xTixNy氮化合金粉末的形貌 124
6.3.6 Sm2Fe17-xTix合金氮化机制 125
6.3.7 Sm2Fe17-xNy氮化合金的磁性能 125
6.3.8 Sm2Fe17-xTixNy黏结磁体的磁性能 128
6.4 Sm2Fe17-xTix合金在流动氮气氛中的氮化 131
6.4.1 试验条件 131
6.4.2 退火后合金的BSE像 131
6.4.3 退火后合金XRD 131
6.4.4 氮化后粉末的物相分析 133
6.4.5 流动氮气氛中氮化机制 138
6.4.6 氮化后的磁性能 138
6.5 本章小结 139
第7章 Sm2 Fe17-xNbx合金及其氮化物的研究 142
7.1 引言 142
7.2 Sm-Fe-Nb合金铸态与退火态组织形貌和物相结构分析 142
7.2.1 铸态与退火态合金组织形貌和物相 142
7.2.2 铸态与退火态物相变化 145
7.2.3 退火态合金的物相构成 147
7.3 Sm-Fe-Nb合金在封闭氮气氛中的氮化 149
7.3.1 试验条件 149
7.3.2 不同粒度粉末氮含量的对比 149
7.3.3 氮化后物相分析 152
7.3.4 合金的热分析 157
7.3.5 Sm2Fe17-xNbxNy粉末的形貌 159
7.3.6 Sm2Fe17-xNbxNy粉末的磁性能 159
7.3.7 Sm2Fe17-xNbxNy树脂黏结磁体的磁性能 162
7.4 本章小结 163
第8章 经HDDR处理的Sm2 Fe17型合金及其氮化物的研究 165
8.1 引言 165
8.1.1 前言 165
8.1.2 试验方法 166
8.2 Sm-H与Fe-H相图 166
8.3 Sm12.8Fe87.2合金HD与HDDR工艺研究 167
8.3.1 不同温度氢气处理后XRD分析 167
8.3.2 抽真空、粉末粒度及循环次数对HDDR效果的影响 170
8.3.3 不同HDDR处理工艺对磁性能的影响 173
8.4 经HDDR处理的不同钐补偿含量Sm2 Fe17型合金及其氮化物的研究 174
8.4.1 引言 174
8.4.2 HDDR循环次数的影响 174
8.4.3 HDDR处理后的颗粒形貌 177
8.4.4 氮化后的物相变化 178
8.4.5 粉末粒度对氮化后氮含量的影响 180
8.4.6 氮化后粉末形貌 182
8.4.7 热分析 183
8.4.8 氮化机制 184
8.4.9 粉末的磁性能 184
8.4.10 各向异性环氧树脂黏结磁体的磁性能 187
8.5 本章小结 189
第9章 经HDDR处理的Sm2Fe17-xTix合金及其氮化物的研究 191
9.1 HDDR循环次数的影响 191
9.1.1 Sm2Fe16.5 Ti0.5合金HDDR 191
9.1.2 Sm2Fe16 Ti1合金HDR 191
9.1.3 Sm2Ee15Ti2合金HDDR 193
9.1.4 Sm2Fe14Ti3合金HDDR 194
9.2 HDDR处理后合金粉末的形貌 195
9.3 氮化后物相变化 197
9.3.1 Sm2Fe16.5 Ti0.5的氮化XRD 197
9.3.2 Sm2Fe16 Ti1的氮化XRD 198
9.3.3 Sm2Fe15Ti2的氮化XRD 199
9.3.4 Sm2Fe14Ti3合金与Sm2Fe13Ti4合金的氮化XRD 200
9.4 粉末粒度对氮化后氮含量的影响 202
9.5 氮化后粉末的形貌 203
9.6 氮化后粉末的热分析 204
9.7 氮化机制 205
9.8 氮化粉末的磁性能 205
9.9 Sm2Fe17-xTixNy各向异性黏结磁体的磁性能 208
9.10 本章小结 209
第10章 经HDDR处理的Sm2Fe17-xNbx合金及其氮化物的研究 211
10.1 HDDR循环次数的影响 211
10.1.1 Sm2Fe16.5 Nb0.5合金HDDR 211
10.1.2 Sm2Fe16Nb1合金HDDR 211
10.1.3 Sm2Fe15Nb2合金HDDR 213
10.1.4 Sm2Fe14Nb3合金HDDR 213
10.1.5 HDDR过程中的中间产物分析 215
10.2 HDDR处理后合金粉末的形貌 216
10.3 氮化后物相变化 217
10.3.1 Sm2Fe16. Nb0.5的氮化XRD 217
10.3.2 Sm2Fe16Nb1的氮化XRD 218
10.3.3 Sm2Fe15Nb2的氮化XRD 219
10.3.4 Sm2Fe14Nb3合金与Sm2Fe13Nb4合金的氮化XRD 220
10.4 粉末粒度对氮化后氮含量的影响 222
10.5 氮化后粉末的形貌 223
10.6 氮化后粉末的热分析 224
10.7 氮化机制 225
10.8 氮化粉末的磁性能 225
10.9 各向异性黏结磁体的磁性能 227
10.10 本章小结 228
第11章 球磨、盘磨及机械研磨对比研究 230
11.1 Sm2Fe17型化合物高能球磨效果的研究 230
11.1.1 引言 230
11.1.2 试验条件 230
11.1.3 先球磨再氮化的粉末形貌 230
11.1.4 先氮化再球磨的粉末形貌 231
11.1.5 先球磨再氮化粉末的物相结构 232
11.1.6 先氮化再球磨的组织结构 235
11.1.7 磁性能 237
11.2 手研磨效果的研究 238
11.3 盘磨的研究 238
11.4 HDDR处理的Sm2 Fe16 Ti1Ny化合物高能球磨及研磨效果的研究 239
11.4.1 引言 239
11.4.2 试验 239
11.4.3 高能球磨后的粉末形貌 240
11.4.4 氮化物球磨后的物相结构 241
11.4.5 磁性能 241
11.5 本章小结 242
第12章 透射电镜观察与微结构分析 243
12.1 黏结试样的形貌 243
12.2 未经HDDR处理Sm-Fe-N粉末的观察 244
12.3 经HDDR处理Sm-Fe（M）-N（M=Ti，Nb）黏结磁体的观察 245
12.3.1 Sm-Fe-N磁体 245
12.3.2 Sm-Fe-Nb-N磁体 245
12.3.3 Sm-Fe-Ti-N磁体 247
12.4 本章小结 250
第13章 Sm3（Fe，Ti）29/α-Fe母合金Sm-Fe-Ti铸锭的熔炼与处理 251
13.1 引言 251
13.2 试验材料、设备及工艺 254
13.2.1 试验材料及设备 254
13.2.2 试验工艺 254
13.3 Sm-Fe-Ti合金的熔炼 258
13.3.1 Sm-Fe-Ti合金的熔炼工艺 258
13.3.2 Sm-Fe-Ti合金的反应 258
13.3.3 Sm-Fe-Ti铸态合金组织及物相 259
13.4 Sm-Fe-Ti合金铸锭的均匀化退火 260
13.5 本章小结 262
第14章 Sm3（Fe，Ti）29/α-Fe双相纳米磁性材料制备、组织与性能 264
14.1 引言 264
14.2 Sm-Fe-Ti合金的快淬处理 265
14.2.1 熔体快淬后组织及物相分析 265
14.2.2 熔体快淬薄带的晶化处理 266
14.3 快淬薄带的氮化处理、氮化组织与物相分析 272
14.4 不同状态下Sm-Fe-Ti快淬薄带的磁性能测试与分析 280
14.4.1 影响材料磁性能的主要因素 280
14.4.2 晶化温度对磁性能的影响 281
14.4.3 氮化温度对磁性能的影响 284
14.4.4 测试温度对磁性能的影响 284
14.5 Sm3（Fe，Ti）29/α-Fe的透射电镜观察与微结构分析 285
14.5.1 材料的透射电镜样品的制备特点 285
14.5.2 粉末样品的透射电镜观察与分析 286
14.5.3 薄带样品的透射电镜观察与分析 287
14.6 本章小结 290
第15章 Nd2Fe14B/FeCo原位双相纳米磁性材料制备工艺 292
15.1 试验原料 292
15.2 试验工艺及过程 292
15.2.1 成分设计原则与配料 292
15.2.2 母合金的熔炼 293
15.2.3 熔体快淬 293
15.2.4 均匀化退火 294
15.2.5 球磨制粉 294
15.3 试验所用主要设备 295
15.3.1 制备设备 295
15.3.2 分析设备 295
第16章 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金微结构及磁性能的研究 296
16.1 引言 296
16.2 试样制备及试验方法 297
16.3 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金铸态组织及物相分析 297
16.3.1 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3.0，5.0）铸态组织的XRD分析 297
16.3.2 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3.0，5.0）铸态组织的形貌分析 298
16.4 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金快淬薄带组织及物相分析 300
16.4.1 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）快淬组织的XRD分析 300
16.4.2 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）快淬组织的扫描电镜分析 301
16.5 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金晶化退火组织及磁性能分析 302
16.5.1 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金晶化退火组织相组成分析 302
16.5.2 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金晶化退火态的磁性能 303
16.6 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金球磨组织及磁性能分析 304
16.6.1 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金球磨组织相组成分析 304
16.6.2 Nd10Fe84-xB6Cox（x=0，3，5）合金球磨组织的磁性能分析 305
16.7 本章小结 307
第17章 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金微结构及磁性能的研究 308
17.1 引言 308
17.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金铸态组织分析 308
17.2.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金铸态XRD分析 308
17.2.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金铸态SEM分析 309
17.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金快淬组织及磁性能分析 311
17.3.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金快淬组织XRD分析 311
17.3.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金快淬薄带磁性能分析 312
17.4 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金退火组织及磁性能分析 314
17.4.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金退火组织XRD分析 314
17.4.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金退火组织SEM分析 314
17.4.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金退火磁性能分析 315
17.5 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金球磨组织及磁性能分析 316
17.5.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Crx合金球磨粉末组织形貌 316
17.5.2 Nd11.3 Fe80-xB5 2Co3.5 Crx合金球磨粉末磁性能 317
17.6 本章小结 318
第18章 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金的微结构与磁性能的研究 320
18.1 引言 320
18.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金快淬组织的XRD分析 321
18.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金退火组织及磁性能分析 322
18.3.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金退火组织XRD分析 322
18.3.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金退火组织的SEM分析 323
18.3.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金退火磁性能分析 323
18.4 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金球磨组织及磁性能分析 325
18.4.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金球磨粉末XRD分析 325
18.4.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Alx合金球磨粉末磁性能 326
18.5 本章小结 327
第19章 Nd2（Fe，Co）14B/Fe7Co3原位自生双相纳米磁性材料的微结构及磁性能的研究 329
19.1 引言 329
19.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金快淬薄带磁性能分析 329
19.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金退火组织及磁性能分析 331
19.3.1 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金薄带退火组织XRD分析 331
19.3.2 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金薄带退火组织SEM分析 331
19.3.3 Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金薄带退火磁性能分析 332
19.4 退火时间对Nd11.3 Fe80-xB5.2 Co3.5 Zrx合金薄带磁性能的影响 334
19.5 本章小结 337
第20章 快淬速度对Nd10Fe81Co3B6薄带微结构及磁性能的影响 338
20.1 引言 338
20.2 不同快淬速度对Nd10Fe81Co3 B6薄带微观组织的影响 339
20.3 不同淬速Nd10Fe81Co3 B6淬态薄带的热分析 340
20.4 不同淬速Nd10Fe81Co3B6薄带磁性能分析 341
20.5 不同淬速Nd10Fe81Co3B6快淬薄带晶化后的结构特征 342
20.6 不同淬速对Nd10Fe81Co3B6快淬薄带磁性能的影响 344
20.7 本章小结 345
参考文献 347