強磁體——稀土永磁材料原理、製造與套用

《強磁體——稀土永磁材料原理、製造與套用》是2011年8月出版的圖書，作者是潘樹明。

基本介紹

• 中文名：強磁體——稀土永磁材料原理、製造與套用
• 作者：潘樹明
• 類別：無機材料
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2011年8月
• 頁數：424 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122103857
• 版次：1版1次

內容簡介

本書包括稀土永磁體——稀土鈷基、鐵基超強永磁材料、雙相納米晶複合永磁材料、稀土鐵系間隙化合物永磁材料的製造工藝、設備、製造原理、套用和中國稀土永磁材料研發與產業化的創新；永磁材料的磁學基礎；稀土永磁材料的相變與稀土金屬間化合物晶體結構；當今國內外先進水平的製造工藝及設備、製造原理；第一代稀土永磁材料——稀土鈷基永磁材料，第二代2∶17型稀土鈷基永磁材料第三代稀土永磁材料——稀土鐵基永磁材料、納米晶複合永磁材料、稀土過渡間隙化合物永磁材料的成分、性能、製作方法以及它們的相互關係，永磁材料的套用、磁路設計基礎、永磁材料的穩定性、磁性測量、永磁體套用範圍和典型範例與發展前景。

本書將鐵磁學、晶體學、金屬學、冶金學、材料科學的基本理論融會貫通地套用於稀土永磁材料，對相關的基本概念、基本原理作出了清晰的論述。本書針對中國稀土永磁材料行業在高性能產品生產向前發展的問題進行闡述，提出中國稀土永磁材料行業的研究目標和達到目標十種創新技術方法和策略，對國內外出現的磁性材料新理論、新學說、新材料、新技術作了詳細闡述。

本書適合從事永磁材料生產、研發與套用的技術人員以及相關的科技領域的科技人員閱讀。

目錄

第1章緒論1

11稀土永磁材料在國民經濟中的地位和作用1

12稀土永磁材料的現狀與發展前景1

13稀土元素2

14稀土元素原子的外部電子層結構2

15稀土元素的原子半徑和三價離子半徑值3

16稀土元素的物理性質4

17永磁材料發展歷程、磁學磁性材料發展大事記5

171永磁材料發展歷程5

172磁學磁性材料發展的大事記9

18永磁材料優劣判斷標準11

參考文獻12

參考書目12

第2章永磁材料的磁學基礎14

21永磁材料的技術磁參數14

22矯頑力的理論及其理論的發展21

221得到最大矯頑力的條件21

222矯頑力的應力理論和摻雜理論21

223形核場理論——形核場決定的矯頑力21

224釘扎場理論——釘扎場決定的矯頑力22

23強磁性的微觀機理與鐵磁性的量子力學理論29

231強磁性的微觀來源機理與HeisenbergW的量子力學理論29

232Hei Senberg(海森堡)自發磁化理論要點30

233френелъ(弗倫克爾)提出的鐵磁物質的自發磁化理論要點32

參考文獻34

參考書目34

第3章稀土永磁材料的相圖與稀土化合物的晶體結構36

31引言36

32稀土鈷二元系相圖及化合物37

33釤鈷銅相圖44

34釤鈷銅鐵系永磁體相圖48

35釤鈷銅鐵金屬系2∶17型永磁體相轉變分析49

36稀土鐵二元相圖及化合物51

37稀土鐵硼三元系相圖及化合物55

38釹鐵硼三元系的非平衡狀態圖64

39鐠鐵硼三元系相圖64

310釹鐵碳三元系相圖70

311晶體與晶體的七大晶系70

312稀土永磁化合物的晶體結構概述71

313Th2Ni17型化合物的晶體結構72

314Th2Zn17型化合物的晶體結構74

315稀土鈷系化合物的晶體結構76

316La2Fe14B化合物的晶體結構77

317R1+εFe4B4化合物的晶體結構78

參考文獻82

參考書目83

第4章合金相與相變的原理及在稀土永磁合金高溫相變中的套用85

41合金相與相變的原理85

411相與相變85

412合金與材料85

413組織與結構86

414相變與結構的變化86

415相變的分類——熱力學分類86

416相變的分類——動力學的分類89

417相變的分類——結構學分類90

418相變的驅動力90

419相變阻力92

4110形核92

4111新相長大的一些規律92

4112固體相變動力學93

4113馬氏體相變97

42燒結NdFeB系永磁合金的室溫相與高溫相變98

43稀土永磁合金高溫相變的套用105

431在材料科學、理論研究方面的套用105

432在材料製備工藝上的套用106

參考文獻108

參考書目108

第5章稀土永磁材料的熔煉工藝110

51合金熔煉技術110

52快速凝固鱗片的顯微組織優劣的判定標準113

參考文獻113

參考書目114

第6章稀土永磁合金制粉原理與工藝技術115

61制粉原理與稀土永磁體粉末的特點115

62製造燒結稀土永磁體對磁性粉末的要求115

63機械球磨製粉技術116

64氫破碎和氣流磨製粉117

參考文獻122

參考書目122

第7章稀土永磁合金粉末磁場取向與成形工藝技術123

71磁場下成形概述123

72粉末在磁場下成形的過程和壓坯質量分析123

721粉末特性123

722壓件的形狀及尺寸124

723壓制條件124

724加壓方式124

725加壓速度124

726壓制過程中力的分析124

727成形劑124

728成形劑的選擇標準125

729物料壓制過程中壓坯質量的影響因素125

73稀土永磁合金粉末磁場取向與成形實例126

74常見壓坯缺陷分析及改進措施128

75壓制工藝的制定130

76壓制工藝有關的參數130

77脫模方式131

78壓制壓力131

79磁場中成形工藝131

參考文獻133

參考書目133

第8章稀土永磁材料的燒結原理、工藝技術134

81燒結的目的與實質134

82燒結溫度的設定134

83高溫燒結保溫時間的設定134

84燒結原動力135

85燒結中的物質遷移135

86固相燒結的過程136

87晶界擴散的作用與晶界擴散機構138

88晶界顯微組織與晶界相139

89塑性流動機構142

810中間階段燒結的基本過程143

811最終階段燒結的基本過程144

812燒結過程中粉末體燒結時再結晶145

813活化燒結146

814活化燒結的方法146

815燒結工藝的制定與燒結工藝技術147

參考文獻149

參考書目149

第9章SmCo5永磁材料的熱處理與磁性能150

91SmCo5發展歷程與回火效應150

92SmCo5永磁材料的750℃回火效應與矯頑力下降的機理151

93SmCo5永磁材料製備工藝中熱處理對矯頑力的影響154

94SmCo5永磁材料的矯頑力機理157

參考文獻159

參考書目160

第10章黏結稀土永磁材料的原理製備工藝技術161

101黏結稀土永磁材料的特點161

102黏結稀土永磁材料的分類161

103黏結稀土永磁體的製備工藝技術162

104黏結稀土永磁材料的磁性能163

105黏結稀土永磁材料的套用164

參考文獻164

參考書目165

第11章HDDR法製備稀土永磁材料的原理與工藝技術166

111製備原理166

112製備工藝167

1121製備各向同性釹鐵硼磁粉的HDDR工藝167

1122製備各向異性的釹鐵硼黏結磁粉HDDR工藝169

1123Nd15Fe66Co12B7各向異性永磁材料的HDDR工藝技術171

1124Sm2Fe17型合金的不同含量Sm補償及Sm2Fe17Nx的HDDR

工藝技術174

參考文獻175

參考書目175

第12章稀土永磁材料粉末的機械合金化製備工藝技術176

121機械合金化高溫合金176

122機械合金化製備工藝技術176

1221機械合金化製備各向同性SmFeN粉末177

1222機械合金化SmxFe85-xV15合金的結構和磁性178

參考文獻180

參考書目180

第13章雙合金法製造燒結稀土鐵基永磁材料181

131雙合金法製備燒結稀土永磁材料的製備原理181

132雙合金法製造燒結稀土鐵基永磁材料的工藝技術182

參考文獻183

參考書目184

第14章稀土鐵系間隙化合物永磁材料185

141稀土鐵系間隙化合物永磁材料的發展185

142ThMn12晶體結構185

143R2Fe17Nx間隙化合物的結構188

144Sm2Fe17Cx間隙化合物永磁材料190

145Sm2(Fe,M)17Nx磁粉的製備方法192

146合金元素193

參考文獻194

參考書目195

第15章稀土鈷永磁材料197

151稀土鈷永磁材料的種類、品種和磁性197

152RCo5永磁材料的製造工藝技術202

1521粉末冶金法202

1522還原擴散法205

153PrCo5永磁材料207

1531Cr2O3的添加對燒結PrCo5磁性能的影響208

154（SmPr）Co5永磁材料209

155MMCo5永磁材料211

156（SmHR）Co5永磁材料211

157Ce（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進展212

1581重稀土鈷系合金的相變212

1582SmCo5化合物的價電子結構與磁性的關係214

1583SmCo5永磁合金高溫相變與磁性214

參考文獻215

參考書目216

第16章第二代稀土永磁材料2∶17型稀土鈷永磁材料217

1612∶17型稀土鈷永磁材料的發展和釤鈷銅系永磁材料217

162釤鈷銅鐵系永磁材料219

163釤鈷銅鐵金屬系——（2∶17型SmCo）永磁材料221

1631釤鈷銅鐵金屬系永磁材料的種類和性質221

1632釤鈷銅鐵金屬系（2∶17型永磁材料）的成分221

1633Sm(Co，Cu,Fe,Zr)z永磁材料成分與高溫相及其結構224

1642∶17型SmCo合金液相燒結工藝、顯微組織與磁性224

16412∶17型SmCo合金液相燒結工藝224

1642Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z(7≤Z≤85)永磁材料的顯微組織形成機制228

165沉澱硬化2∶17型SmCo永磁材料的矯頑力機理230

166低溫度係數的2∶17型SmCo永磁材料240

167重稀土過渡金屬化合物的亞鐵磁性242

168Sm2(Fe,Ga,Si,Cu)17Cy化合物的磁晶各向異性和矯頑力245

169Sm2(Co，Cu，Fe，Zr)17合金與高使用溫度的永磁體249

16102∶17型SmCo永磁材料研究套用進展251

16101Sm(Co,Cu,Fe,Zr)Z磁體反常矯頑力溫度關係的機理252

16102高矯頑力2∶17型SmCo永磁合金的自旋再取向與15K和變溫的磁性253

16103高溫下Sm揮發對Sm(Co,Fe,Cu,Zr)Z磁體微磁結構的影響254

16104Sm(Co,Cu,Fe,Zr)74高溫中亞穩定的過渡相與矯頑力255

16105高溫2∶17型SmCo永磁體的顯微組織及其與磁能的關係256

161062∶17型SmCo高溫永磁體的研究257

參考文獻258

參考書目259

第17章第三代稀土永磁材料——燒結稀土鐵硼系永磁材料261

171RFeB永磁材料的發現261

1711第三代稀土永磁材料RFeB的誕生261

1712RFeB的品種262

172釹鐵硼三元系永磁材料的主要成分266

173稀土鐵硼系永磁材料的製備工藝技術268

1731燒結工藝設計的基礎268

1732固相燒結和液相燒結269

1733燒結產品變形分析270

1734燒結前真空燒結爐的檢查270

1735燒結過程中排除毛坯收縮產生的廢氣271

1736控制產品均勻性技術271

1737時效工藝技術的設計272

174燒結稀土鐵硼系永磁材料的顯微組織272

1741NdFeB系永磁材料鑄態顯微組織272

1742三元燒結釹鐵硼永磁材料的顯微組織特徵273

1743Nd2Fe14B的結構與R2Fe14B的矯頑力形成機理274

175三元以上的稀土（R）鐵（Fe·M1M2）硼（B）系永磁材料292

1751添加金屬鈷的釹鐵鈷硼永磁材料295

1752添加鈮的釹鐵鈮硼系或釹鏑鐵鈷鈮硼系永磁材料307

1753添加鎵的稀土鐵鎵硼或稀土鏑鐵鈷鎵鈮硼永磁材料314

1754三元以上的稀土鐵硼系微量添加晶界合金對合金力學性能和微結構影響316

1755稀土鐵硼系中複合添加Sn、Al元素對磁性能的影響318

1756添加鏑或Dy2O3的釹鏑鐵硼系和釹鏑鐵鈷硼系永磁材料320

1757添加鋁的稀土鐵鋁硼系和稀土鐵鈷鋁硼系永磁材料322

176燒結鐠鐵硼系永磁材料326

177(鑭、釹)鐵硼系永磁材料326

178第三代稀土永磁材料研發生產中的新進展及套用實例327

1781釹鐵硼系永磁合金矯頑力機制及其取向磁場關係328

1782納米晶NdFeB永磁材料的跨晶界交換作用與晶粒大小的關係330

1783PrFeB磁體退磁曲線研究331

1784垂直膜面各向異性REFeB永磁膜材料的研究332

1785高性能燒結NdFeB稀土永磁材料N42SH工藝研究333

1786低溫度係數NdFeB磁體的製備334

1787製備高矯頑力高工作溫度燒結NdFeB磁體335

1788放電燒結NdFeB永磁體電化學腐蝕動力學研究336

1789兩種低釹NdFeB合金的凝固行為研究337

17810高性能燒結NdFeB磁體熔煉技術與合金磁性能338

17811三元以上的RFeB永磁合金的納米微觀結構與矯頑力機制模型338

17812高性能NdFeB永磁體的疇結構339

參考文獻340

參考書目342

第18章雙相納米晶複合永磁材料345

181雙相納米晶複合永磁材料的發展345

182雙相納米晶複合永磁材料的特徵346

183雙相納米晶複合永磁材料的製備工藝347

1831製備各向異性納米複合磁體的技術困難347

1832納米晶粒結構對磁性能影響的新理論觀點348

1833各向同性納米複合磁體的製備技術349

1834各向異性納米晶粒複合磁體的製備技術349

184雙相納米晶複合永磁材料的交換耦合模型354

1841雙相納米晶複合永磁材料的一維交換耦合模型354

1842各向同性雙相納米晶複合永磁材料的二維與三維磁交換耦合模型356

1843各向異性雙相納米晶複合永磁材料交換耦合的三維模型358

185雙相納米晶複合永磁材料研發新進展與新技術的套用360

1851晶粒交換耦合相互作用對有效各向異性的影響及其變化規律360

1852不同輥速下Pr8Fe86B6合金快淬帶的結構362

1853納米晶永磁Pr8Fe87B5的反磁化機制365

1854Nd2Fe14B/αFe交換耦合磁體的磁化熱行為，邊界相對硬磁化的作用367

1855動態晶化對Nd2Fe14B/αFe永磁體磁性能和顯微組織的影響369

1856Nd含量對（NdxPr1-x）2Fe14B/αFe納米複合永磁材料磁性能的影響370

1857Pr2Fe14B/αFe納米永磁材料的高溫硬磁性能372

1858高溫度穩定性的Pr2Fe14B/αFe型納米永磁材料研究373

1859塊狀Nd2Fe14B/αFe雙相複合納米晶磁體的製備結構和磁性373

18510Ti摻雜對Nd2Fe14B/αFe納米複合永磁材料微結構和磁性能的影響374

18511添加Sn對納米複合永磁材料Pr2(FeCo)14B/α(FeCo)的磁性及微結構的影響375

18512硼粉摻雜對Nd2Fe14B/αFe雙相耦合納米晶磁體的影響375

18513納米複合材料Nd42Dy08Pr4Fe85Nb1B5最佳晶化條件377

18514交換耦合的納米軟硬磁性晶粒的有效各向異性常數378

18515爆炸壓實法製備Pr2Fe14B/αFe納米複合永磁體379

18516晶粒尺寸分布對納米硬磁材料有效各向異性和矯頑力的影響379

參考書目380

第19章稀土永磁材料的穩定性和磁性測量382

191稀土永磁材料的穩定性382

1911時間穩定性382

1912溫度穩定性382

1913化學穩定性387

1914衝擊作用和機械振動下的穩定性387

1915外磁場作用下的穩定性388

192磁性測量388

1921強磁體的檢驗和質量分析388

1922產品的檢驗方法舉例389

參考文獻392

參考書目392

第20章永磁材料的套用393

201永磁材料套用的進展393

202稀土永磁材料套用實例與領域394

2021在電機中的套用394

2022在計算機和計算機外圍設備中的套用396

2023在磁選機中的套用398

2024在交通運輸工具中的套用399

2025在電聲器件工程中的套用399

2026永磁體在磁製冷機設計上的套用401

2027一種永磁磁路設計的新方法402

2028在耳機、助聽器、音圈電機、磁振動器、振動馬達工程中的套用原理404

2029在磁控管中的套用405

203永磁材料發展前景展望405

參考文獻405

參考書目406

附錄407