上冊目錄 1 引言1.1永磁材料的磁性特征1.2永磁材料的發(fā)展簡史1.3稀土永磁材料的發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1稀土永磁材料的研發(fā)現(xiàn)狀1.3.1.1新材料探索1.3.1.2制備工藝技術(shù)改進(jìn)及磁體研發(fā)1.3.2稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀1.3.3稀土永磁材料的前景展望1.4稀土元素的特征1.4.1 稀土原子和離子的電子構(gòu)型和半徑1.4.2稀土原子和離子的價態(tài)和電負(fù)性1.4.3稀土金屬的晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)1.5稀土資源1.5.1全球稀土資源1.5.2中國稀土資源參考文獻(xiàn)2 稀土過渡族合金相圖2.1相圖與稀土永磁材料的關(guān)系2.1.1相圖2.1.2相圖與稀土永磁材料2.2二元系R-Co相圖2.2.1 R-Co相圖2.2.2 SmCo5和Sm2Co17附近區(qū)域的二元Sm-Co相圖2.2.3 R2Co17合金多形性的結(jié)構(gòu)相圖2.2.4 Sm-Cu和Co-Cu二元相圖2.3 Sm-Co基的多元相圖2.3.1 三元Sm-Co-Cu等溫截面圖2.3.2四元Sm-Co-Cu-Fe縱截面相圖2.3.3五元Sm-Co-Cu-Fe-Zr縱截面相圖2.4 二元系R-Fe相圖2.4.1 R-Fe相圖2.4.2 Nd-B和Fe-B二元相圖2.5 三元系R-Fe-B相圖2.5.1 Nd-Fe-B相圖2.5.2 Pr-Fe-B相圖2.5.3 Tb-Fe-B和Dy-Fe-B相圖2.5.4 Ce-Fe-B相圖2.6 三元系R-Fe-X相圖2.6.1 Nd-Fe-Al相圖2.6.2 Nd-Fe-Cu相圖2.6.3 Nd-Fe-Ga相圖2.6.4 Nd-Fe-C相圖2.6.5 Sm-Fe-Ti相圖2.7四元系Nd-R-Fe-B或Nd- Fe-B-X相圖2.7.1 Nd-Dy-Fe-B相圖2.7.2 Nd-Fe-B-O相圖2.7.3 Nd-Fe-( C/B)-Cu相圖2.7.4 Nd-Fe-B-Ga相圖2.8 Nd-Fe-B系合金的非平衡相圖2.8.1 Nd-Fe-B三元合金的非平衡相圖2.8.2 Nd-Dy/Tb-Fe-B四元合金的非平衡相圖2.9 Sm-Fe系合金非平衡相圖參考文獻(xiàn)3 稀土過渡族金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.1稀土過渡族金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)概述3.1.1晶體結(jié)構(gòu)的一般描述3.1.2二元和三元稀土過渡族金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.2 CaCu5型晶體結(jié)構(gòu)3.3 二元R-T化合物的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變3.3.1富稀土二元Rm+nT5m–n(m > 0, n > 0)化合物的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變3.3.1.1 RT5至RT23.3.1.2 RT5至RT33.3.1.3 RT5至R2T73.3.1.4 RT5至R5T193.3.2富過渡族二元Rm+nT5m–n(m > 0, n < 0)化合物的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變3.3.2.1 RT5至R2T73.3.2.2 RT5至R2T173.3.2.3 RT5至R3T293.3.2.4 RT5至RT123.4 R2T17化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.4.1 Th2Ni17型晶體結(jié)構(gòu)3.4.2 Th2Zn17型晶體結(jié)構(gòu)3.4.3 TbCu7型晶體結(jié)構(gòu)3.5其它二元R-T化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.5.1 MgCu2型晶體結(jié)構(gòu)(Laves 相)3.5.2 Ce2Ni7和Gd2Co7型晶體結(jié)構(gòu)3.6 Nd2Fe14B型晶體結(jié)構(gòu)3.7其它三元R-T- M化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.7.1 NdFe4B4型晶體結(jié)構(gòu)3.7.2 Nd6Fe13Si型晶體結(jié)構(gòu)3.7.3 ThMn12型型晶體結(jié)構(gòu)3.7.4 Nd3(Fe,Ti)29型晶體結(jié)構(gòu)3.8間隙R-T化合物的晶體結(jié)構(gòu)3.8.1 Sm-Fe-X(X = N或C)化合物的Th2Zn17型晶體結(jié)構(gòu)3.8.2 Nd-(Fe,M)-N氮化物的ThMn12型晶體結(jié)構(gòu)3.8.3 Nd2Fe14BHx氫化物的晶體結(jié)構(gòu)參考文獻(xiàn)4 稀土永磁材料的內(nèi)稟磁性4.1 稀土過渡族金屬間化合物的磁相互作用4.1.1 3d電子的磁性與相互作用4.1.2 4f電子的磁性與相互作用4.1.3 3d-4f電子的相互作用4.1.4 分子場模型與交換作用4.1.4 .1 T-T交換作用4.1.4 .2 R-R交換作用4.1.4 .3 R-T交換作用4.2 稀土過渡族金屬間化合物的晶場相互作用4.2.1晶場相互作用的一般表達(dá)形式4.2.2 Racah 張量算子:混合J多重態(tài)4.2.3 Stevens 等效算子:單一J多重態(tài)4.2.4點(diǎn)電荷近似4.2.5交換與晶場模型4.3稀土過渡族金屬間化合物的磁晶各向異性4.3.1 磁晶各向異性一般描述4.3.2過渡族金屬次晶格的磁晶各向異性4.3.3稀土次晶格的磁晶各向異性4.4晶場相互作用與磁晶各向異性的典型實(shí)例4.4.1 RCo54.4.2 R2Co174.4.3 R2Fe14B4.4.4 R2Co14B4.4.5 RFe11Ti4.4.6間隙R-T化合物4.4.6.1 Sm2Fe17Ny4.4.6.2 Nd(Fe11Ti)Ny4.4.6.3 Sm3(Fe,Ti)29Ny4.5稀土永磁材料的內(nèi)稟磁性4.5.1 居里溫度4.5.2飽和磁化強(qiáng)度4.5.3磁晶各向異性場4.5.4 (Nd,R)2(Fe,T)14B的內(nèi)稟磁性4.5.4.1 (Nd,R)2(Fe,M)14B的居里溫度4.5.4.2 (Nd,R)2(Fe,M)14B的飽和磁化強(qiáng)度4.5.4.3 (Nd,R)2(Fe,M)14B的磁晶各向異性場4.5.4.4 (Pr0.41Nd1.27Tb0.28Dy0.04)(Fe13.74Co0.26)B的內(nèi)稟磁性參考文獻(xiàn) 5 稀土永磁材料的永磁性能5.1稀土永磁材料永磁特性的描述5.1.1稀土永磁材料的磁化過程5.1.2稀土永磁材料的室溫永磁特性5.1.3稀土永磁材料永磁特性隨溫度的變化5.1.4稀土永磁材料永磁特性的長時間穩(wěn)定性5.1.4.1長時間穩(wěn)定性的對數(shù)規(guī)律5.1.4.2室溫下的長時間穩(wěn)定性5.1.4.3高溫下的長時間穩(wěn)定性5.1.5永磁特性與內(nèi)稟磁性及顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系5.2燒結(jié)1:5型R-Co磁體的永磁性能5.2.1 燒結(jié)1:5型Sm-Co磁體5.2.2低剩磁溫度系數(shù)1:5型Sm-Co磁體5.2.3 Pr、Ce、MM替代的燒結(jié)1:5型R-Co磁體5.3 燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體的永磁性能5.3.1常規(guī)燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體5.3.2高使用溫度燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體5.4燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的永磁性能5.4.1燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的永磁性能分類及規(guī)格5.4.2高性能燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.4.2.1高磁能積燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.4.2.2高矯頑力燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.4.2.3雙高燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.4.3低剩磁溫度系數(shù)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.4.4 Ce、MM替代的燒結(jié)Nd-Fe-B磁體5.5粘結(jié)稀土永磁體的永磁性能5.5.1 Sm-Co粘結(jié)磁體5.5.2各向同性納米晶R-Fe基粘結(jié)磁體5.5.2.1接近Nd2Fe14B正分成分的快淬Nd-Fe-B粘結(jié)磁體5.5.2.2低稀土含量快淬Nd-Fe-B粘結(jié)磁體5.5.2.3各向同性快淬Sm-Fe-N粘結(jié)磁體5.5.2.4 各向同性HDDR的R-Fe基粘結(jié)磁體5.5.3各向異性R-Fe基粘結(jié)磁體5.5.3.1 各向異性HDDR納米晶Nd-Fe-B粘結(jié)磁體5.5.3.2各向異性Sm-Fe-N粘結(jié)磁體5.5.3.3雜化磁粉粘結(jié)磁體5.5.4其它稀土過渡族化合物磁粉5.5.4.1 TbCu7型Sm(Co,M) 7化合物5.5.4.2 ThMn12型Sm (Fe,M) 12化合物5.5.4.3 Nd5Fe17型Sm5(Fe,Ti)17化合物5.3.4.4其它間隙氮化物5.6熱壓和熱變形Nd-Fe-B磁體的永磁性能5.6.1熱壓Nd-Fe-B磁體5.6.2熱變形Nd-Fe-B磁體5.6.3背擠出輻射取向Nd-Fe-B環(huán)形磁體參考文獻(xiàn)下冊目錄6 稀土永磁材料的其它特性6.1稀土永磁材料的力學(xué)特性6.1.1金屬材料力學(xué)特性的表征6.1.2燒結(jié)稀土永磁材料的脆性斷裂行為6.1.2.1 燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的力學(xué)特性參數(shù)6.1.2.2 燒結(jié)稀土永磁材料的沿晶斷裂6.1.2.3燒結(jié)稀土永磁體力學(xué)特性的各向異性6.1.3 改善燒結(jié)Nd-Fe-B磁體脆性的研究6.1.3.1 增加富Nd相含量提升Nd-Fe-B磁體的韌性6.1.3.2 添加其它元素提升Nd-Fe-B磁體的韌性6.1.3.3 制備方法和工藝參數(shù)對磁體韌性的影響6.1.4 粘結(jié)稀土永磁材料的力學(xué)特性6.2稀土永磁材料的電學(xué)特性6.2.1趨膚效應(yīng)6.2.2稀土永磁材料的渦流損耗6.2.3稀土永磁材料的電學(xué)特性改善6.3稀土永磁材料的熱膨脹和磁致伸縮6.3.1稀土永磁材料的熱膨脹6.32 稀土永磁材料的磁致伸縮6.4稀土永磁材料的抗輻照性能6.4.1純輻照對稀土永磁材料永磁性能的影響6.4.2輻照對稀土永磁材料永磁性能的綜合影響6.5稀土永磁材料的化學(xué)特性6.5.1稀土永磁材料的氧化腐蝕6.5.2稀土永磁材料的電化學(xué)腐蝕6.5.3稀土永磁材料在氫氣和氮?dú)庵械母g6.5.4 稀土永磁材料的C、N和O雜質(zhì)對磁體耐蝕性的影響參考文獻(xiàn)7稀土永磁材料的磁化和反磁化7.1磁疇和磁相互作用能7.1.1磁疇和疇壁7.1.2磁相互作用能7.1.3單疇和單疇臨界尺寸7.2技術(shù)磁化過程7.2.1起始磁化曲線7.2.2可逆和不可逆的疇壁位移7.2.3可逆和不可逆的磁疇轉(zhuǎn)動7.3反磁化過程7.3.1磁滯回線和退磁曲線7.3.2矯頑力的起源7.3.3普通磁體反磁化過程的四個階段7.4矯頑力的磁疇理論和唯象理論7.4.1矯頑力的磁疇理論7.4.2矯頑力的唯象理論7.4.2.1經(jīng)驗(yàn)公式7.4.2.2熱激活模型7.5矯頑力的微磁學(xué)理論7.5.1矯頑力的微磁學(xué)理論簡介7.5.2理想單疇顆粒中磁矩的一致轉(zhuǎn)動模式7.5.2.1磁場與易軸重合時的形核場(S-W模型)7.5.2.2一致轉(zhuǎn)動模式的矯頑力的角度關(guān)系:S-W關(guān)系7.5.2.3矯頑力的垂直磁場關(guān)系:星形線7.5.3理想單疇顆粒中磁矩的非一致轉(zhuǎn)動模式7.5.3.1渦旋模式7.5.3.2扭旋模式7.5.3.3非一致轉(zhuǎn)動模式的矯頑力的角度關(guān)系:1/cos 規(guī)律7.5.4實(shí)際單個單疇顆粒的形核場7.5.4.1 K2 0的單疇顆粒的形核場7.5.4.2含有納米結(jié)構(gòu)軟磁性區(qū)域的單疇顆粒的形核場7.5.4.3含有納米結(jié)構(gòu)軟磁性區(qū)域的錯取向單疇顆粒的形核場7.5.4.4晶粒形狀和大小對形核場的影響7.5.5單疇顆粒集合體的形核場7.5.5.1晶間耦合對形核場的影響7.5.5.2納米晶磁體磁相互作用的區(qū)分和量度7.5.5.3雙晶粒模型的數(shù)值微磁學(xué)分析實(shí)例7.5.5.4包含錯取向晶粒的單疇顆粒集合體的形核場7.5.5.5納米晶磁體的矯頑力機(jī)制:交換耦合型7.5.6多疇單晶磁體的反磁化7.5.6.1反向疇從軟磁性區(qū)域進(jìn)入硬磁性相的穿行磁場7.5.6.2硬磁性相中磁性不均勻納米區(qū)域的疇壁釘扎7.5.6.3單晶體中疇壁位移的1/con 關(guān)系7.5.7多疇多晶磁體的反磁化7.5.7.1晶粒形狀和尺寸的影響7.5.7.2多晶磁體矯頑力的數(shù)值微磁學(xué)分析實(shí)例7.5.7.3普通磁體的矯頑力機(jī)制:形核型和釘扎型7.6燒結(jié)1:5型R-Co磁體的磁化和反磁化7.6.1燒結(jié)1:5型Sm-Co磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.6.2燒結(jié)1:5型Sm-Co磁體的矯頑力的微磁學(xué)分析7.7燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體的磁化和反磁化7.7.1燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.7.2燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體的矯頑力的微磁學(xué)分析7.7.3燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體的矯頑力的角度關(guān)系7.8燒結(jié)R-Fe-B磁體的磁化和反磁化7.8.1燒結(jié)R-Fe-B磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.8.2燒結(jié)R-Fe-B磁體的矯頑力的微磁學(xué)分析7.8.3燒結(jié)R-Fe-B磁體的矯頑力的角度關(guān)系7.9納米晶R-Fe-B磁體的磁化和反磁化7.9.1部分退耦兩相納米晶R-Fe-B磁體的磁化和反磁化7.9.1.1部分退耦兩相納米晶R-Fe-B磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.9.1.2部分退耦兩相納米晶R-Fe-B磁體的微磁學(xué)分析7.9.2成分正分單相納米晶R-Fe-B磁體的磁化和反磁化7.9.2.1正分成分的單相納米晶磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.9.2.2正分成分的單相納米晶R-Fe-B磁體的微磁學(xué)分析7.9.3雙相納米晶R-Fe-B復(fù)合磁體的磁化和反磁化7.9.3.1雙相納米晶R-Fe-B復(fù)合磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.9.3.2雙相納米晶R-Fe-B復(fù)合磁體的微磁學(xué)分析7.10納米晶致密磁體的磁化和反磁化7.10.1熱壓和熱變形磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.10.2熱變形磁體的矯頑力的微磁學(xué)分析7.10.3熱變形磁體的矯頑力的角度關(guān)系7.11間隙R-化合物磁體的磁化和反磁化7.11.1 Sm2Fe17Nx磁體的磁化和反磁化的實(shí)驗(yàn)觀測7.11.2 Sm2Fe17Nx磁體的矯頑力的微磁學(xué)分析7.11.3 Sm2Fe17Nx磁體的矯頑力的角度關(guān)系參考文獻(xiàn)8 稀土永磁材料制備8.1 燒結(jié)磁體制備工藝8.1.1 原料準(zhǔn)備和合金制備8.1.2 粉末制備8.1.3 磁場取向成形8.1.4 燒結(jié)和熱處理8.1.5 機(jī)械加工8.2燒結(jié)Sm-Co磁體制備8.2.1 高性能燒結(jié)2:17型Sm-Co磁體8.2.2 高使用溫度燒結(jié)1:7型Sm-Co磁體8.3燒結(jié)Nd-Fe-B磁體制備8.3.1 高磁能積燒結(jié)Nd-Fe-B磁體8.3.2 高矯頑力燒結(jié)Nd-Fe-B磁體8.3.3 低溫度系數(shù)燒結(jié)Nd-Fe-B磁體8.3.4 高耐腐蝕性燒結(jié)Nd-Fe-B磁體8.3.4.1添加Co、Ni改善燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.2添加Al、Cu、Ga改善燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.3添加V、Nb、Zr改善燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.4其它添加物改善燒結(jié)Nd-Fe-B磁體的耐蝕性Ce、MM替代燒結(jié)Nd-Fe-B磁體8.3.5.1 Ce的混合價態(tài)與Ce2Fe14B的內(nèi)稟磁性8.3.5.2快淬(R,Ce)-Fe-B合金的硬磁性8.3.5.3燒結(jié)(R,Ce)-Fe-B磁體8.4粘結(jié)磁體制備8.4.1 Sm-Co合金磁粉8.4.2 各向同性快淬稀土永磁粉末8.4.3 各向異性稀土永磁粉末8.4.4 磁粉-粘結(jié)劑的混合和混練8.4.5 粘結(jié)磁體成形8.2.6 機(jī)械加工8.5熱壓和熱變形磁體8.6磁體表面防護(hù)處理技術(shù)8.6.1 濕法涂裝8.6.2 干法涂裝8.6.3 耐高溫涂層參考文獻(xiàn)9 稀土永磁材料的應(yīng)用9.1永磁體的應(yīng)用原理和應(yīng)用分類9.1.1永磁體的應(yīng)用原理9.1.2稀土永磁體應(yīng)用分類9.2關(guān)于永磁電機(jī)的應(yīng)用9.2.1在能源領(lǐng)域的應(yīng)用9.2.2在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用9.2.3在信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用9.2.4在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用9.2.5在自動化和機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用9.2.6在通用設(shè)備中的應(yīng)用9.3關(guān)于磁力機(jī)械的應(yīng)用9.3.1在礦山機(jī)械中的應(yīng)用9.3.2在磁性軸承中的應(yīng)用9.3.3在磁性分離技術(shù)中的應(yīng)用9.4關(guān)于航空航天和尖端科技的應(yīng)用9.4.1在微波管中的應(yīng)用9.4.2在衛(wèi)星和推進(jìn)器中的應(yīng)用9.4.3在自由電子激光器中的應(yīng)用9.5關(guān)于各種磁效應(yīng)的應(yīng)用9.5.1在核磁共振儀中的應(yīng)用9.5.2在信號傳輸工程中的應(yīng)用9.5.3在磁化技術(shù)中的應(yīng)用9.5.4在傳感器中的應(yīng)用9.6磁路分析和設(shè)計I--;磁路計算9.6.1磁路及磁路定律9.6.2永磁體等效磁路9.6.3磁路分析與計算實(shí)例9.7磁路分析和設(shè)計II--;有限元模擬9.7.1有限元分析簡介9.7.2二維有限元分析和模擬實(shí)例9.7.3三維有限元分析和模擬實(shí)例參考文獻(xiàn)附錄附錄1 磁學(xué)及其磁參量的單位換算表附錄2 常用物理常數(shù)表附錄3 不同形狀磁體的磁導(dǎo)系數(shù)Pc的尺寸比關(guān)系圖附錄4 退磁因子表附錄5 稀土永磁材料產(chǎn)品牌號與性能表索引