上冊目錄 1 引言1.1永磁材料的磁性特征1.2永磁材料的發展簡史1.3稀土永磁材料的發展現狀1.3.1稀土永磁材料的研發現狀1.3.1.1新材料探索1.3.1.2制備工藝技術改進及磁體研發1.3.2稀土永磁材料的產業現狀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型和半徑1.4.2稀土原子和離子的價態和電負性1.4.3稀土金屬的晶體結構和物理化學性質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2 稀土過渡族合金相圖2.1相圖與稀土永磁材料的關系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附近區域的二元Sm-Co相圖2.2.3 R2Co17合金多形性的結構相圖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3 稀土過渡族金屬間化合物的晶體結構3.1稀土過渡族金屬間化合物的晶體結構概述3.1.1晶體結構的一般描述3.1.2二元和三元稀土過渡族金屬間化合物的晶體結構3.2 CaCu5型晶體結構3.3 二元R-T化合物的晶體結構轉變3.3.1富稀土二元Rm+nT5m–n（m > 0, n > 0）化合物的晶體結構轉變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）化合物的晶體結構轉變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化合物的晶體結構3.4.1 Th2Ni17型晶體結構3.4.2 Th2Zn17型晶體結構3.4.3 TbCu7型晶體結構3.5其它二元R-T化合物的晶體結構3.5.1 MgCu2型晶體結構（Laves 相）3.5.2 Ce2Ni7和Gd2Co7型晶體結構3.6 Nd2Fe14B型晶體結構3.7其它三元R-T- M化合物的晶體結構3.7.1 NdFe4B4型晶體結構3.7.2 Nd6Fe13Si型晶體結構3.7.3 ThMn12型型晶體結構3.7.4 Nd3(Fe,Ti)29型晶體結構3.8間隙R-T化合物的晶體結構3.8.1 Sm-Fe-X（X = N或C）化合物的Th2Zn17型晶體結構3.8.2 Nd-(Fe,M)-N氮化物的ThMn12型晶體結構3.8.3 Nd2Fe14BHx氫化物的晶體結構參考文獻4 稀土永磁材料的內稟磁性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形式4.2.2 Racah 張量算子：混合J多重態4.2.3 Stevens 等效算子：單一J多重態4.2.4點電荷近似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稀土永磁材料的內稟磁性4.5.1 居里溫度4.5.2飽和磁化強度4.5.3磁晶各向異性場4.5.4 (Nd,R)2(Fe,T)14B的內稟磁性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的內稟參考文獻 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定性5.1.4.1長時間穩定性的對數規律5.1.4.2室溫下的長時間穩定性5.1.4.3高溫下的長時間穩定性5.1.5永磁特性與內稟磁性及顯微結構的關系5.2燒結1:5型R-Co磁體的永磁性能5.2.1 燒結1:5型Sm-Co磁體5.2.2低剩磁溫度系數1:5型Sm-Co磁體5.2.3 Pr、Ce、MM替代的燒結1:5型R-Co磁體5.3 燒結2:17型Sm-Co磁體的永磁性能5.3.1常規燒結2:17型Sm-Co磁體5.3.2高使用溫度燒結2:17型Sm-Co磁體5.4燒結Nd-Fe-B磁體的永磁性能5.4.1燒結Nd-Fe-B磁體的永磁性能分類及規格5.4.2高性能燒結Nd-Fe-B磁體5.4.2.1高磁能積燒結Nd-Fe-B磁體5.4.2.2高矯頑力燒結Nd-Fe-B磁體5.4.2.3雙高燒結Nd-Fe-B磁體5.4.3低剩磁溫度系數燒結Nd-Fe-B磁體5.4.4 Ce、MM替代的燒結Nd-Fe-B磁體5.5粘結稀土永磁體的永磁性能5.5.1 Sm-Co粘結磁體5.5.2各向同性納米晶R-Fe基粘結磁體5.5.2.1接近Nd2Fe14B正分成分的快淬Nd-Fe-B粘結磁體5.5.2.2低稀土含量快淬Nd-Fe-B粘結磁體5.5.2.3各向同性快淬Sm-Fe-N粘結磁體5.5.2.4 各向同性HDDR的R-Fe基粘結磁體5.5.3各向異性R-Fe基粘結磁體5.5.3.1 各向異性HDDR納米晶Nd-Fe-B粘結磁體5.5.3.2各向異性Sm-Fe-N粘結磁體5.5.3.3雜化磁粉粘結磁體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環形磁體參考文獻 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特性6.1.1金屬材料力學特性的表征6.1.2燒結稀土永磁材料的脆性斷裂行為6.1.2.1 燒結Nd-Fe-B磁體的力學特性參數6.1.2.2 燒結稀土永磁材料的沿晶斷裂6.1.2.3燒結稀土永磁體力學特性的各向異性6.1.3 改善燒結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對磁體韌性的影響6.1.4 粘結稀土永磁材料的力學特性6.2稀土永磁材料的電學特性6.2.1趨膚效應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腐蝕6.5.3稀土永磁材料在氫氣和氮氣中的腐蝕6.5.4 稀土永磁材料的C、N和O雜質對磁體耐蝕性的影響參考文獻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經驗公式7.4.2.2熱激活模型7.5矯頑力的微磁學理論7.5.1矯頑力的微磁學理論簡介7.5.2理想單疇顆粒中磁矩的一致轉動模式7.5.2.1磁場與易軸重合時的形核場（S-W模型）7.5.2.2一致轉動模式的矯頑力的角度關系：S-W關系7.5.2.3矯頑力的垂直磁場關系：星形線7.5.3理想單疇顆粒中磁矩的非一致轉動模式7.5.3.1渦旋模式7.5.3.2扭旋模式7.5.3.3非一致轉動模式的矯頑力的角度關系：1/cos 規律7.5.4實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含有納米結構軟磁性區域的單疇顆粒的形核場7.5.4.3含有納米結構軟磁性區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分和量度7.5.5.3雙晶粒模型的數值微磁學分析實例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反向疇從軟磁性區域進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域的疇壁釘扎7.5.6.3單晶體中疇壁位移的1/con 關系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值微磁學分析實例7.5.7.3普通磁體的矯頑力機制：形核型和釘扎型7.6燒結1:5型R-Co磁體的磁化和反磁化7.6.1燒結1:5型Sm-Co磁體的磁化和反磁化的實驗觀測7.6.2燒結1:5型Sm-Co磁體的矯頑力的微磁學分析7.7燒結2:17型Sm-Co磁體的磁化和反磁化7.7.1燒結2:17型Sm-Co磁體的磁化和反磁化的實驗觀測7.7.2燒結2:17型Sm-Co磁體的矯頑力的微磁學分析7.7.3燒結2:17型Sm-Co磁體的矯頑力的角度關系7.8燒結R-Fe-B磁體的磁化和反磁化7.8.1燒結R-Fe-B磁體的磁化和反磁化的實驗觀測7.8.2燒結R-Fe-B磁體的矯頑力的微磁學分析7.8.3燒結R-Fe-B磁體的矯頑力的角度關系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驗觀測7.9.1.2部分退耦兩相納米晶R-Fe-B磁體的微磁學分析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驗觀測7.9.2.2正分成分的單相納米晶R-Fe-B磁體的微磁學分析7.9.3雙相納米晶R-Fe-B復合磁體的磁化和反磁化7.9.3.1雙相納米晶R-Fe-B復合磁體的磁化和反磁化的實驗觀測7.9.3.2雙相納米晶R-Fe-B復合磁體的微磁學分析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驗觀測7.10.2熱變形磁體的矯頑力的微磁學分析7.10.3熱變形磁體的矯頑力的角度關系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驗觀測7.11.2 Sm2Fe17Nx磁體的矯頑力的微磁學分析7.11.3 Sm2Fe17Nx磁體的矯頑力的角度關系參考文獻8 稀土永磁材料制備8.1 燒結磁體制備工藝8.1.1 原料準備和合金制備8.1.2 粉末制備8.1.3 磁場取向成形8.1.4 燒結和熱處理8.1.5 機械加工8.2燒結Sm-Co磁體制備8.2.1 高性能燒結2:17型Sm-Co磁體8.2.2 高使用溫度燒結1:7型Sm-Co磁體8.3燒結Nd-Fe-B磁體制備8.3.1 高磁能積燒結Nd-Fe-B磁體8.3.2 高矯頑力燒結Nd-Fe-B磁體8.3.3 低溫度系數燒結Nd-Fe-B磁體8.3.4 高耐腐蝕性燒結Nd-Fe-B磁體8.3.4.1添加Co、Ni改善燒結Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.2添加Al、Cu、Ga改善燒結Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.3添加V、Nb、Zr改善燒結Nd-Fe-B磁體的耐蝕性8.3.4.4其它添加物改善燒結Nd-Fe-B磁體的耐蝕性Ce、MM替代燒結Nd-Fe-B磁體8.3.5.1 Ce的混合價態與Ce2Fe14B的內稟磁性8.3.5.2快淬(R,Ce)-Fe-B合金的硬磁性8.3.5.3燒結(R,Ce)-Fe-B磁體8.4粘結磁體制備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-粘結劑的混合和混練8.4.5 粘結磁體成形8.2.6 機械加工8.5熱壓和熱變形磁體8.6磁體表面防護處理技術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9 稀土永磁材料的應用9.1永磁體的應用原理和應用分類9.1.1永磁體的應用原理9.1.2稀土永磁體應用分類9.2關于永磁電機的應用9.2.1在能源領域的應用9.2.2在交通運輸領域的應用9.2.3在信息技術領域的應用9.2.4在消費電子領域的應用9.2.5在自動化和機器人領域的應用9.2.6在通用設備中的應用9.3關于磁力機械的應用9.3.1在礦山機械中的應用9.3.2在磁性軸承中的應用9.3.3在磁性分離技術中的應用9.4關于航空航天和尖端科技的應用9.4.1在微波管中的應用9.4.2在衛星和推進器中的應用9.4.3在自由電子激光器中的應用9.5關于各種磁效應的應用9.5.1在核磁共振儀中的應用9.5.2在信號傳輸工程中的應用9.5.3在磁化技術中的應用9.5.4在傳感器中的應用9.6磁路分析和設計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磁路分析與計算實例9.7磁路分析和設計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例9.7.3三維有限元分析和模擬實例參考文獻附錄附錄1 磁學及其磁參量的單位換算表附錄2 常用物理常數表附錄3 不同形狀磁體的磁導系數Pc的尺寸比關系圖附錄4 退磁因子表附錄5 稀土永磁材料產品牌號與性能表索引