稀土永磁材料具有很高的磁性能,是現代技術必不可少的基礎性功能材料。稀土永磁材料在不同應用場合會因為環境影響發生腐蝕失效,用于稀土永磁材料的一些防護技術本身也會給磁體帶來失效隱患。迄今為止,尚未有一部專門論述稀土永磁材料在各種環境下發生失效的機理分析,以及針對不同應用場合防護的論著。《稀土永磁材料的失效與防護》從稀土永磁材料的失效機理研究入手,分析在各種應用環境下其腐蝕失效的過程、防護技術的優化和防護指標等。
《稀土永磁材料的失效與防護》讀者對象為從事磁性材料研究制造、應用相關領域的學者、企業從業人員等,旨在幫助讀者了解稀土永磁材料的腐蝕與防護的研究現狀,并由此促進稀土永磁產業的發展。
稀土永磁材料從發明以來因其高的磁能密度而快速應用推廣,是現代技術必不可少的基礎性功能材料。中國每年開采并向全世界提供半數以上的稀土資源,而這其中半數以上都用作稀土永磁材料的制造原料。稀土永磁材料在不同應用場合會因為環境影響發生腐蝕失效,用于稀土永磁材料的一些防護技術本身也會給磁體帶來失效隱患。磁性材料工作者對磁體本身的研究較多,迄今為止尚未有一本能夠專門論述稀土永磁材料在各種環境下發生失效的機理分析以及針對不同應用場合采用防護技術的專門論著。我們根據近年來國內外在稀土永磁材料失效與防護的研究結果,同時結合課題組十多年時間在稀土永磁材料失效與防護技術方面的積累,針對釹鐵硼在環境中的失效、釹鐵硼因為防護處理而帶來的損傷、釹鐵硼的表面處理工藝以及釤鈷磁體的氧化與防護等開展了一系列工作。
本書從稀土永磁材料的失效機理研究入手,分析其在各種應用環境下腐蝕失效的過程,對不同防護技術進行優化和防護性能。全書分6章。第1章為概論,主要介紹稀土永磁材料的發展以及稀土永磁材料腐蝕的基本原理;第2章詳細研究釹鐵硼在各種環境下的腐蝕失效過程;第3章介紹釹鐵硼化學防護技術的研究方法和結果;第4章研究將物理方法用于釹鐵硼防護的技術及裝備;第5章介紹釹鐵硼在表面處理過程中的失效以及防護層性能評價;第6章介紹釤鈷磁體的失效與防護。
本書對象為從事磁性材料制造、應用相關領域的學者、企業從業人員、科研院所研究人員等,旨在幫助大家了解稀土永磁材料的腐蝕與防護的研究現狀,并由此帶動稀土永磁產業的發展。本書盡量簡化理論和實驗的分析過程,突出對實際應用有幫助的結論。
十年前,作者在尋找回國后的研究課題時,北京鋼鐵研究總院李衛教授推薦了這個方向,對企業進行調研后也深切感受到產業界對稀土永磁防護的迫切需求。李老師和他的團隊多年來也一直給予我們大力支持。書中數據大多來自課題組的研究結果,作者的同事和研究生為此做出了大量工作:第2章主要研究數據來自楊麗景、楊恒修、宋影偉、張惠、孫可卿、畢夢雪等;第3章主要工作來自姜建軍、吳浩杰、汪少杰、余靜、楊麗景、汪元亮、余云丹、李建忠等;第4章物理防護技術主要由冒守棟、鄭必長、胡方勤、聶霞、謝婷婷、丁雪峰、趙斌、曹正亞、李金龍、劉慶等貢獻;第5章主要工作由楊麗景、楊恒修、姜建軍、吳浩杰、應華根、汪元亮等貢獻;第6章主要工作來自冒守棟以及姜建軍、晏敏勝。冒守棟、楊麗景等對稀土永磁材料失效與防護技術的整體內容有較大貢獻。本書完成過程中也受到很多稀土永磁材料生產企業的幫助,一些研究課題和結論直接來自于產業,但書中所涉及的批量化統計數據均非企業直接產品的數據,而為另行采集樣品的實驗室結果。從政府爭取到的資金也為順利開展工作起到很大幫助。作者在此一并表示感謝。
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序一
序二
前言
第1章 概論
1.1 稀土永磁材料的發展概況
1.1.1 電的磁效應
1.1.2 物質的磁性
1.1.3 磁場對電的作用
1.1.4 磁場對物質的作用力
1.1.5 永磁材料
1.1.6 金屬永磁材料
1.2 稀土永磁材料的腐蝕原理
1.2.1 氧化腐蝕
1.2.2 電化學腐蝕
1.2.3 材料的腐蝕形式
參考文獻
第2章 釹鐵硼的腐蝕與失效
2.1 釹鐵硼的組織、成分對腐蝕的影響
2.2 釹鐵硼在潮濕條件下的腐蝕
2.3 釹鐵硼在酸性溶液中的腐蝕
2.3.1 釹鐵硼在酸性溶液中的失重和電位變化
2.3.2 釹鐵硼在酸性溶液中的動電位極化曲線的變化
2.3.3 釹鐵硼在酸性溶液中的電化學阻抗譜
2.3.4 不同酸性溶液對電化學噪聲的影響
2.3.5 釹鐵硼晶粒大小對在酸性溶液中腐蝕的影響
2.3.6 釹鐵硼在潮濕及弱酸性溶液中腐蝕的各向異性
2.4 釹鐵硼磁體在堿性及中性電解質溶液中的腐蝕與鈍化
2.4.1 堿性溶液對表面形貌的影響
2.4.2 釹鐵硼磁體在NaCl溶液中的腐蝕行為
2.4.3 釹鐵硼在硼酸鹽溶液中的鈍化過程
2.5 釹鐵硼的吸氫電化學測量
2.6 磁場對腐蝕行為的影響
2.7 稀土永磁體腐蝕過程對磁性能的影響
2.8 稀土永磁體在人體環境下的腐蝕
參考文獻
第3章 釹鐵硼磁體的化學防護技術
3.1 釹鐵硼磁體的電鍍鎳防護
3.1.1 釹鐵硼磁體底層鍍鎳工藝研究
3.1.2 釹鐵硼磁體鍍鎳底層之上的復合防護工藝研究
3.2 釹鐵硼磁體的電鍍鋅防護
3.2.1 電鍍鋅
3.2.2 電鍍鋅合金
3.3 達克羅技術
3.4 有機涂層及電泳防護
3.5 釹鐵硼磁體的轉化膜防護
3.5.1 磷化處理
3.5.2 陶化處理
3.5.3 磷化后處理
3.6 釹鐵硼磁體的化學鍍防護技術
3.7 釹鐵硼磁體的電鍍鋁防護
參考文獻
第4章 釹鐵硼磁體的物理防護技術
4.1 噴涂、熱浸鍍、滲鍍技術
4.2 物理氣相沉積
4.2.1 真空以及分子運動論
4.2.2 物理氣相沉積的基本過程
4.3 蒸發鍍膜用于釹鐵硼防護
4.3.1 蒸發鍍鋁用于釹鐵硼防護
4.3.2 弧鍍鋁用于釹鐵硼防護
4.3.3 弧鍍氮化物陶瓷用于釹鐵硼防護
4.4 磁控濺射鍍膜用于釹鐵硼防護
4.4.1 磁控濺射鍍鋁用于釹鐵硼防護
4.4.2 磁控濺射鋁鍍層/釹鐵硼的腐蝕機理
4.4.3 磁控濺射鈦鍍層用于釹鐵硼防護
4.4.4 磁控濺射鈦/鋁、硅/鋁、氧化鋁/鋁多層復合鍍層用于釹鐵硼防護
4.4.5 磁控濺射鋁基非晶合金鍍層用于釹鐵硼防護
4.5 物理氣相沉積釹鐵硼防護的裝備
4.5.1 真空的獲得
4.5.2 真空傳動系統
參考文獻
第5章 釹鐵硼表面處理過程中的失效以及鍍層性能評價
5.1 釹鐵硼在工業酸洗條件下的腐蝕
5.2 釹鐵硼在鍍鎳工藝中的腐蝕
5.3 釹鐵硼在鍍鋅工藝中的腐蝕
5.4 釹鐵硼防護鍍層的退鍍
5.4.1 物理退鍍
5.4.2 化學退鍍
5.5 釹鐵硼的防護性能評價
參考文獻
第6章 釤鈷磁體的失效與防護
6.1 釤鈷的組織及表面老化層的研究進展
6.2 釤鈷老化層的形成機理
6.2.1 釤鈷磁體高溫過程中老化層的變化
6.2.2 釤鈷磁體高溫過程中老化層對磁性能的影響
6.2.3 釤鈷磁體高溫老化層對磁性能的影響
6.3 釤鈷的防護薄膜制備
6.3.1 釤鈷磁體電沉積防護
6.3.2 高溫Ta防護薄膜制備及性能
6.3.3 金屬氧化物防護薄膜制備及性能
6.3.4 NiCrAlY防護薄膜制備及性能
參考文獻
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