稀土永磁材料具有很高的磁性能,是现代技术必不可少的基础性功能材料。稀土永磁材料在不同应用场合会因为环境影响发生腐蚀失效,用于稀土永磁材料的一些防护技术本身也会给磁体带来失效隐患。迄今为止,尚未有一部专门论述稀土永磁材料在各种环境下发生失效的机理分析,以及针对不同应用场合防护的论著。《稀土永磁材料的失效与防护》从稀土永磁材料的失效机理研究入手,分析在各种应用环境下其腐蚀失效的过程、防护技术的优化和防护指标等。
《稀土永磁材料的失效与防护》读者对象为从事磁性材料研究制造、应用相关领域的学者、企业从业人员等,旨在帮助读者了解稀土永磁材料的腐蚀与防护的研究现状,并由此促进稀土永磁产业的发展。
稀土永磁材料从发明以来因其高的磁能密度而快速应用推广,是现代技术必不可少的基础性功能材料。中国每年开采并向全世界提供半数以上的稀土资源,而这其中半数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应用场合会因为环境影响发生腐蚀失效,用于稀土永磁材料的一些防护技术本身也会给磁体带来失效隐患。磁性材料工作者对磁体本身的研究较多,迄今为止尚未有一本能够专门论述稀土永磁材料在各种环境下发生失效的机理分析以及针对不同应用场合采用防护技术的专门论著。我们根据近年来国内外在稀土永磁材料失效与防护的研究结果,同时结合课题组十多年时间在稀土永磁材料失效与防护技术方面的积累,针对钕铁硼在环境中的失效、钕铁硼因为防护处理而带来的损伤、钕铁硼的表面处理工艺以及钐钴磁体的氧化与防护等开展了一系列工作。
本书从稀土永磁材料的失效机理研究入手,分析其在各种应用环境下腐蚀失效的过程,对不同防护技术进行优化和防护性能。全书分6章。第1章为概论,主要介绍稀土永磁材料的发展以及稀土永磁材料腐蚀的基本原理;第2章详细研究钕铁硼在各种环境下的腐蚀失效过程;第3章介绍钕铁硼化学防护技术的研究方法和结果;第4章研究将物理方法用于钕铁硼防护的技术及装备;第5章介绍钕铁硼在表面处理过程中的失效以及防护层性能评价;第6章介绍钐钴磁体的失效与防护。
本书对象为从事磁性材料制造、应用相关领域的学者、企业从业人员、科研院所研究人员等,旨在帮助大家了解稀土永磁材料的腐蚀与防护的研究现状,并由此带动稀土永磁产业的发展。本书尽量简化理论和实验的分析过程,突出对实际应用有帮助的结论。
十年前,作者在寻找回国后的研究课题时,北京钢铁研究总院李卫教授推荐了这个方向,对企业进行调研后也深切感受到产业界对稀土永磁防护的迫切需求。李老师和他的团队多年来也一直给予我们大力支持。书中数据大多来自课题组的研究结果,作者的同事和研究生为此做出了大量工作:第2章主要研究数据来自杨丽景、杨恒修、宋影伟、张惠、孙可卿、毕梦雪等;第3章主要工作来自姜建军、吴浩杰、汪少杰、余静、杨丽景、汪元亮、余云丹、李建忠等;第4章物理防护技术主要由冒守栋、郑必长、胡方勤、聂霞、谢婷婷、丁雪峰、赵斌、曹正亚、李金龙、刘庆等贡献;第5章主要工作由杨丽景、杨恒修、姜建军、吴浩杰、应华根、汪元亮等贡献;第6章主要工作来自冒守栋以及姜建军、晏敏胜。冒守栋、杨丽景等对稀土永磁材料失效与防护技术的整体内容有较大贡献。本书完成过程中也受到很多稀土永磁材料生产企业的帮助,一些研究课题和结论直接来自于产业,但书中所涉及的批量化统计数据均非企业直接产品的数据,而为另行采集样品的实验室结果。从政府争取到的资金也为顺利开展工作起到很大帮助。作者在此一并表示感谢。
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序一
序二
前言
第1章 概论
1.1 稀土永磁材料的发展概况
1.1.1 电的磁效应
1.1.2 物质的磁性
1.1.3 磁场对电的作用
1.1.4 磁场对物质的作用力
1.1.5 永磁材料
1.1.6 金属永磁材料
1.2 稀土永磁材料的腐蚀原理
1.2.1 氧化腐蚀
1.2.2 电化学腐蚀
1.2.3 材料的腐蚀形式
参考文献
第2章 钕铁硼的腐蚀与失效
2.1 钕铁硼的组织、成分对腐蚀的影响
2.2 钕铁硼在潮湿条件下的腐蚀
2.3 钕铁硼在酸性溶液中的腐蚀
2.3.1 钕铁硼在酸性溶液中的失重和电位变化
2.3.2 钕铁硼在酸性溶液中的动电位极化曲线的变化
2.3.3 钕铁硼在酸性溶液中的电化学阻抗谱
2.3.4 不同酸性溶液对电化学噪声的影响
2.3.5 钕铁硼晶粒大小对在酸性溶液中腐蚀的影响
2.3.6 钕铁硼在潮湿及弱酸性溶液中腐蚀的各向异性
2.4 钕铁硼磁体在碱性及中性电解质溶液中的腐蚀与钝化
2.4.1 碱性溶液对表面形貌的影响
2.4.2 钕铁硼磁体在NaCl溶液中的腐蚀行为
2.4.3 钕铁硼在硼酸盐溶液中的钝化过程
2.5 钕铁硼的吸氢电化学测量
2.6 磁场对腐蚀行为的影响
2.7 稀土永磁体腐蚀过程对磁性能的影响
2.8 稀土永磁体在人体环境下的腐蚀
参考文献
第3章 钕铁硼磁体的化学防护技术
3.1 钕铁硼磁体的电镀镍防护
3.1.1 钕铁硼磁体底层镀镍工艺研究
3.1.2 钕铁硼磁体镀镍底层之上的复合防护工艺研究
3.2 钕铁硼磁体的电镀锌防护
3.2.1 电镀锌
3.2.2 电镀锌合金
3.3 达克罗技术
3.4 有机涂层及电泳防护
3.5 钕铁硼磁体的转化膜防护
3.5.1 磷化处理
3.5.2 陶化处理
3.5.3 磷化后处理
3.6 钕铁硼磁体的化学镀防护技术
3.7 钕铁硼磁体的电镀铝防护
参考文献
第4章 钕铁硼磁体的物理防护技术
4.1 喷涂、热浸镀、渗镀技术
4.2 物理气相沉积
4.2.1 真空以及分子运动论
4.2.2 物理气相沉积的基本过程
4.3 蒸发镀膜用于钕铁硼防护
4.3.1 蒸发镀铝用于钕铁硼防护
4.3.2 弧镀铝用于钕铁硼防护
4.3.3 弧镀氮化物陶瓷用于钕铁硼防护
4.4 磁控溅射镀膜用于钕铁硼防护
4.4.1 磁控溅射镀铝用于钕铁硼防护
4.4.2 磁控溅射铝镀层/钕铁硼的腐蚀机理
4.4.3 磁控溅射钛镀层用于钕铁硼防护
4.4.4 磁控溅射钛/铝、硅/铝、氧化铝/铝多层复合镀层用于钕铁硼防护
4.4.5 磁控溅射铝基非晶合金镀层用于钕铁硼防护
4.5 物理气相沉积钕铁硼防护的装备
4.5.1 真空的获得
4.5.2 真空传动系统
参考文献
第5章 钕铁硼表面处理过程中的失效以及镀层性能评价
5.1 钕铁硼在工业酸洗条件下的腐蚀
5.2 钕铁硼在镀镍工艺中的腐蚀
5.3 钕铁硼在镀锌工艺中的腐蚀
5.4 钕铁硼防护镀层的退镀
5.4.1 物理退镀
5.4.2 化学退镀
5.5 钕铁硼的防护性能评价
参考文献
第6章 钐钴磁体的失效与防护
6.1 钐钴的组织及表面老化层的研究进展
6.2 钐钴老化层的形成机理
6.2.1 钐钴磁体高温过程中老化层的变化
6.2.2 钐钴磁体高温过程中老化层对磁性能的影响
6.2.3 钐钴磁体高温老化层对磁性能的影响
6.3 钐钴的防护薄膜制备
6.3.1 钐钴磁体电沉积防护
6.3.2 高温Ta防护薄膜制备及性能
6.3.3 金属氧化物防护薄膜制备及性能
6.3.4 NiCrAlY防护薄膜制备及性能
参考文献
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