本书内容基于作者长期致力于钕铁硼(NdFeB)稀土永磁材料的稳定性及应用研究，通过承担自然科学基金、科技支撑计划等国家级以及省部级科研项目，在材料设计与稳定性控制方面取得的研究成果。某些特定情况下，烧结钕铁硼磁体处于相对较高的服役温度，要求磁体具有优异的耐热性能和较高的矫顽力；烧结NdFeB磁体多孔的微观结构容易吸纳腐蚀介质，造成磁体腐蚀和服役性能下降或失效，要求磁体必须具有良好的化学稳定性，这对全面提高烧结钕铁硼磁体稳定性具有重要意义。
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2011/09 - 2014/05，合肥工业大学，材料物理与化学，博士，导师：吴玉程 ？
2003/09 - 2006/05，合肥工业大学，材料学，硕士，导师：吴玉程
1999/09 - 2003/06，合肥工业大学，金属材料工程，学士2006/05 -2013/11，合肥工业大学，材料科学与工程学院，助教、讲师；
2013/11- 2019.12，合肥工业大学，工业与装备技术研究院，讲师、副研究员； 2014/08，英国圣安德鲁斯大学交流访问；
2015/08，韩国梨花女子大学学术访问；
2016/03 – 2017/03，澳大利亚国立大学物理工程研究院，访问学者；
2019/12 –2024/12，合肥工业大学研究员、博导；
2022/01 –至今，安徽省特支计划创新领军人才/安徽省先进复合材料设计与应用工程研究中心主任；
2025/01-至今 北京化工大学化学学院，教授，博士生导师稀土磁性材料；能源材料新型能源转化及存储材料表/界面优化设计 山西省自然科学一等奖，吴玉程,王孝广,刘家琴,吕珺,张鼎,郭美卿 2020 刘家琴排名第三中国机械工程学会材料热处理学会常务理事; 中国复合材料学会理事; 中国仪器仪表学会功能材料学会理事;《材料热处理学报》编委会青年编委等
目录
前言
第0章 绪论 1
0.1 磁性材料 1
0.2 稀土永磁材料 3
0.3 烧结钕铁硼稀土永磁材料 5
0.4 烧结钕铁硼磁体的发展 6
0.5 烧结钕铁硼磁体的应用领域 8
第一篇 稀土钕铁硼永磁材料理论
第1章 稀土钕铁硼材料物理基础 15
1.1 烧结钕铁硼磁体的磁性 15
1.2 烧结钕铁硼磁体的组织结构 16
1.3 烧结钕铁硼磁体的关键磁参量 18
1.4 烧结钕铁硼磁体的磁性能 22
1.5 烧结钕铁硼磁体电阻率 26
1.6 烧结钕铁硼磁体的力学性能 27
1.7 烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性能 28
1.8 烧结钕铁硼磁体的稳定性 30
第2章 烧结稀土钕铁硼材料稳定性 33
2.1 烧结钕铁硼磁体的温度稳定性 33
2.1.1 温度稳定性含义 33
2.1.2 烧结钕铁硼磁体的温度稳定性 33
2.2 烧结钕铁硼磁体的力学稳定性 34
2.2.1 服役条件需求 34
2.2.2 力学性能控制 35
2.3 烧结钕铁硼磁体的化学稳定性 36
2.4 重稀土对NdFeB磁体温度稳定性的影响 36
2.4.1 不同温度下的磁性能 36
2.4.2 磁通不可逆损失 39
2.5 重稀土对NdFeB磁体力学性能稳定性的影响 43
2.6 重稀土对NdFeB磁体化学稳定性的影响 44
2.7 Ho 的添加对NdFeB磁体稳定性的影响 47
2.7.1 加Ho 钕铁硼磁体制备 47
2.7.2 Ho 含量对(Ho,Nd)FeB磁体微观组织的影响 48
2.7.3 Ho 含量对(Ho,Nd)FeB磁体磁性能的影响 50
2.7.4 Ho 含量对(Ho,Nd)FeB磁体温度稳定性的影响 51
2.7.5 Ho 含量对(Ho,Nd)FeB磁体力学性能的影响 52
2.7.6 Ho 含量对(Ho,Nd)FeB磁体化学稳定性的影响 54
2.8 基于磁控溅射的晶界扩散型(Tb,Nd)FeB磁体的稳定性 56
2.8.1 (Tb,Nd)FeB磁体的微观组织变化 57
2.8.2 (Tb,Nd)FeB磁体的磁性能和温度稳定性 59
2.8.3 (Tb,Nd)FeB磁体的力学性能 61
2.8.4 (Tb,Nd)FeB磁体的化学稳定性 63
第二篇 烧结钕铁硼磁体组成设计与性能
第3章 烧结钕铁硼磁体的制备与性能 71
3.1 烧结钕铁硼磁体的制备 71
3.1.1 成分设计与配料 71
3.1.2 合金熔炼 72
3.1.3 氢破碎+气流磨制粉 74
3.1.4 取向成型 75
3.1.5 烧结与回火热处理 75
3.2 烧结钕铁硼磁体的性能 77
第4章 晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体的制备与性能 79
4.1 晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体的制备 80
4.2 Dy蒸气热处理对烧结钕铁硼磁体性能和微观结构的影响 80
4.2.1 磁体尺寸关系 80
4.2.2 热处理温度 83
4.2.3 热处理时间 85
4.3 晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体矫顽力的作用机制 88
4.4 大块晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体 90
4.4.1 大块晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体的制备 91
4.4.2 Dy蒸气热处理对大块烧结钕铁硼磁体性能的影响 92
4.4.3 大块晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体的成分及微观结构 98
4.4.4 大块晶界扩散Dy型烧结钕铁硼磁体的应用潜力 104
4.5 晶界扩散型烧结钕铁硼磁体的应用 107
第5章 晶间掺杂(PrNd)Hx对磁体结构和性能的影响 113
5.1 (PrNd)Hx掺杂材料制备 113
5.2 (PrNd)Hx对磁体磁性能的影响 114
5.3 (PrNd)Hx对磁体温度稳定性的影响 115
5.3.1 掺杂(PrNd)Hx对磁体温度系数的影响 115
5.3.2 掺杂(PrNd)Hx对磁体磁通不可逆损失的影响 117
5.3.3 掺杂(PrNd)Hx对磁体居里温度的影响 117
5.4 (PrNd)Hx对磁体微观结构的影响 118
5.5 (PrNd)Hx对磁体耐腐蚀性能的影响 119
5.6 (PrNd)Hx对磁体力学性能的影响 120
第6章 晶间掺杂纳米Al或Cu65Ga35对磁体性能的影响 123
6.1 纳米Al？CuGa掺杂材料制备 123
6.2 晶间掺杂纳米Al对磁体磁性能及温度稳定性的影响 124
6.2.1 纳米Al对磁体磁性能的影响 124
6.2.2 纳米Al对磁体温度稳定性的影响 125
6.3 晶间掺杂Cu65Ga35对磁体磁性能及温度稳定性的影响 127
6.3.1 Cu65Ga35对磁体磁性能的影响 127
6.3.2 Cu65Ga35对磁体温度稳定性的影响 128
第7章 纳米Al与Cu65Ga35共掺杂对磁体结构和性能的影响 131
7.1 共掺杂材料制备 131
7.2 共掺杂对磁体性能的影响 131
7.3 共掺杂对磁体温度稳定性的影响 133
7.3.1 共掺杂对磁体温度系数的影响 133
7.3.2 共掺杂对磁体磁通不可逆损失的影响 135
7.3.3 共掺杂对磁体居里温度的影响 136
7.4 共掺杂对磁体微观结构的影响 136
7.5 共掺杂对磁体耐腐蚀性能的影响 138
7.6 共掺杂对磁体力学性能的影响 139
第8章 Al2O3/CaF2掺杂对磁体电阻率及磁性能的影响 141
8.1 掺杂材料制备 141
8.2 Al2O3掺杂对烧结NdFeB磁体电阻率和磁性能等的影响 142
8.2.1 Al2O3掺杂对磁体电阻率的影响 142
8.2.2 Al2O3掺杂对磁体磁性能的影响 143
8.2.3 Al2O3掺杂对磁体高温稳定性的影响 144
8.2.4 Al2O3掺杂对磁体微观结构的影响 145
8.2.5 Al2O3掺杂对磁体耐腐蚀性能的影响 147
8.3 CaF2掺杂对烧结NdFeB磁体电阻率和磁性能等的影响 149
8.3.1 CaF2掺杂对磁体电阻率的影响 149
8.3.2 CaF2掺杂对磁体磁性能的影响 150
8.3.3 CaF2掺杂对磁体温度稳定性的影响 151
8.3.4 CaF2掺杂对磁体微观结构的影响 151
8.3.5 CaF2掺杂对磁体耐腐蚀性能的影响 154
第9章 分层法制备对烧结NdFeB磁体性能的影响 156
9.1 材料制备 156
9.2 添加剂为CaF2烧结NdFeB分层磁体电阻率和磁性能 157
9.2.1 添加剂为CaF2的分层磁体电阻率 157
9.2.2 添加剂为CaF2的分层磁体磁性能 158
9.2.3 添加剂为CaF2的分层磁体微观结构 160
9.3 添加剂为Al2O3烧结NdFeB分层磁体电阻率和磁性能 162
9.3.1 添加剂为Al2O3的分层磁体电阻率 162
9.3.2 添加剂为Al2O3的分层磁体磁性能 163
9.3.3 添加剂为Al2O3的分层磁体微观结构 165
第10章 氧含量对烧结NdFeB磁体性能的影响 167
10.1 材料制备 167
10.2 不同氧含量对烧结NdFeB磁体电阻率和磁性能的影响 167
10.2.1 不同氧含量对磁体电阻率的影响 167
10.2.2 不同氧含量对磁体磁性能的影响 168
10.3 不同氧含量对磁体高温稳定性的影响 170
10.4 不同氧含量对磁体微观结构的影响 170
10.5 不同氧含量对磁体耐腐蚀性能的影响 172
第三篇 烧结稀土钕铁硼磁体的化学稳定性
第11章 烧结钕铁硼磁体的腐蚀特征与机理 177
11.1 烧结钕铁硼磁体的腐蚀 177
11.1.1 高温氧化腐蚀 177
11.1.2 暖湿环境腐蚀 179
11.1.3 吸氢腐蚀 179
11.1.4 电化学腐蚀 180
11.2 提高烧结钕铁硼磁体耐腐蚀性能的途径 182
第12章 烧结稀土钕铁硼材料防护基础 186
12.1 电镀金属或合金镀层 186
12.1.1 电镀镍及镍基合金 187
12.1.2 电沉积镍钨合金 188
12.1.3 工艺条件对电沉积镍铁合金的影响 194
12.2 化学镀 195
12.3 其他表面防护技术 203
第13章 烧结钕铁硼磁体表面金属涂层防护 206
13.1 烧结钕铁硼磁体表面Zn-Co合金镀层 206
13.1.1 Zn-Co合金镀层的工艺优化 207
13.1.2 镀液pH值的影响 207
13.1.3 电镀温度的影响 208
13.1.4 电流密度的影响 210
13.1.5 添加剂浓度的影响 211
13.2 Zn-Co合金镀层的组织与性能 213
13.2.1 Zn-Co合金镀层的组织 213
13.2.2 极化行为分析 214
13.3 烧结钕铁硼表面真空镀铝 215
13.3.1 磁控溅射 215
13.3.2 真空蒸镀 220
13.3.3 烧结钕铁硼磁体表面真空镀铝 221
13.3.4 烧结钕铁硼表面Al镀膜耐蚀性能 225
13.4 烧结钕铁硼磁体表面无铬Zn-Al涂层 237
13.4.1 化学转化膜 237
13.4.2 喷涂涂层 238
13.4.3 冷喷金属Al 薄膜 239
13.4.4 烧结钕铁硼磁体表面CeO2/Zn-Al复合涂层 241
13.5 烧结钕铁硼磁体表面Zn-Al涂层 244
13.5.1 烧结钕铁硼磁体表面无铬Zn-Al涂层的制备 244
13.5.2 烧结钕铁硼磁体表面无铬Zn-Al涂层的性能 245
13.6 烧结钕铁硼磁体表面CeO2/Zn-Al复合涂层 254
13.6.1 CeO2/Zn-Al复合涂层的微观形貌 254
13.6.2 CeO2/Zn-Al复合涂层的力学性能 254
13.6.3 CeO2/Zn-Al复合涂层的耐腐蚀性能 256
13.6.4 CeO2/Zn-Al复合涂层的腐蚀机理 258
13.6.5 磁性能 259
第14章 烧结钕铁硼磁体表面非金属涂层防护 261
14.1 环氧树脂涂层 261
14.1.1 阴极电泳涂装工艺 262
14.1.2 环氧树脂涂层耐蚀性的评价 262
14.2 纳米粉体增强环氧树脂涂层 265
14.2.1 环氧树脂涂层腐蚀机理 265
14.2.2 纳米粉体增强机理 267
14.3 烧结钕铁硼表面阴极电泳涂装 269
14.3.1 正交实验设计与工艺优化 269
14.3.2 正交实验评价标准 269
14.3.3 正交实验结果 270
14.3.4 验证试验 274
14.4 环氧树脂涂层性能 274
14.4.1 涂层形貌 274
14.4.2 涂层耐蚀性 274
14.4.3 涂层附着力 275
14.4.4 磁性能 276
14.5 电泳工艺参数对环氧树脂涂层性能的影响 276
14.5.1 槽液温度 276
14.5.2 电泳电压对涂层性能的影响 281
14.5.3 电泳时间对涂层质量的影响 285
14.6 碳纳米管/环氧树脂复合涂层 290
14.6.1 复合涂层的制备 291
14.6.2 复合涂层的表征分析 295
14.6.3 复合涂层的耐腐蚀性能 298
14.6.4 复合涂层的力学性能 299
14.6.5 腐蚀机理 301
14.7 烧结钕铁硼磁体表面硅烷化处理防护 303
14.7.1 硅烷化处理技术 304
14.7.2 烧结钕铁硼磁体表面硅烷化处理 305
14.7.3 硅烷转化膜的性能 310
14.7.4 磁体表面CeO2/硅烷有机复合薄膜 313
14.7.5 纳米CeO2的添加量对复合薄膜力学及耐蚀性能的影响 317
14.7.6 烧结钕铁硼磁体表面硅烷转化膜腐蚀机理 320
14.7.7 烧结钕铁硼磁体表面硅烷转化膜的应用 325
参考文献 328
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