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《低塑性Fe-C合金大塑性变形的基础研究》共分6章，分别介绍了：板条马氏体大变形冷轧后的组织与性能、马氏体组织的温变形后的组织与性能、球墨铸铁的高温变形行为、球墨铸铁大塑性变形后的组织与性能、灰口铸铁大塑性变形后的组织与性能等内容。
《稀土永磁材料的微观结构演化与性能调控研究》 图书简介 本书深入探讨了稀土永磁材料，特别是高性能钕铁硼（NdFeB）永磁体，在制备、热处理和服役过程中的微观结构演变规律及其对宏观磁学性能的影响。本书旨在系统性地揭示影响稀土永磁材料性能的关键因素，并提出有效的性能调控策略，为新一代高能量积永磁材料的研发提供理论基础和实验指导。 第一章 稀土永磁材料的背景与挑战 本章首先概述了稀土永磁材料在现代高科技领域，如新能源汽车、风力发电、消费电子和航空航天中的重要地位。重点分析了当前高性能稀土永磁体，特别是烧结NdFeB面临的核心挑战： 1. 高温性能衰减问题： 随着应用温度的升高，材料的矫顽力急剧下降，严重限制了其在高功率密度电机中的应用。 2. 资源依赖与成本控制： 重稀土元素（如镝Dy、铽Tb）的供应瓶颈和价格波动，驱动了对非重稀土或低重稀土含量高性能永磁体的迫切需求。 3. 微观结构均匀性与缺陷控制： 晶界扩散、晶粒边界相的析出与分布不均，是影响磁性能均匀性和可靠性的重要因素。 本章还简要回顾了NdFeB永磁体的基本磁学原理，包括磁晶各向异性、磁化强度与矫顽力等基本概念，为后续章节的深入分析奠定基础。 第二章 烧结NdFeB的微观结构与晶界工程 本章聚焦于烧结NdFeB永磁体的微观结构特征，特别是其晶界相在性能调控中的核心作用。 2.1 晶粒结构与畴壁钉扎机制 详细分析了NdFeB合金中主相 $ ext{Nd}_2 ext{Fe}_{14} ext{B}$ 的晶体结构、磁畴结构以及磁畴壁的运动机制。阐述了晶界对磁畴壁钉扎强度的影响，这是决定矫顽力的关键物理机制。 2.2 晶界扩散与重稀土掺杂策略 重点研究了通过晶界扩散技术引入重稀土元素（Dy、Tb）以提高矫顽力的过程。利用扫描透射电子显微镜（STEM）和能量分散X射线谱（EDS）技术，追踪了重稀土元素在晶界相中的扩散路径、扩散动力学及其在主相表面的富集与替代行为。分析了不同扩散温度和时间对重稀土分布均匀性和矫顽力提升效率的影响。 2.3 新型晶界相调控 探讨了通过添加第三、第四种元素（如 $ ext{Al}$、 $ ext{Ga}$、 $ ext{Cu}$）来改性晶界相的组成和结构。分析了这些元素如何影响晶界相的液相烧结行为、 $ ext{Nd}_2 ext{Fe}_{14} ext{B}$ 相的形成，以及晶界相的导电性和化学稳定性，进而实现对 $ ext{H}_{cj}$ 和 $ ext{BH}_{max}$ 的协同优化。 第三章 快速凝固法制备的单畴化微结构控制 本章转向研究快速凝固技术（如熔炼快速凝固、高压气体雾化）在制备高性能黏结和热塑性稀土永磁体中的应用，重点在于实现高度有序的单畴结构。 3.1 快速凝固过程中的合金熔炼与非平衡态结构 阐述了快速凝固过程的冷却速率对合金凝固组织的影响，包括非晶化、纳米晶化以及超细晶粒的形成。对比了不同雾化参数对粉末粒度分布和形貌的影响。 3.2 磁单畴化结构的形成与优化 深入分析了快速凝固粉末在后续热压或热变形过程中，如何通过晶粒生长与定向来形成接近理论极限的单畴结构。讨论了晶粒尺寸、晶粒取向度和晶界清晰度对饱和磁化强度的影响。 3.3 热塑性加工中的塑性变形行为 研究了热塑性变形（如挤压、轧制）过程中，粉末颗粒的流动、晶粒的显著旋转与取向过程。结合同步辐射X射线衍射（XRD）和背散射电子衍射（EBSD）技术，定量分析了变形诱导的晶粒取向度变化，并建立了宏观磁性能与晶粒取向因子之间的定量关系。 第四章 极端条件下的磁性能退化机理 本章集中分析了稀土永磁体在高温、高湿或强腐蚀环境下的服役稳定性问题。 4.1 高温下的磁性能弛豫与结构稳定性 详细研究了温度对磁晶各向异性常数 $K_1$ 和自发磁化强度 $J_s$ 的影响。通过对不同退磁场下的永磁体进行高温老化实验，量化了矫顽力的热退化率。利用差热分析（DTA）和穆斯堡尔谱分析，识别了高温下可能发生的相变（如 $ ext{Nd}_2 ext{Fe}_{14} ext{B}$ 相分解）及其与性能下降的关联。 4.2 腐蚀与表面钝化机制 探讨了NdFeB材料的化学不稳定性，特别是在潮湿环境中的氧化腐蚀行为。分析了表面氧化层和晶界相的化学反应动力学，并评估了不同表面涂层（如 $ ext{Ni-Cu-Ni}$ 电镀、 $ ext{Al}_2 ext{O}_3$ 陶瓷涂层）对提高耐腐蚀性能的有效性。 4.3 强磁场下的磁滞回线劣化 研究了在极端高磁场（如超过最大退磁场）下，磁畴壁重新排列和晶界结构可能遭受的不可逆损伤，这对于高可靠性磁性元件的设计至关重要。 第五章 性能提升与新型稀土永磁合金探索 本章基于前述的微观结构理解，提出了面向未来应用的性能调控策略，并展望了新体系的开发方向。 5.1 晶界相的超薄化与优化 提出利用新型掺杂元素或精确控制烧结气氛，实现晶界相的“功能化”——即在维持足够高的 $J_{rc}$ 的同时，最大限度地降低对 $H_{cj}$ 的不利影响，甚至利用晶界相的局部高磁各向异性来增强钉扎。 5.2 非重稀土/低重稀土永磁体设计 重点分析了通过引入非晶态或纳米复合结构来替代部分重稀土功能，例如基于 $ ext{Nd}$ ($ ext{Fe}$, $ ext{Co}$)$_x ext{B}$ 体系或 $ ext{Nd}$-rich 晶界设计，以降低对 $ ext{Dy}/ ext{Tb}$ 的依赖，同时保持优异的室温矫顽力。 5.3 模拟计算与材料设计 结合密度泛函理论（DFT）计算和相场模拟，预测了新合金体系中元素在晶格和晶界中的替代偏好及对磁性参数的修正效应，指导实验合成方向，缩短新材料的研发周期。 总结与展望 本书最后总结了当前稀土永磁材料研究的共性规律和关键瓶颈，展望了在极端工作环境下，如高功率密度电机和高温传感器中，对永磁材料提出的更高要求，并指出了未来研究应聚焦于原子尺度的精确调控和多物理场耦合效应的深入理解。 本书内容翔实，配有大量利用先进表征技术获得的实验数据和结构图像，是材料科学、物理学、冶金学和磁学研究人员及工程技术人员的重要参考书。
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