部分稀土永磁合金体系相图的热力学优化与计算

摘要

中国稀土资源非常丰富，充分利用稀土资源对新型稀土材料的开发具有重要的战略意义。目前稀土永磁合金材料已广泛地应用于国民经济、国防建设和现代科学技术的各个领域。相图是材料设计的重要理论基础，因此，有效利用稀土合金的实验相图及热力学性能等的相关信息，开展相图的热力学计算并建立稀土永磁合金的热力学设计系统，实现稀土合金的成分与组织的精确设计，是一项具有重要理论价值的研究工作。
　　本论文主要基于相图计算的CALPHAD方法，对部分稀土合金相图进行了热力学优化与计算，主要研究结果如下:
　　(1)系统地收集和整理了现有的实验相图和热力学数据，采用合理的热力学模型，对B-RE(Dy，Ho，Pr，Ce，Lu，Tb，La)各二元系的相图进行了热力学优化与计算，计算结果与实验结果取得了很好的一致性。
　　(2)系统地收集和整理了现有的实验相图和热力学数据，采用合理的热力学模型，对Er-Mn，La-Ca，Nd-Ca，Co-Tb和Fe-Ho各二元系的相图进行了热力学优化与计算，计算结果与实验结果取得了很好的一致性。
　　(3)系统地收集和整理了现有的实验相图和热力学数据，采用合理的热力学模型，对Co-B-RE(Ce，La，Nd，Pr)和Fe-B-RE(Ce，Dy，Pr)各三元系的相图进行了热力学优化与计算，计算结果与实验结果取得了很好的一致性。
　　(4)系统地收集和整理了现有的实验相图和热力学数据，计算了Nd-Fe-Co-B四元系纵截面及不同成分平衡凝固时相分数与温度的关系图，为高性能NdFeB稀土永磁合金的设计提供理论指导。
　　本研究获得的热力学参数，将作为高性能稀土永磁合金热力学设计系统的部分内容，同时为外推计算稀土多组元体系的相平衡提供了理论基础，并为成本低而性能更高的新型稀土永磁合金材料的设计及制备提供重要的理论指导。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 稀土永磁合金的概述

1．1．1 稀土元素的主要物理和化学性质

1．1．2 稀土永磁合金国内外研究现状

1．1．3 中国Nd-Fe-B永磁材料的发展

1．1．4 稀土永磁合金的性能及分类

1．2 相图及相图计算方法

1．2．1 相图计算的发展及重要性

1．2．2 相图计算的原理

1．2．3 相图计算的过程

1．2．4 Thermo-Calc软件

1．2．5 Pandat软件

1．2．6 相图计算的优点

1．3 本论文的研究目的和内容

参考文献

第二章 相图计算的热力学模型

2．1 相图计算的热力学模型

2．1．1 理想溶体模型

2．1．2 正规溶体模型

2．1．3 亚正规溶体模型

2．1．4 亚点阵模型

2．2 本研究中所采用的热力学模型

2．2．1 纯组元

2．2．2 气相

2．2．3 液相和端际固溶体相

2．2．4 化学计量比化合物

2．2．5 中间化合物溶体相

参考文献

第三章 B-RE(Dy,Ho,Pr,Ce,Lu,Tb,La)各二元系相图的热力学优化与计算

3．1 B-Dy二元系

3．1．1 B-Dy二元系相图的实验信息

3．1．2 热力学优化与计算过程

3．1．3 计算结果与讨论

3．2 B-Ho二元系

3．2．1 B-Ho二元系相图的实验信息

3．2．2 热力学优化与计算过程

3．2．3 计算结果与讨论

3．3 B-Pr二元系

3．3．1 B-Pr二元系相图的实验信息

3．3．2 热力学优化与计算过程

3．3．3 计算结果与讨论

3．4 B-Ce二元系

3．4．1 B-Ce二元系相图的实验信息

3．4．2 热力学优化与计算过程

3．4．3 计算结果与讨论

3．5 B-Lu二元系

3．5．1 B-Lu二元系相图的实验信息

3．5．2 热力学优化与计算过程

3．5．3 计算结果与讨论

3．6 B-Tb二元系

3．6．1 B-Tb二元系相图的实验信息

3．6．2 热力学优化与计算过程

3．6．3 计算结果与讨论

3．7 B-La二元系

3．7．1 B-La二元系相图的实验信息

3．7．2 热力学优化与计算过程

3．7．3 计算结果与讨论

参考文献

第四章 RE-X二元系相图的热力学优化与计算

4．1 Er-Mn二元系

4．1．1 Er-Mn二元系相图的实验信息

4．1．2 热力学优化与计算过程

4．1．3 计算结果与讨论

4．2 La-Ca二元系

4．2．1 La-Ca二元系相图的实验信息

4．2．2 热力学优化与计算过程

4．2．3 计算结果与讨论

4．3 Nd-Ca二元系

4．3．1 Nd-Ca二元系相图的实验信息

4．3．2 热力学优化与计算过程

4．3．3 计算结果与讨论

4．4 Co-Tb二元系

4．4．1 Co-Tb二元系相图的实验信息

4．4．2 热力学优化与计算过程

4．4．3 计算结果与讨论

4．5 Fe-Ho二元系

4．5．1 Fe-Ho二元系相图的实验信息

4．5．2 热力学优化与计算过程

4．5．3 计算结果与讨论

参考文献

第五章 (Co,Fe)-B-RE各三元系相图的热力学优化与计算

5．1 Co-B-RE(Ce,La,Nd,Pr)各三元系相平衡的计算

5．1．1 Co-B-Ce三元系

5．1．2 Co-B-La三元系

5．1．3 CO-B-Nd三元系

5．1．4 Co-B-Pr三元系

5．2 Fe-B-RE(Ce,Dy,Pr)各三元系相平衡的计算

5．2．1 Fe-B-Ce三元系

5．2．2 Fe-B-Dy三元系

5．2．3 Fe-B-Pr三元系

5．3 Nd-Fe-Co-B四元系的计算

参考文献

第六章 总结

致谢

攻读硕士学位期间发表论文