稀土材料制备技术

第1章稀土材料制备方法概述1

1.1稀土材料制备的工作范畴1

1.2稀土材料制备的基本原理2

1.2.1稀土材料制备的化学热力学2

1.2.2稀土材料制备中的化学动力学3

1.2.3稀土材料制备中的离子取代4

1.2.4材料设计5

1.3稀土精矿的分解6

1.3.1独居石精矿的分解6

1.3.2氟碳铈精矿的分解7

1.3.3混合型稀土精矿的分解13

1.3.4磷钇矿的分解15

1.3.5离子型稀土矿的提取17

1.4稀土元素的萃取分离19

1.4.1溶剂萃取基本知识19

1.4.2溶剂萃取体系21

1.4.3串级萃取理论27

1.5稀土化合物的制备32

1.5.1稀土元素与非稀土杂质的分离32

1.5.2稀土氧化物及超细粉体的制备35

1.5.3无水稀土氯化物的制备37

1.5.4无水稀土氟化物的制备38

参考文献40

第2章稀土金属及合金的制取41

2.1概述41

2.2金属热还原法制取稀土金属及合金41

2.2.1金属热还原的化学热力学原理41

2.2.2钙热还原稀土氟化物43

2.2.3钙/锂还原稀土氯化物44

2.2.4还原蒸馏法制备稀土金属45

2.2.5中间合金化法制备稀土金属46

2.3熔盐电解法制取稀土金属及合金49

2.3.1稀土氯化物熔盐电解制取稀土金属49

2.3.2稀土氧化物熔盐电解制取稀土金属55

2.3.3熔盐电解制取稀土合金60

2.4稀土金属粉末的制备61

2.4.1机械粉碎法61

2.4.2雾化法62

2.4.3稀土金属粉末的制备62

2.5稀土金属及合金的提纯63

2.5.1概述63

2.5.2真空熔炼法提纯稀土金属63

2.5.3真空蒸馏法提纯稀土金属64

2.5.4熔盐萃取法提纯稀土金属68

2.5.5区域熔炼法提纯稀土金属68

2.5.6电迁移法提纯稀土金属70

2.5.7电解精炼法提纯稀土金属72

2.5.8区熔电迁移联合法提纯稀土金属73

2.6稀土金属及合金的钝化73

2.6.1稀土钝化的基本原理74

2.6.2稀土钝化的工艺方法75

参考文献75

第3章稀土磁性材料的制备77

3.1真空感应熔炼制备稀土磁性材料77

3.1.1真空感应电炉设备77

3.1.2感应电炉的工作原理78

3.1.3真空熔炼过程的特点79

3.1.4真空感应熔炼稀土永磁合金工艺83

3.1.5真空感应熔炼工艺86

3.1.6稀土永磁合金铸锭的凝固方式及对铸锭组织的控制87

3.2熔体快淬法制备稀土永磁合金89

3.2.1快淬磁各向同性NdFeB合金的结构与磁性能91

3.2.2熔体快淬黏结法91

3.3还原扩散法制备稀土磁性材料92

3.3.1原料的准备93

3.3.2混料与装料95

3.3.3还原扩散处理96

3.3.4去除CaO和残留的Ca97

3.3.5研磨97

3.4稀土永磁合金粉制粉原理和技术98

3.4.1粉末体性能概述98

3.4.2对稀土永磁合金磁性粉末的要求99

3.4.3机械球磨制粉99

3.4.4气流磨制粉104

3.5某些稀土磁性材料的制备108

3.5.1稀土钴永磁材料的制备108

3.5.2钐铁氮永磁体的制备109

参考文献111

第4章稀土贮氢材料的制备112

4.1稀土贮氢材料概述112

4.2稀土贮氢合金制备方法113

4.2.1稀土贮氢合金常用原料及其基本制造方法113

4.2.2稀土贮氢合金的制取工艺及设备115

4.3稀土贮氢合金的热处理技术122

4.4稀土贮氢合金的制粉技术123

4.4.1干式球磨制粉技术123

4.4.2湿式球磨制粉技术124

4.4.3合金氢化制粉124

4.5稀土贮氢合金的表面处理125

4.5.1表面包覆金属膜126

4.5.2贮氢合金的碱液处理127

4.5.3贮氢合金的酸处理128

4.5.4贮氢合金的氟化处理128

4.5.5其他表面处理方法129

4.6贮氢合金粉的包装130

参考文献130

第5章稀土催化材料的制备132

5.1概述132

5.1.1催化剂及其特征值132

5.1.2催化剂的组成135

5.2稀土催化材料的特性和类型136

5.2.1石油裂化催化剂136

5.2.2化工催化剂138

5.2.3机动车尾气净化催化剂140

5.2.4合成橡胶催化材料142

5.2.5固体氧化物燃料电池143

5.2.6有毒有害废气、废水的催化净化143

5.3稀土催化剂的制备原理144

5.3.1催化剂的生产方法和工艺145

5.3.2单元操作146

5.3.3催化剂或载体的成型149

5.3.4催化剂的活化150

5.4稀土催化剂的制备方法151

5.4.1沉淀法152

5.4.2浸渍法157

5.4.3混合法161

5.4.4热熔融法162

5.4.5离子交换法164

5.5几种重要稀土催化剂的制备方法及流程167

5.5.1石油裂化催化剂的制备167

5.5.2化工应用催化剂的制备169

5.5.3机动车尾气净化催化材料的制备171

5.5.4合成橡胶催化剂的制备172

5.5.5固体氧化物燃料电池174

5.5.6有毒有害废气、废水的催化净化174

5.6催化剂制备技术的新进展175

5.6.1微乳液技术176

5.6.2超临界技术177

5.6.3化学气相沉积法179

5.6.4膜技术179

参考文献180

第6章稀土发光和激光材料的制备182

6.1高温固相反应法184

6.1.1高温固相法概述184

6.1.2高温固相法稀土发光材料制备实例185

6.2溶胶凝胶法186

6.2.1溶胶凝胶法概述186

6.2.2高温固相法稀土发光材料制备实例187

6.3燃烧法188

6.3.1燃烧法概述188

6.3.2燃烧法制备稀土发光材料实例188

6.4水热法合成稀土发光材料189

6.4.1概述189

6.4.2水热合成的基本原理及反应装置190

6.4.3水热合成的工艺191

6.4.4水热反应的类型191

6.5沉淀法合成稀土发光材料192

6.5.1直接沉淀法192

6.5.2配合沉淀法193

参考文献194

第7章稀土精细陶瓷材料的制备195

7.1精细陶瓷材料概述195

7.1.1精细陶瓷的分类196

7.1.2稀土在精细陶瓷新材料中的应用197

7.2原料及粉体制备201

7.2.1从液相制备微粉的方法202

7.2.2从气相制备微粉的方法206

7.3成型技术207

7.3.1干法成型208

7.3.2湿法成型211

7.3.3其他成型216

7.4烧结技术217

7.4.1烧结及烧结过程217

7.4.2主要烧结技术221

7.5精细陶瓷的烧后处理231

7.5.1机械加工231

7.5.2表面上釉232

7.5.3金属化232

参考文献233

第8章复合材料的制备235

8.1复合材料的一般概念235

8.1.1复合材料定义及分类235

8.1.2复合材料的性能特点238

8.1.3复合材料的结构组成239

8.1.4稀土在复合材料中的应用242

8.1.5复合材料的应用244

8.2金属基复合材料制备技术245

8.2.1固态法248

8.2.2液态法251

8.2.3其他制造方法257

8.3聚合物基复合材料制备技术260

8.3.1手工成型法262

8.3.2喷涂成型法263

8.3.3模压成型法263

8.3.4注射成型法264

8.3.5拉挤成型法265

8.3.6树脂传递模塑料成型法266

8.3.7真空热压成型法266

8.3.8纤维缠绕成型法267

8.4陶瓷基复合材料制备技术268

8.4.1粉体制备270

8.4.2成型烧结270

参考文献276

稀土被誉为现代工业“维生素”，是公认的战略元素和高技术元素，也是电子工业、航空航天、信息产业中不可缺少的组成部分。我国是稀土大国，并非稀土强国，我国要改变出口原矿为主的局面，就需要大力发展稀土冶炼和相关材料制造技术。
　　本书详细介绍了稀土冶金工艺以及稀土磁性材料、储氢材料、催化材料、发光材料和相关复合材料的制备技术。
　　本书适宜从事稀土相关工业的技术人员以及大专院校师生使用。