稀土磁性材料

1、稀土磁性材料稀土磁性材料Rare Earth Magnetic Materials1.磁性材料的分類磁性材料的分類2.永磁材料的技術磁參量永磁材料的技術磁參量3.稀土永磁材料稀土永磁材料4.中國稀土永磁材料的發(fā)展狀況中國稀土永磁材料的發(fā)展狀況一、磁性材料的分類一、磁性材料的分類 按化學組成分類按化學組成分類金屬磁性材料、非金屬金屬磁性材料、非金屬(鐵氧體鐵氧體)磁性磁性材料材料 按磁化率大小分類按磁化率大小分類順磁性、反磁性、鐵磁性、反鐵磁順磁性、反磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性性、亞鐵磁性 按功能分類按功能分類軟磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩軟磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩磁材料、旋磁

2、材料、壓磁材料、磁材料、旋磁材料、壓磁材料、 泡磁材料、泡磁材料、磁光材料、磁記錄材料磁光材料、磁記錄材料 v二、永磁材料的技術磁參量二、永磁材料的技術磁參量非結構敏感參數(shù)非結構敏感參數(shù)：主要由材料的化學成分和晶主要由材料的化學成分和晶 體結構來決定，也稱為內稟磁參量。體結構來決定，也稱為內稟磁參量。 飽和磁化強度飽和磁化強度Ms ， 居里溫度居里溫度Tc結構敏感參數(shù)：結構敏感參數(shù)：強烈地依賴材料的結構和微觀強烈地依賴材料的結構和微觀結構，例如晶粒尺寸，晶粒取向，晶體缺陷，摻結構，例如晶粒尺寸，晶粒取向，晶體缺陷，摻雜物機械加工及熱處理條件等有關。雜物機械加工及熱處理條件等有關。 剩磁剩磁Mr

3、、矯頑力、矯頑力Hc、磁能積（、磁能積（BH）max1.飽和磁化強度飽和磁化強度Ms Saturation Magnetizationv定義：在給定的溫度下，給定的材料能達定義：在給定的溫度下，給定的材料能達到的磁化強度最大值。到的磁化強度最大值。v永磁材料的永磁材料的Ms越高越好，它標志著材料的越高越好，它標志著材料的最大磁能積和剩磁可能達到的上限值最高。最大磁能積和剩磁可能達到的上限值最高。v單位名稱為安每米，單位符號為單位名稱為安每米，單位符號為A/m2.居里溫度居里溫度Tcv鐵磁性或亞鐵磁性轉變成順磁性時對應的臨鐵磁性或亞鐵磁性轉變成順磁性時對應的臨界溫度。界溫度。Tc越高，永磁材料的

4、使用溫度越高，越高，永磁材料的使用溫度越高，溫度穩(wěn)定性好溫度穩(wěn)定性好3.磁能積（磁能積（BH）max Magnetic Energy Product 磁鐵在空氣隙中產(chǎn)生的磁場強度除了與磁磁鐵在空氣隙中產(chǎn)生的磁場強度除了與磁鐵體積、氣隙體積有關外，主要決定于磁鐵鐵體積、氣隙體積有關外，主要決定于磁鐵內部的磁感應強度內部的磁感應強度B和磁鐵的退磁場和磁鐵的退磁場H的乘積。的乘積。因此因此BH代表永磁體的能量，稱為磁能積。代表永磁體的能量，稱為磁能積。(BH)m稱為最大磁能積。稱為最大磁能積。4.剩磁剩磁Br Remanence v永磁體經(jīng)磁化至技術飽和，并去掉外磁場永磁體經(jīng)磁化至技術飽和，并去掉外

5、磁場后，所保留的磁性，后，所保留的磁性，Mr稱為剩余磁化強度，稱為剩余磁化強度，Br稱為剩余磁感應強度。稱為剩余磁感應強度。5.矯頑力矯頑力 Coercive Force鐵磁體磁化到飽和以后，使它的磁化強度或磁鐵磁體磁化到飽和以后，使它的磁化強度或磁感應強度降低到零所需要的反向磁場成為感應強度降低到零所需要的反向磁場成為矯頑矯頑力。用力。用Hc表示。表示。 Hci表示內稟矯頑力表示內稟矯頑力 Hcb表示磁感矯頑力表示磁感矯頑力矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量。在。在磁體使用中，磁體使用中，Hc越高，表示溫度穩(wěn)定性越好。越高，表示溫度穩(wěn)定性越好。三、稀

6、土永磁材料v稀土永磁材料是稀土金屬元素（稀土永磁材料是稀土金屬元素（4f）與過渡族金屬（與過渡族金屬（3d）所形成的金屬間）所形成的金屬間化合物為基體的永磁材料?；衔餅榛w的永磁材料。 第三代稀土永磁材料Nd-Fe-B第二代稀土永磁材料Re2TM17第一代稀土永磁材料ReCo5(SmCo5)v稀土永磁材料的制備：熔煉、澆鑄機械合 金化等v熔煉技術：v合金化或控制合金的結晶組織或制粉： 澆鑄/機械合金化/熔體快淬法/氣體霧化法/高頻震蕩霧化法真空感應熔煉法 （最常用）真空電弧熔煉法（多用于實驗室研究）真空熱還原擴散法（近年來得到發(fā)展）v優(yōu)點：具有極高的磁能積和矯頑力，能量密度高，性價比高，具有

7、良好的機械特性。v缺點：居里溫度低，溫度特性差，易于粉化腐蝕。（通過表面涂層處理解決）被稱為“磁王”的釹鐵硼不僅是實驗室的寵物，更是工業(yè)化的新興產(chǎn)業(yè)，當今世界早已掀起了“Nd-Fe-B熱”。 主要是利用磁體在氣隙產(chǎn)生足夠強的磁主要是利用磁體在氣隙產(chǎn)生足夠強的磁場，利用磁極與磁極的相互作用，磁場對帶場，利用磁極與磁極的相互作用，磁場對帶電物體或粒子或載電流導體的相互作用來做電物體或粒子或載電流導體的相互作用來做功，或實現(xiàn)能量，信息的轉換。功，或實現(xiàn)能量，信息的轉換。 v電-機械轉換（電機、發(fā)電機、計算機VCM）v電-聲轉換（音響器件、電話）v磁-機械力或轉矩（磁分離、磁懸浮列車）v微波器件、電子

8、束、離子束聚焦v傳感器、電信號傳輸、轉變v醫(yī)療及生物（磁共振成像儀）v其它應用（磁性銷釘、真空技術）四、中國稀土永磁材料的發(fā)展狀況四、中國稀土永磁材料的發(fā)展狀況浙江浙江山西山西 北京北京-天津天津u中國大約100家NdFeB磁體生產(chǎn)廠家，主要分布在北京、天津、山西、浙江和贛州、包頭等地。u2009年產(chǎn)量達到57000噸,位于世界首位。u中科三環(huán)是中國目前最大的生產(chǎn)商2009年年產(chǎn)量達到6700噸。u安泰科技目前生產(chǎn)線能力可達年產(chǎn)量2500噸。中國燒結釹鐵硼磁體生產(chǎn)廠家贛州贛州 包頭包頭 產(chǎn)量統(tǒng)計產(chǎn)量統(tǒng)計 從產(chǎn)量上看，中國已超過世界總產(chǎn)量的從產(chǎn)量上看，中國已超過世界總產(chǎn)量的8383，日本占，日本

9、占1616，歐美，歐美不到不到1 1；從產(chǎn)值上來說，中國占；從產(chǎn)值上來說，中國占5959，日本占到，日本占到3939，歐美，歐美2 2。2009年全球NdFeB磁體產(chǎn)值分布圖2009年全球NdFeB磁體產(chǎn)量分布圖釹鐵硼產(chǎn)品的應用領域比較21釹鐵硼產(chǎn)品的應用領域釹鐵硼產(chǎn)品的應用領域- -中國中國釹鐵硼產(chǎn)品的應用領域釹鐵硼產(chǎn)品的應用領域- -世界世界根據(jù)相關行業(yè)數(shù)據(jù)，我國的釹鐵硼產(chǎn)品主要集根據(jù)相關行業(yè)數(shù)據(jù)，我國的釹鐵硼產(chǎn)品主要集中在電聲、磁選、小型電機等低端領域；而中在電聲、磁選、小型電機等低端領域；而世界領先企業(yè)如日本的產(chǎn)品主要集中在音圈世界領先企業(yè)如日本的產(chǎn)品主要集中在音圈電機電機VCM、核磁

10、共振成像、核磁共振成像MRI和汽車動力轉和汽車動力轉向裝置向裝置EPS等高端領域等高端領域 2000年稀土磁體（年稀土磁體（NdFeB+SmCo）的產(chǎn)值首次超過了鐵氧體的，此趨）的產(chǎn)值首次超過了鐵氧體的，此趨勢將與日俱增。換言之，稀土磁體在勢將與日俱增。換言之，稀土磁體在21世紀將唱主角世紀將唱主角 1985 2010年間全球各類商品磁體產(chǎn)值年間全球各類商品磁體產(chǎn)值V（$x108）的變化）的變化 稀土永磁已成為最具有我國資源特色稀土永磁已成為最具有我國資源特色,且在稀且在稀土領域中發(fā)展最快、所占比重最大的產(chǎn)業(yè)。土領域中發(fā)展最快、所占比重最大的產(chǎn)業(yè)。全球制造業(yè)向發(fā)展中國家重心轉移稀土永磁材料發(fā)展

11、格局的趨勢中國 日本稀土永磁產(chǎn)業(yè)的收縮和轉移歐美磁材行業(yè)戰(zhàn)略轉移 稀土永磁產(chǎn)業(yè)格局的發(fā)展趨勢稀土永磁產(chǎn)業(yè)格局的發(fā)展趨勢行業(yè)發(fā)展廠家現(xiàn)狀急需提升外部影響相關專利技術相繼到期，市場進入壁壘降低隨著英、加、美、日等國立法停止生產(chǎn)一般效率電機，采用燒結釹鐵硼電機所占比例快速上升，相應加快了釹鐵硼的需求隨著中國西部開發(fā)的進行，以及原材料的優(yōu)勢，中國燒結釹鐵硼的制造中心正在向中西部轉移，尤其是內蒙古和江西市場需求市場需求市場需求增長迅速市場供給市場供給生產(chǎn)商主要集中在京津、寧滬、山西等地市場面臨激烈競爭，各廠家優(yōu)勢不明顯中低端產(chǎn)品的差異小產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)鏈隨著國家對稀土行業(yè)的進一步整合，原料的價格上漲，原料供應

12、商議價能力提升部分專利仍未到期，在歐美、日本等發(fā)達市場仍受保護，高端市場有一定進入壁壘西部地區(qū)企業(yè)的成本結構可能更優(yōu) 目前國內產(chǎn)品在國際市場的價格較低，有相當大的提升空間 燒結釹鐵硼行業(yè)市場較為透明，對技術和質量的要求較高營銷營銷低價策略為主直銷為主關注產(chǎn)品技術研發(fā)產(chǎn)能改變產(chǎn)能改變隨著燒結釹鐵硼需求的擴大，現(xiàn)有廠家不斷擴大產(chǎn)能總體產(chǎn)能增加速度大于需求增加速度縱向整合縱向整合主要燒結釹鐵硼廠家正在通過參股、簽訂長期合作協(xié)議等方式獲取價格穩(wěn)定的原材料貨源部分廠家向稀土電機領域擴展技術支持技術支持相關技術的轉移產(chǎn)品質量提升市場開拓市場開拓l海外市場開拓財務支持財務支持中國燒結釹鐵硼行業(yè)狀況評價中國燒

13、結釹鐵硼行業(yè)狀況評價24（一） 釹鐵硼新應用領域風力發(fā)電、環(huán)保家電、工業(yè)節(jié)能電機、混合電動汽車的進入。（二）新技術的開發(fā)決定中國成為稀土永磁的強國 在各國在各國“節(jié)能、環(huán)保節(jié)能、環(huán)?！钡睦砟钕?，稀土永的理念下，稀土永磁材料作為朝陽產(chǎn)業(yè)，將持續(xù)發(fā)展。磁材料作為朝陽產(chǎn)業(yè)，將持續(xù)發(fā)展。（一）釹鐵硼新應用領域（一）釹鐵硼新應用領域風力發(fā)電、風力發(fā)電、環(huán)保家電、工業(yè)節(jié)能電機、混合電動汽環(huán)保家電、工業(yè)節(jié)能電機、混合電動汽車的進入。車的進入。綠色能源-風電 促進因素： 中國90%的風場運營為國有控制，隨著風電上網(wǎng)定價的確定，未來并網(wǎng)問題逐步解決，風電場運營將快速發(fā)展 隨著低碳經(jīng)濟建設，風電的重要性日益突出

14、阻礙因素： 過去幾年，風電快速增長導致部分重復建設，裝機容量超過需求量，未來增速將回落 風電場多分布在西部地區(qū)，電力輸送距離較遠意義：l國家大力推動風電發(fā)展，其巨大潛力也將帶動風電機組發(fā)展;裝機的增長速度在25%左右l目前1兆瓦的機組使用釹鐵硼大致在1噸左右，得益于風力發(fā)電行業(yè)的快速增長，釹鐵硼在風力發(fā)電機組中的用量也將快速增加，預計2014年的磁體需求9600噸27EPS的發(fā)展在未來幾年里，隨著EPS生產(chǎn)技術逐步成熟，EPS產(chǎn)量將爆發(fā)式的上漲，至2014年，我國EPS在汽車上的使用率將達到75%左右，約為1,419萬套，預計在2014年其用量將達到3550噸單位：萬套來源：慧聰鄧白氏研究20

15、06-2014年中國年中國EPS產(chǎn)量變化趨勢圖產(chǎn)量變化趨勢圖28變頻空調等環(huán)保家電的發(fā)展2008年我國變頻空調銷量為僅209萬臺，占國內空調銷售量7%左右。隨著我國定頻空調能耗標準的實施，變頻空調的銷量在未來幾年里將保持高速增長的趨勢，預計到2014年，我國變頻空調銷量將達到2,330萬臺，占總消費量的50%左右；磁體用量也將達到4660噸單位：萬臺2006-2014年中國變頻空調產(chǎn)量變化趨勢圖年中國變頻空調產(chǎn)量變化趨勢圖29江西江西包頭、內蒙包頭、內蒙中國稀土儲量及分布中國稀土儲量及分布 四川四川山東山東中國稀土儲量占世界稀土儲量的50%以上。我國稀土分布北輕南重。其中，輕稀土存量大，中重稀土資源輕稀土存量大，中重稀土資源稀缺，稀缺，Dy、Tb的使用降低是磁體技術發(fā)展的重中之重。 中國稀土永磁產(chǎn)業(yè)在中國政府對稀土資源的保護政策(出口配額限制)的支持下,更加具有資源