稀土永磁材料是指稀土元素RE(鈰Sm、釹Nd、釤Sm)和過(guò)度族金屬元素TM(鐵Fe,鈷Co)形成的合金經(jīng)一定的工藝制成的永磁材料,是對(duì)相關(guān)產(chǎn)品性能、效率提升較為明顯的重要基礎(chǔ)材料,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用量較大,目前也已成為稀土新材料中最大的消費(fèi)領(lǐng)域。
現(xiàn)在所應(yīng)用的永磁材料主要經(jīng)歷了金屬永磁、鐵氧體和稀土永磁三個(gè)階段,其中稀土永磁材料是目前磁性最好、發(fā)展最快的永磁材料。
磁性材料分類
資料來(lái)源:智研咨詢整理
釹鐵硼合金是目前性能最好的稀土永磁材料。稀土永磁材料至今已有兩大類、三代產(chǎn)品。
第一大類是稀土-鈷合金系,包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金,均是以金屬鈷為基的永磁材料合金,但由于原材料昂貴,受到資源和價(jià)格的限制,主要應(yīng)用與高端領(lǐng)域。
第二大類是釹鐵硼合金,1983年由日本和美國(guó)同時(shí)發(fā)現(xiàn),稱為第三代永磁材料,由大量的釹、鐵、硼三種元素構(gòu)成,其中釹元素的占比在25%-35%。
目前第四代鐵氮(碳)永磁體,尚處于研發(fā)階段。在已有的三代稀土永磁材料中,釹鐵硼具有體積小、重量輕、磁性強(qiáng)等特點(diǎn),由于原料易得、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn),發(fā)展極為迅速。
稀土永磁材料分類
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按照制造工藝的不同,釹鐵硼磁材可分為燒結(jié)、粘結(jié)和熱壓三類,其在性能和應(yīng)用上各具特色,下游應(yīng)用領(lǐng)域重疊范圍比較少,相互之間起到功能互補(bǔ)而非替代或擠占的作用。
三類釹鐵硼材料優(yōu)點(diǎn)、制作工藝及應(yīng)用對(duì)比
類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 制作工藝 | 應(yīng)用 |
燒結(jié)釹鐵硼 | 高磁能積、高矯頑力、高工作溫度 | 采用的是粉末冶金工藝,熔煉后的合制成粉末并在磁場(chǎng)中壓制成壓坯,壓坯惰性氣體或真空中燒結(jié)成型 | 汽車工業(yè)、工業(yè)電機(jī)、消費(fèi)類電子、清潔能源、航空清潔能源、航空航天等領(lǐng)域 |
粘結(jié)釹鐵硼 | 工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、體積小、精度高、磁場(chǎng)均勻穩(wěn)定等 | 用可塑性物質(zhì)粘結(jié)劑與釹鐵硼永磁粉末相混合制成磁性可塑性粒料,再通過(guò)各種可塑性材料的成型工藝而制成 | 辦公室自動(dòng)化設(shè)備、電裝機(jī)械、視聽設(shè)備、儀器儀表和小型馬達(dá)等領(lǐng)域 |
熱壓釹鐵硼 | 致密度高、取向度高、耐蝕性好、矯頑力高和近終成型 | 通過(guò)熱擠壓、熱變形工藝制成的磁性能較高的磁體 | - |
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燒結(jié)釹鐵硼是目前產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的稀土永磁材料,占比約超過(guò)90%,大部分中國(guó)釹鐵硼磁材制造商主要生產(chǎn)燒結(jié)釹鐵硼磁材。
2019年,稀土磁性材料產(chǎn)量保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。其中,燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)量17萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)9.7%;粘結(jié)釹鐵硼產(chǎn)量7900噸,同比增長(zhǎng)5%;釤鈷磁體產(chǎn)量2400噸,同比增長(zhǎng)4%
2016-2019年中國(guó)釹鐵硼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
資料來(lái)源:中國(guó)稀土工業(yè)協(xié)會(huì)、智研咨詢整理
2019 年燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)量占比94.3%,粘結(jié)釹鐵硼占比4.4%,釤鈷磁體產(chǎn)量占比僅1.3%。
2019 年中國(guó)釹鐵硼產(chǎn)量占比格局
資料來(lái)源:中國(guó)稀土行業(yè)協(xié)會(huì)、智研咨詢整理
國(guó)家近年出臺(tái)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃以及多項(xiàng)政策文件鼓勵(lì)高性能釹鐵硼永磁產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
高性能釹鐵硼永磁產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策統(tǒng)計(jì)
年份 | 政策名稱 | 主要內(nèi)容 |
2013年 | 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》(2013年修訂) | 提出將“高性能稀土磁性材料”列入鼓勵(lì)發(fā)展產(chǎn)業(yè) |
2015年 | 《國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域》 | 提出將稀土永磁體制造技術(shù)、高技術(shù)領(lǐng)域用稀土材料制備及應(yīng)用技術(shù)等列入國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域 |
2017年 | 《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》 | 提出要重點(diǎn)發(fā)展高端稀土功能材料。 |
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釹鐵硼磁材產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是稀土礦開采、分離及冶煉,中游是釹鐵硼的精深加工企業(yè),下游是消費(fèi)電子和基礎(chǔ)工業(yè)等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域,以及新能源和節(jié)能環(huán)保等新興應(yīng)用領(lǐng)域。
釹鐵硼永磁材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)示意圖
資料來(lái)源:智研咨詢整理
中國(guó)和巴西是全球稀土礦資源儲(chǔ)備最多的國(guó)家,2019年中國(guó)稀土礦資源儲(chǔ)備量4400萬(wàn)噸,占全球資源比重的36.67%,穩(wěn)居第一。其次是巴西,稀土礦資源儲(chǔ)量2200萬(wàn)噸,占比18.33%。
2019年全球稀土礦資源儲(chǔ)量分布
資料來(lái)源:USGS、智研咨詢整理
中國(guó)是全球最大的稀土產(chǎn)出國(guó),截至2019年,中國(guó)稀土礦產(chǎn)量13.2萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)10%。
2013-2019年中國(guó)稀土礦產(chǎn)量及全球比重走勢(shì)圖
資料來(lái)源:USGS、智研咨詢整理
從1969年至今,中國(guó)磁性材料行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,釹鐵硼投資規(guī)模逐漸擴(kuò)大,技術(shù)設(shè)備提升,產(chǎn)品也經(jīng)歷了低檔—中低檔—中高檔的發(fā)展。
高性能釹鐵硼永磁材料應(yīng)用于高技術(shù)壁壘的產(chǎn)品,主要是各種型號(hào)電機(jī)、壓縮機(jī)、傳感器,包括傳統(tǒng)汽車EPS、新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、變頻家電、節(jié)能電機(jī)等。這些領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)、壓縮機(jī)或是傳感器中使用的永磁材料性能要求較高,是鐵氧體和釤鈷磁體無(wú)法替代的。
我國(guó)高性能釹鐵硼永磁材料應(yīng)用分布
資料來(lái)源:智研咨詢整理
目前傳統(tǒng)汽車是高性能釹鐵硼永磁材料應(yīng)用最多的場(chǎng)景,但隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向新能源汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,高性能釹鐵硼下游需求方向?qū)A向于新能源汽車領(lǐng)域。
2019年全球電動(dòng)車銷量220.98萬(wàn)輛,相比2018年增速明顯放緩,主要原因來(lái)自于全球最大的電動(dòng)車市場(chǎng),中國(guó)電動(dòng)車銷售在2019年遇冷,截至2019年中國(guó)電動(dòng)車銷量120.6萬(wàn)輛,相比2018年的125.6萬(wàn)輛,下降3.98%,北美地區(qū)電動(dòng)車銷售降幅8.45%;全球僅歐洲市場(chǎng)一枝獨(dú)秀,2019年電動(dòng)車銷售54.9萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)40%。
2014-2019年全球電動(dòng)車銷量走勢(shì)圖
資料來(lái)源:EV SALES、智研咨詢整理
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的三大核心部件之一,是實(shí)現(xiàn)各種工作模式的關(guān)鍵,因此新能源汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能要求較高。適合新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有永磁同步、交流異步和開關(guān)磁阻三大類,其中稀土永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有盡可能寬廣的弱磁調(diào)速范圍、高功率密度比、高效率、高可靠性等優(yōu)勢(shì),能夠有效地降低新能源汽車的重量和提高其效率,需求難以被替代。
據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),2018年12月,中國(guó)新能源乘用車搭載電機(jī)超過(guò)16萬(wàn)臺(tái),其中永磁同步電機(jī)占比高達(dá)92.3%。國(guó)內(nèi)外許多車型電機(jī)也都使用永磁電機(jī),尤其是特斯拉Model3更換用永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī),將帶動(dòng)永磁電機(jī)的需求繼續(xù)增長(zhǎng)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排的推進(jìn),新能源汽車、汽車EPS、節(jié)能家電、風(fēng)電等領(lǐng)域?qū)︹S鐵硼磁材需求將繼續(xù)提升。新能源汽車的快速發(fā)展是高性能釹鐵硼消費(fèi)的核心增量。
國(guó)內(nèi)外主要高性能釹鐵硼企業(yè)產(chǎn)能及未來(lái)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃
國(guó)家 | 公司 | 目前產(chǎn)能(噸) | 主要應(yīng)用領(lǐng)域 |
德國(guó) | VAC | 1000 | 風(fēng)力發(fā)電、EPS以及直流微特電機(jī) |
日本 | 日立金屬 | 10000 | 混合動(dòng)力汽車、EPS、VCM、消費(fèi)電子和醫(yī)療等 |
TDK | 5000 | 家用電器、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域 | |
信越化學(xué) | 5000 | – | |
中國(guó) | 中科三環(huán) | 18000 | 汽車(新能源汽車)領(lǐng)域業(yè)務(wù)占比50%,風(fēng)電、VCM等 |
寧波韻升 | 10000 | 伺服電機(jī)、消費(fèi)電子、VCM、聲學(xué)領(lǐng)域 | |
英洛華 | 7000 | 稀土永磁材料與制品及電機(jī)系列產(chǎn)品 | |
正海磁材 | 6300 | “高性能釹鐵硼永磁材料+新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”的雙主業(yè)發(fā)展模式 | |
金力永磁 | 7000 | 風(fēng)電、新能源汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域 | |
北京京磁 | 5000 | - | |
大地熊 | 2000 | 汽車工業(yè)、工業(yè)電機(jī)和高端消費(fèi)類電子 | |
煙臺(tái)首鋼 | 7800 | 風(fēng)力發(fā)電、空調(diào)壓縮機(jī)電機(jī)、汽車EPS等 |
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2023-2029年中國(guó)稀土永磁材料行業(yè)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀及市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)報(bào)告
《2023-2029年中國(guó)稀土永磁材料行業(yè)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀及市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)報(bào)告》共十二章,包含中國(guó)稀土永磁材料上游產(chǎn)業(yè)運(yùn)行分析——稀土產(chǎn)業(yè),2023-2029年中國(guó)稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)分析,2023-2029年中國(guó)稀土永磁材料投資戰(zhàn)略研究等內(nèi)容。



