稀土永磁材料是指稀土元素RE(鈰Sm、釹Nd、釤Sm)和過度族金屬元素TM(鐵Fe,鈷Co)形成的合金經(jīng)一定的工藝制成的永磁材料,是對相關產(chǎn)品性能、效率提升較為明顯的重要基礎材料,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中應用量較大,目前也已成為稀土新材料中最大的消費領域。
現(xiàn)在所應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,受到資源和價格的限制,主要應用與高端領域。
第二大類是釹鐵硼合金,1983年由日本和美國同時發(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、磁性強等特點,由于原料易得、價格便宜的優(yōu)點,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、粘結和熱壓三類,其在性能和應用上各具特色,下游應用領域重疊范圍比較少,相互之間起到功能互補而非替代或擠占的作用。
三類釹鐵硼材料優(yōu)點、制作工藝及應用對比
類型 | 優(yōu)點 | 制作工藝 | 應用 |
燒結釹鐵硼 | 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中壓制成壓坯,壓坯惰性氣體或真空中燒結成型 | 汽車工業(yè)、工業(yè)電機、消費類電子、清潔能源、航空清潔能源、航空航天等領域 |
粘結釹鐵硼 | 工藝簡單、造價低廉、體積小、精度高、磁場均勻穩(wěn)定等 | 用可塑性物質(zhì)粘結劑與釹鐵硼永磁粉末相混合制成磁性可塑性粒料,再通過各種可塑性材料的成型工藝而制成 | 辦公室自動化設備、電裝機械、視聽設備、儀器儀表和小型馬達等領域 |
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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燒結釹鐵硼是目前產(chǎn)量最高、應用最廣泛的稀土永磁材料,占比約超過90%,大部分中國釹鐵硼磁材制造商主要生產(chǎn)燒結釹鐵硼磁材。
2019年,稀土磁性材料產(chǎn)量保持平穩(wěn)增長。其中,燒結釹鐵硼毛坯產(chǎn)量17萬噸,同比增長9.7%;粘結釹鐵硼產(chǎn)量7900噸,同比增長5%;釤鈷磁體產(chǎn)量2400噸,同比增長4%
2016-2019年中國釹鐵硼產(chǎn)量統(tǒng)計
資料來源:中國稀土工業(yè)協(xié)會、智研咨詢整理
2019 年燒結釹鐵硼毛坯產(chǎn)量占比94.3%,粘結釹鐵硼占比4.4%,釤鈷磁體產(chǎn)量占比僅1.3%。
2019 年中國釹鐵硼產(chǎn)量占比格局
資料來源:中國稀土行業(yè)協(xié)會、智研咨詢整理
國家近年出臺行業(yè)發(fā)展規(guī)劃以及多項政策文件鼓勵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)展相關政策統(tǒng)計
年份 | 政策名稱 | 主要內(nèi)容 |
2013年 | 《產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄(2011年本)》(2013年修訂) | 提出將“高性能稀土磁性材料”列入鼓勵發(fā)展產(chǎn)業(yè) |
2015年 | 《國家重點支持的高新技術領域》 | 提出將稀土永磁體制造技術、高技術領域用稀土材料制備及應用技術等列入國家重點支持的高新技術領域 |
2017年 | 《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》 | 提出要重點發(fā)展高端稀土功能材料。 |
資料來源:智研咨詢整理
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),下游是消費電子和基礎工業(yè)等傳統(tǒng)應用領域,以及新能源和節(jié)能環(huán)保等新興應用領域。
釹鐵硼永磁材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結構示意圖
資料來源:智研咨詢整理
中國和巴西是全球稀土礦資源儲備最多的國家,2019年中國稀土礦資源儲備量4400萬噸,占全球資源比重的36.67%,穩(wěn)居第一。其次是巴西,稀土礦資源儲量2200萬噸,占比18.33%。
2019年全球稀土礦資源儲量分布
資料來源:USGS、智研咨詢整理
中國是全球最大的稀土產(chǎn)出國,截至2019年,中國稀土礦產(chǎn)量13.2萬噸,同比增長10%。
2013-2019年中國稀土礦產(chǎn)量及全球比重走勢圖
資料來源:USGS、智研咨詢整理
從1969年至今,中國磁性材料行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了三個過程,在這個過程中,釹鐵硼投資規(guī)模逐漸擴大,技術設備提升,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用于高技術壁壘的產(chǎn)品,主要是各種型號電機、壓縮機、傳感器,包括傳統(tǒng)汽車EPS、新能源汽車驅動電機、風力發(fā)電、變頻家電、節(jié)能電機等。這些領域對電機、壓縮機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法替代的。
我國高性能釹鐵硼永磁材料應用分布
資料來源: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用最多的場景,但隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)結構向新能源汽車產(chǎn)業(yè)轉型,高性能釹鐵硼下游需求方向將傾向于新能源汽車領域。
2019年全球電動車銷量220.98萬輛,相比2018年增速明顯放緩,主要原因來自于全球最大的電動車市場,中國電動車銷售在2019年遇冷,截至2019年中國電動車銷量120.6萬輛,相比2018年的125.6萬輛,下降3.98%,北美地區(qū)電動車銷售降幅8.45%;全球僅歐洲市場一枝獨秀,2019年電動車銷售54.9萬輛,同比增長40%。
2014-2019年全球電動車銷量走勢圖
資料來源:EV SALES、智研咨詢整理
驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一,是實現(xiàn)各種工作模式的關鍵,因此新能源汽車對驅動電機性能要求較高。適合新能源汽車的驅動電機主要有永磁同步、交流異步和開關磁阻三大類,其中稀土永磁驅動電機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,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,2018年12月,中國新能源乘用車搭載電機超過16萬臺,其中永磁同步電機占比高達92.3%。國內(nèi)外許多車型電機也都使用永磁電機,尤其是特斯拉Model3更換用永磁驅動電機,將帶動永磁電機的需求繼續(xù)增長。
隨著我國經(jīng)濟結構調(diào)整和節(jié)能減排的推進,新能源汽車、汽車EPS、節(jié)能家電、風電等領域對釹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的核心增量。
國內(nèi)外主要高性能釹鐵硼企業(yè)產(chǎn)能及未來擴產(chǎn)計劃
國家 | 公司 | 目前產(chǎn)能(噸) | 主要應用領域 |
德國 | VAC | 1000 | 風力發(fā)電、EPS以及直流微特電機 |
日本 | 日立金屬 | 10000 | 混合動力汽車、EPS、VCM、消費電子和醫(yī)療等 |
TDK | 5000 | 家用電器、消費類電子產(chǎn)品等領域 | |
信越化學 | 5000 | – | |
中國 | 中科三環(huán) | 18000 | 汽車(新能源汽車)領域業(yè)務占比50%,風電、VCM等 |
寧波韻升 | 10000 | 伺服電機、消費電子、VCM、聲學領域 | |
英洛華 | 7000 | 稀土永磁材料與制品及電機系列產(chǎn)品 | |
正海磁材 | 6300 | “高性能釹鐵硼永磁材料+新能源汽車電機驅動系統(tǒng)”的雙主業(yè)發(fā)展模式 | |
金力永磁 | 7000 | 風電、新能源汽車、消費電子等領域 | |
北京京磁 | 5000 | - | |
大地熊 | 2000 | 汽車工業(yè)、工業(yè)電機和高端消費類電子 | |
煙臺首鋼 | 7800 | 風力發(fā)電、空調(diào)壓縮機電機、汽車EPS等 |
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2023-2029年中國稀土永磁材料行業(yè)運營現(xiàn)狀及市場需求預測報告
《2023-2029年中國稀土永磁材料行業(yè)運營現(xiàn)狀及市場需求預測報告》共十二章,包含中國稀土永磁材料上游產(chǎn)業(yè)運行分析——稀土產(chǎn)業(yè),2023-2029年中國稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預測分析,2023-2029年中國稀土永磁材料投資戰(zhàn)略研究等內(nèi)容。



