中国磁性材料产业现状及其发展展望(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
此在该行业中,全球的生产能力大部分集中在日本企业[3]。其中有代表性的两家企业,一家是精工爱普生,他们的磁材生产已经全部转到中国上海爱普生磁性器材有限公司了;另一家大的粘结磁体企业-日本大同公司。在计算机硬盘驱动器(HDD)的主轴电机应用方面,大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90%以上。2002年底,中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司,2004年3月进一步扩大股权,目前中科三环已持有该公司的70%股权,成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了海恩公司,其深圳的爱恩美格也是一个技术水平很高的粘结磁体工厂,加上国内成长起来的成都银河,粘结磁体企业除日本的大同外,其余产能基本分布在中国。
图4是日本粘结协会统计的有关资料,从图中可以看到这种优势。从2001年开始,中国粘结钕铁硼的优势逐渐显露出来,2002年后中国远远超过了日本,处于了第一位。粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320顿,中国的产量仅为50吨;2000年全球粘结钕铁硼产量达到3550吨,中国的产量为620吨,虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率去达到了60%,有了长足的发展。据最新统计,2004年中国粘结钕铁硼磁体产量达到了1350吨。
尽管中国已经是生成粘结钕铁硼永磁的第一大国,但只是占原材料和人工成本的优势,由于设备、生产技术以及管理能力有限,只能生产一些中低档的产品,像HDD这类高档和高利润产品仍由日本企业掌控,所以在中国出现生产量增加很快,产值特别是利润的增长却不成比例。粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。估计年递增速率在20%以上。到2005年,我国粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。全球对粘结稀土永磁需求的增长幅度不是很大,其主要原因是由于粘结钕铁硼永磁的主题市场是IT行业密切相关的各种微型马达,IT行业的不景气直接影响对粘结钕铁硼永磁的需求[3]。
3 中国新型稀土永磁材料的研究开发现状[4]
在新型稀土永磁材料研究方面,我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面,我国是最早开展这方面研究的国家之一,在结构与磁性,超精细相互化合物方面,我国最早报道了RF11TiNy的研究成果,开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域;在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面,我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物,并研究了它的磁性。 近年来,利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近,中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料,其室温磁性能可达18.2MGOe,剩磁比为0.9,并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性,具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。
北京大学,研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前,已开发出磁能积为15~20MGOe左右的R(Fe,M)12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料,已建成年生产能力100吨的中试生产线,进行产业化推广[6]。2004年10月 ,深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约,合作建立新型稀土永磁材料基地,将根据市场发展需要,拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位,这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前,国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。
钢铁研究总院,开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究,进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时 (BH)max≥9MGOe,Hic≥7.9kOe。
上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题,进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR(hydrogen disproportionation desorption recombination)工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。
近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出,按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动化的完整生产线:原料从生产线的一端投入,在另一端出来的已是磁体最终产品,包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量(O2≤1000 ppm)和极高的磁能积((BH)max=52MGOe))。据了解,如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是,此生产线的报价远低于单机报价的总和!报价不仅包括设备硬件,也包括技术软件。换言之,设备厂家不仅提供成套设备,更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体!
值得一提的是,国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距,经数年的潜心钻研与实践,终于在2003年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线,并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体,整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4~1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀,而采用无污染的Dacro技术,耐蚀性良好,成本低廉。 近年来,我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地,纷纷在中国设立生产基地,同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月,沈阳中北真空技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地,引进世界最先进的液晶显示、等离子真空热处理技术,这必将对我国烧结钕铁硼的生产技术水平的提高产生积极的影响。
4 中国磁体产业发展思路和前景预测
跨入21世纪,中国的磁性材料产业得到了进一步发展,年增长超过20%[7]。初步统计,2004年中国烧结铁氧体[8]达到350,000吨(占全球总量的51%),粘结铁氧体50,000吨(占全球总量的32%);烧结钕铁硼永磁[9]达到27,510吨(占全球总量的81%),粘结钕铁硼永磁[10]达到1350吨(占全球总量的35%);铸造磁体3,500吨(占全球总量的56%)[11]。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高了生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
稀土永磁的发展和前景
作为朝阳产业,稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重,其新的应用成长点在不断涌现,特别是信息产业为代表的知识经济的发展,给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外,汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始,这将极大的带动钕铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源,较低的人工成本和广阔的市场,从而在未来的五年至十年内,国外的钕铁硼制造业继续逐步向中国转移的态势势不可挡,中国必将吸引大量国外先进的钕铁硼永磁材料制造商,比如美、日、欧等国家、地区的企业进入,一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战,另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国,从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。 “十五”期间,我国钕铁硼磁体的总产量超过了5万吨,烧结钕铁硼磁体产业会保持继续增长的势头,年增长率仍会保持在20~30%以上,粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。预计到2005年,我国烧结钕铁硼磁体年产量将达到3万吨左右,粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年
图4是日本粘结协会统计的有关资料,从图中可以看到这种优势。从2001年开始,中国粘结钕铁硼的优势逐渐显露出来,2002年后中国远远超过了日本,处于了第一位。粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320顿,中国的产量仅为50吨;2000年全球粘结钕铁硼产量达到3550吨,中国的产量为620吨,虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率去达到了60%,有了长足的发展。据最新统计,2004年中国粘结钕铁硼磁体产量达到了1350吨。
尽管中国已经是生成粘结钕铁硼永磁的第一大国,但只是占原材料和人工成本的优势,由于设备、生产技术以及管理能力有限,只能生产一些中低档的产品,像HDD这类高档和高利润产品仍由日本企业掌控,所以在中国出现生产量增加很快,产值特别是利润的增长却不成比例。粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。估计年递增速率在20%以上。到2005年,我国粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。全球对粘结稀土永磁需求的增长幅度不是很大,其主要原因是由于粘结钕铁硼永磁的主题市场是IT行业密切相关的各种微型马达,IT行业的不景气直接影响对粘结钕铁硼永磁的需求[3]。
3 中国新型稀土永磁材料的研究开发现状[4]
在新型稀土永磁材料研究方面,我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面,我国是最早开展这方面研究的国家之一,在结构与磁性,超精细相互化合物方面,我国最早报道了RF11TiNy的研究成果,开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域;在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面,我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物,并研究了它的磁性。 近年来,利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近,中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料,其室温磁性能可达18.2MGOe,剩磁比为0.9,并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性,具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。
北京大学,研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前,已开发出磁能积为15~20MGOe左右的R(Fe,M)12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料,已建成年生产能力100吨的中试生产线,进行产业化推广[6]。2004年10月 ,深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约,合作建立新型稀土永磁材料基地,将根据市场发展需要,拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位,这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前,国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。
钢铁研究总院,开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究,进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时 (BH)max≥9MGOe,Hic≥7.9kOe。
上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题,进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR(hydrogen disproportionation desorption recombination)工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。
近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出,按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动化的完整生产线:原料从生产线的一端投入,在另一端出来的已是磁体最终产品,包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量(O2≤1000 ppm)和极高的磁能积((BH)max=52MGOe))。据了解,如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是,此生产线的报价远低于单机报价的总和!报价不仅包括设备硬件,也包括技术软件。换言之,设备厂家不仅提供成套设备,更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体!
值得一提的是,国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距,经数年的潜心钻研与实践,终于在2003年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线,并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体,整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4~1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀,而采用无污染的Dacro技术,耐蚀性良好,成本低廉。 近年来,我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地,纷纷在中国设立生产基地,同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月,沈阳中北真空技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地,引进世界最先进的液晶显示、等离子真空热处理技术,这必将对我国烧结钕铁硼的生产技术水平的提高产生积极的影响。
4 中国磁体产业发展思路和前景预测
跨入21世纪,中国的磁性材料产业得到了进一步发展,年增长超过20%[7]。初步统计,2004年中国烧结铁氧体[8]达到350,000吨(占全球总量的51%),粘结铁氧体50,000吨(占全球总量的32%);烧结钕铁硼永磁[9]达到27,510吨(占全球总量的81%),粘结钕铁硼永磁[10]达到1350吨(占全球总量的35%);铸造磁体3,500吨(占全球总量的56%)[11]。世界磁性材料生产向中国转移,增强了中国磁性材料工业的整体实力,提高了生产技术,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
稀土永磁的发展和前景
作为朝阳产业,稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重,其新的应用成长点在不断涌现,特别是信息产业为代表的知识经济的发展,给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外,汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始,这将极大的带动钕铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源,较低的人工成本和广阔的市场,从而在未来的五年至十年内,国外的钕铁硼制造业继续逐步向中国转移的态势势不可挡,中国必将吸引大量国外先进的钕铁硼永磁材料制造商,比如美、日、欧等国家、地区的企业进入,一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战,另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国,从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。 “十五”期间,我国钕铁硼磁体的总产量超过了5万吨,烧结钕铁硼磁体产业会保持继续增长的势头,年增长率仍会保持在20~30%以上,粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小,还有很大的发展空间。预计到2005年,我国烧结钕铁硼磁体年产量将达到3万吨左右,粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年