中國稀土永磁材料的發(fā)展課件

2010.12.26中國稀土永磁材料的發(fā)展概要一.稀土永磁材料的現(xiàn)狀介紹二.稀土永磁材料的未來一.稀土永磁材料的現(xiàn)狀介紹1.中國稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)狀況2.中國燒結(jié)稀土永磁技術(shù)發(fā)展近況中國稀土永磁材料的發(fā)展簡史浙江山西北京-天津中國大約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。2009年產(chǎn)量達(dá)到57000噸,位于世界首位。中科三環(huán)是中國目前最大的生產(chǎn)商——2009年年產(chǎn)量達(dá)到6700噸。安泰科技目前生產(chǎn)線能力可達(dá)年產(chǎn)量2500噸。中國燒結(jié)釹鐵硼磁體生產(chǎn)廠家贛州

包頭

產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

從產(chǎn)量上看，中國已超過世界總產(chǎn)量的83％，日本占16％，歐美不到1％；從產(chǎn)值上來說，中國占59％，日本占到39％，歐美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(yīng)用領(lǐng)域比較釹鐵硼產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域-中國根據(jù)相關(guān)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(jī)等低端領(lǐng)域；而世界領(lǐng)先企業(yè)如日本的產(chǎn)品主要集中在音圈電機(jī)VCM、核磁共振成像MRI和汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置EPS等高端領(lǐng)域釹鐵硼產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域-世界82000年稀土磁體（NdFeB+SmCo）的產(chǎn)值首次超過了鐵氧體的，此趨勢(shì)將與日俱增。換言之，稀土磁體在21世紀(jì)將唱主角1985~2010年間全球各類商品磁體產(chǎn)值V（$x108）的變化

稀土永磁已成為最具有我國資源特色,且在稀土領(lǐng)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(zhuǎn)移稀土永磁材料發(fā)展格局的趨勢(shì)中國

日本稀土永磁產(chǎn)業(yè)的收縮和轉(zhuǎn)移歐美磁材行業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移稀土永磁產(chǎn)業(yè)格局的發(fā)展趨勢(shì)行業(yè)發(fā)展廠家現(xiàn)狀急需提升外部影響相關(guān)專利技術(shù)相繼到期，市場(chǎng)進(jìn)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(jī)，采用燒結(jié)釹鐵硼電機(jī)所占比例快速上升，相應(yīng)加快了釹鐵硼的需求隨著中國西部開發(fā)的進(jìn)行，以及原材料的優(yōu)勢(shì)，中國燒結(jié)釹鐵硼的制造中心正在向中西部轉(zhuǎn)移，尤其是內(nèi)蒙古和江西市場(chǎng)需求市場(chǎng)需求增長迅速市場(chǎng)供給生產(chǎn)商主要集中在京津、寧滬、山西等地市場(chǎng)面臨激烈競(jìng)爭，各廠家優(yōu)勢(shì)不明顯中低端產(chǎn)品的差異小產(chǎn)業(yè)鏈隨著國家對(duì)稀土行業(yè)的進(jìn)一步整合，原料的價(jià)格上漲，原料供應(yīng)商議價(jià)能力提升部分專利仍未到期，在歐美、日本等發(fā)達(dá)市場(chǎng)仍受保護(hù)，高端市場(chǎng)有一定進(jìn)入壁壘西部地區(qū)企業(yè)的成本結(jié)構(gòu)可能更優(yōu)目前國內(nèi)產(chǎn)品在國際市場(chǎng)的價(jià)格較低，有相當(dāng)大的提升空間燒結(jié)釹鐵硼行業(yè)市場(chǎng)較為透明，對(duì)技術(shù)和質(zhì)量的要求較高營銷低價(jià)策略為主直銷為主關(guān)注產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)產(chǎn)能改變隨著燒結(jié)釹鐵硼需求的擴(kuò)大，現(xiàn)有廠家不斷擴(kuò)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主要燒結(jié)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(jià)格穩(wěn)定的原材料貨源部分廠家向稀土電機(jī)領(lǐng)域擴(kuò)展技術(shù)支持相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)移產(chǎn)品質(zhì)量提升市場(chǎng)開拓海外市場(chǎng)開拓財(cái)務(wù)支持中國燒結(jié)釹鐵硼行業(yè)狀況評(píng)價(jià)10中國燒結(jié)稀土永磁技術(shù)發(fā)展近況

——高性能燒結(jié)永磁體稀土永磁材料的發(fā)展史以燒結(jié)NdFeB磁體為例，性能35MGOe59.6MGOe，產(chǎn)量<1Ton57000TonsSurvey

ofManufacturingProcess新冶煉技術(shù)：SC工藝真空速凝爐SC鑄片安泰科技SC鑄片2002年三吉利率先引進(jìn)商用500公斤SC爐2010年中國500公斤以上SC爐達(dá)到30臺(tái)2009年中國SC產(chǎn)品約10000噸以上SC工藝的配套工藝：HD工藝SC+HD工藝特點(diǎn)：高性能化SC+HD工藝：低失重化改善前改善后二.稀土永磁材料的未來發(fā)展（一）釹鐵硼新應(yīng)用領(lǐng)域—風(fēng)力發(fā)電、環(huán)保家電、工業(yè)節(jié)能電機(jī)、混合電動(dòng)汽車的進(jìn)入。（二）新技術(shù)的開發(fā)決定中國成為稀土永磁的強(qiáng)國

在各國“節(jié)能、環(huán)保”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。（一）釹鐵硼新應(yīng)用領(lǐng)域—風(fēng)力發(fā)電、環(huán)保家電、工業(yè)節(jié)能電機(jī)、混合電動(dòng)汽車的進(jìn)入。綠色能源-風(fēng)電促進(jìn)因素：中國90%的風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營為國有控制，隨著風(fēng)電上網(wǎng)定價(jià)的確定，未來并網(wǎng)問題逐步解決，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營將快速發(fā)展隨著低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)，風(fēng)電的重要性日益突出阻礙因素：過去幾年，風(fēng)電快速增長導(dǎo)致部分重復(fù)建設(shè)，裝機(jī)容量超過需求量，未來增速將回落風(fēng)電場(chǎng)多分布在西部地區(qū)，電力輸送距離較遠(yuǎn)意義：國家大力推動(dòng)風(fēng)電發(fā)展，其巨大潛力也將帶動(dòng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)展;裝機(jī)的增長速度在25%左右目前1兆瓦的機(jī)組使用釹鐵硼大致在1噸左右，得益于風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的快速增長，釹鐵硼在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的用量也將快速增加，預(yù)計(jì)2014年的磁體需求9600噸21EPS的發(fā)展在未來幾年里，隨著EPS生產(chǎn)技術(shù)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(dá)到75%左右，約為1,419萬套，預(yù)計(jì)在2014年其用量將達(dá)到3550噸單位：萬套來源：慧聰鄧白氏研究2006-2014年中國EPS產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖22變頻空調(diào)等環(huán)保家電的發(fā)展2008年我國變頻空調(diào)銷量為僅209萬臺(tái)，占國內(nèi)空調(diào)銷售量7%左右。隨著我國定頻空調(diào)能耗標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，變頻空調(diào)的銷量在未來幾年里將保持高速增長的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2014年，我國變頻空調(diào)銷量將達(dá)到2,330萬臺(tái)，占總消費(fèi)量的50%左右；磁體用量也將達(dá)到4660噸單位：萬臺(tái)2006-2014年中國變頻空調(diào)產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖23（二）新技術(shù)的開發(fā)決定中國成為稀土永磁的強(qiáng)國江西包頭、內(nèi)蒙中國稀土儲(chǔ)量及分布

四川山東中國稀土儲(chǔ)量占世界稀土儲(chǔ)量的50%以上。我國稀土分布北輕南重。其中，輕稀土存量大，中重稀土資源稀缺，Dy、Tb的使用降低是磁體技術(shù)發(fā)展的重中之重。

美國開發(fā)新型高性能磁體日本開發(fā)低重稀土高矯頑力稀土磁體Br(T)M0HcJ(T)(BH)MAX(kJ/m3)理論值1.606.7512實(shí)驗(yàn)值1.550.82474達(dá)到程度，%97%12%93%NdFeB主要指標(biāo)與理論指標(biāo)對(duì)比矯頑力還有較大提升空間HitachiMetals,Ld.開發(fā)出了一種特殊的Dy氣相沉積/擴(kuò)散技術(shù)（vapordeposition/diffusiontechnology）保持Br不變，可提高Hc320kA/m(4kOe)保持Hc不變，Br提高40mT(400G)ULVAC,Inc.開發(fā)了真空Dy氣相沉積和晶界選擇擴(kuò)散技術(shù)（metalDyvaporinavacuumandpreferentiallydiffusesDyatomsatthecrystalgrainboundary）矯頑力可提高7kOeDy用量為傳統(tǒng)磁體的十分之一2）晶界相控制3、高耐蝕性燒結(jié)磁體的研究德國Vacuumschmelze公司研發(fā)出了燒結(jié)磁體組裝技術(shù)——噴涂和粘合。優(yōu)點(diǎn)：提高磁體耐蝕性（無需鍍層），有效降低渦流發(fā)熱，減少Dy的使用。磁體組裝示意圖

國內(nèi)報(bào)道了高耐蝕性燒結(jié)Nd-Fe-B磁體，PCT試驗(yàn)（測(cè)試條件：120℃，100%humidity,2atm，480h）磁體重量損失小于1.5mg/cm2。

發(fā)明了高強(qiáng)韌性和抗沖擊性稀土永磁材料及其制備方法；發(fā)現(xiàn)燒結(jié)稀土永磁材料的斷裂行為的各向異性；研制的高強(qiáng)韌性NdFeB磁體的抗沖擊過載性能大于105g，其力學(xué)強(qiáng)度(抗彎強(qiáng)度）大于400Mpa，國際上目前可以檢索到的最高水平只有330MPa。改善稀土永磁材料力學(xué)特性的制備技術(shù)6、特高溫及高磁能積SmCo永磁合金

探討固溶熱處理工藝對(duì)Sm0.76Dy0.1Er0.14(CobalFe0.22Cu0.08Zr0.025)7.22合金結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，認(rèn)為合金固溶中間態(tài)具有的準(zhǔn)單相1:7結(jié)構(gòu)是磁體獲得高矯頑力的主要原因。中間態(tài)合金具有準(zhǔn)單相1:7結(jié)構(gòu)時(shí)，其最終態(tài)具有胞狀的2:17R相和1:5相與片狀的1:7相結(jié)構(gòu)

SmCo1:7型結(jié)構(gòu)向2:17R結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變

探討和研究新型稀土永磁金屬間合成化合物，如SmCo7-xMx(M=Ag,Ga,Si,Hf,Cu,Zr等)，可望開發(fā)為新型高溫磁體。2e晶位的Co啞鈴對(duì)置換了1:5結(jié)構(gòu)中1a晶位的Sm形成1:7結(jié)構(gòu)7、新型稀土永磁材料的研究196019701980199020001020304050600YearsMaximumenergyproduct(MGOe)19601970198019902000102030405060SmCo5Sm2Co170YearsNd2Fe14B/a-Fe196019701980199020001020304050600YearsMaximumenergyproduct(MGOe)19601970198019902000102030405060SmCo50YearsNd2Fe14B/a-FeNd2Fe14BNd2Fe14B

第一代

第二代

第三代磁性材料的種類與發(fā)展Nd2Fe14B材料的發(fā)展2006年理論值：64MGOe59.5MGOe,日本住友2005年57.8MGOe,日本住友2002年56.7MGOe,德國VAC2000年55.8MGOe,日本住友1990年52MGOe,Otsuki等1987年50.9MGOe,Sgawa等1985年45MGOe,Narasimhan等納米復(fù)合磁體的理論磁能積可達(dá)到125MGOe。(Phys.Rev.B48(1993)15812)8、納米復(fù)合磁體的研究結(jié)束語中國稀土永磁產(chǎn)業(yè)在中國政府對(duì)稀土資源的保護(hù)政策(出口配額限制)的支持下,更加具有資源優(yōu)勢(shì),將會(huì)繼續(xù)得到快速的發(fā)展;在國際節(jié)能