永磁材料又稱硬磁材料,是一種經過外加磁場磁化再去掉外磁場以后仍能長時期保留較高剩余磁性,并能經受不太強的外加磁場和其他環境因素干擾的磁性材料。永磁材料能夠實現電信號轉換、電能/機械能傳遞等重要功能,被廣泛應用于能源、交通、機械、醫療、計算機和家電領域。隨著電子信息化、智能自動化浪潮席卷工業及日常生活領域,永磁材料的需求將大概率保持快速增長,因為從原理上來講,電子信息化、智能自動化、智能4.0 等美好愿景的實現必然繞不開能量轉換和信號轉換,而這又必然繞不開電磁感應以及磁性材料。
衡量永磁材料性能的參數主要有內稟矯頑力Hc、最大磁能積(BH)max、剩磁強度Br 和工作溫度。前三個指標主要衡量的是材料磁性能,越高越好。工作溫度衡量磁體抗溫性特征,在工業電機、汽車電機領域非常重要。隨著時代演進,永磁材料的性能隨不斷提升。兩千多年前古人運用天然永磁材料發明指南針,此后相繼發現了碳鋼、鎢鋼(最大磁積能約2.7kJ/m3)、鈷鋼(最大磁積能約7.2kJ/m3)、鋁鎳鈷永磁(最大磁積能現可達85kJ/m3)和鐵氧體永磁(最大磁積能現可達40kJ/m3)材料。20 世紀60 年代以后,三代稀土永磁材料相繼問世,磁能積得到了成倍提升。第一代稀土永磁材料以1:5 型Sm-Co 合金為代表,第二代稀土永磁材料以2:17 型Sm-Co 合金為代表,第三代稀土永磁材料以“磁王”Nd-Fe-B 系合金為主要代表。除此之外,新的永磁材料還在不斷的開發探索中,目前比較具開發潛力的是以Sm-Fe-N 化合物為代表的新型結構永磁材料和納米復合永磁材料。
內稟矯頑力是Sm2Co17 的2 倍,鐵氧體的5 倍;最大磁能積比Sm2Co17 高約50%,是鐵氧體的10 倍;剩磁為鐵氧體的3 倍。較高的磁能積有利于儀器儀表的小型化、輕量化和薄型化。事實上,吸引同樣5 千克的鐵,所需釹鐵硼的質量僅為鐵氧體的1/6,衫鈷的1/2,釹鐵硼體積僅為鐵氧體的1/10 左右。此外,相比于Sm2Co17,釹鐵硼不含戰略元素鈷,性價比更高,機械力學性能也比衫鈷永磁和鋁鎳鈷合金好,可進行切削和鉆孔,成品率高,是當之無愧的“萬磁之王”。
釹鐵硼在硬磁材料中的占比回升。受到2010 年前后稀土價格大幅波動的影響,一些生產加工企業轉而使用價格便宜的鐵氧體硬磁材料,導致釹鐵硼在硬磁材料中的占比顯著下降。近年來隨著稀土金屬價格趨穩,釹鐵硼永磁在硬磁材料中的占比穩步回升,2013 年占比接近20%。2015 年稀土開采總量指標與去年基本持平,加之出口配額和出口關稅的取消,我們判斷今年的稀土價格將基本保持平穩,不會出現大幅波動,釹鐵硼磁體在磁材市場中的占比將繼續上升。
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