我国稀土永磁产业发展与现状

我国稀土永磁产业发展与现状

Ξ

李晨松,和金生,董丽平

(天津大学管理学院,天津　300072)

摘　要:由于上游产业的带动,我国的稀土永磁材料发展速度很快,其中Sm 2Co 永磁增长缓慢,N dFeB 永磁材料以其优良的性价比获得了高速增长,并改变了稀土永磁产业的产业结构。本文从稀土永磁材料市场的供给和消费两个方面,对我国N dFeB 产业的发展现状进行了综合评述。

关键词:稀土永磁;N dFeB 市场;供给;消费

中图分类号:F 426;TM 273 文献标识码:A 文章编号:100420277(2005)0120078204

稀土永磁材料是20世纪60年代末、70年代初发展起来的高性能金属功能材料,它的出现对推动工业进步,特别是电机工业、办公自动化等起到积极的作用。在实现元器件的小型化、轻量化、高性能、高可靠性方面,稀土永磁材料显示出优秀的特性,并得到极其广泛的应用,现主要用于各种微特电机、音响设备、选矿机械、微波器件、仪器仪表、医疗保健仪器设备及办公自动化等方面。

1　稀土永磁材料的分类和发展的概况

111　稀土永磁材料的分类和发展

稀土永磁材料自20世纪60年代问世以来,按性能的发展经历了三个阶段:第一代(1-5型Sm 2Co 5)、第二代(2-17型Sm 2Co 17)、第三代(N dFeB )[1],其发展的路径如图1所示

。

图1　各类商用磁体发展历史示意图

1967年采用粉末法制造出第一块Sm Co 5,其磁

能积为511M GO e ;1968年采用普通制粉法制造的Sm Co 5,磁能积为811M GO e ;同年采用静压工艺,制造出磁能积为1815M GO e 的Sm Co 5永磁体。直到1970年才首次将液相烧结法用来制造Sm Co 5永磁体,从而使得Sm Co 5的制造工艺逐步走向完善与成熟。1972年首次用还原扩散法制造出磁能积为26M GO e 的Sm Co 5永磁体,1973年制造了Sm Co 5单晶体,磁能积达到32M GO e ,再一次在实验室创造了单晶Sm Co 5磁性能的新纪录。

由于Sm Co 5中含有66%左右的Co ,而Co 是非常昂贵的战略元素,因此,自从Sm Co 5出现后,人们就开始考虑Co 的取代,1977年用粉末冶金法研制的Sm 2Co 17,其磁能积达到30M GO e ,创造了实用稀土永磁磁能积的最高记录,使之成为第二代稀土永磁材料。

在性能上,由于Sm 2Co 系稀土永磁材料具有非常优秀的温度稳定特性和可靠性,它们的出现极大地推动了仪器仪表工业和现代技术的发展,使其成为第一代和第二代高性能稀土永磁材料。

1983年,日本住友特殊金属株式会社的佐川真

人等人首先用粉末冶金法研制出性能为36M GO e 的第三代永磁材料——N dFeB 系永磁材料。N dFeB 系永磁材料的出现,使制造者和使用者的全部注意力都集中在N dFeB 系永磁体上。1995年磁能积已经能够达到5112M GO e ,用快淬与热挤压变形法研

第26卷第1期2005年2月 稀 土Ch inese R are Earth s

V o l .26,N o.1

Feb ruary 2005

Ξ收稿日期:2004203229

作者简介:李晨松(19772),男,河北辛集人,在读博士,研究方向为企业战略管理和知识管理。

制出的各向异性快淬磁体,其磁性能已经达到40M GO e ,用还原扩散法研制的磁能积达到36M GO e 。

1987年,日本住友特殊金属公司宣布获得5016M GO e 的N dFeB 磁体,1990年日本东北金属公司的研究者声称可以得到磁能积为5213M GO e 的N dFeB 磁体,1993年,住友特殊金属公司宣布制成世界最高磁能积的N dFeB 磁体,磁能积达54M GO e 。钕铁硼从实验室到工业规模生产仅经历了3～4年,其发展势头和实用化比其他材料快2～3倍,最终成为第三代稀土永磁材料。112　性价比是稀土永磁材料发展的驱动力

无论是哪种稀土永磁材料,如果要成为一种商

品,要占领并巩固其特定市场,甚至形成一个产业,除了要满足使用时的性能要求之外,更要有一个具有竞争力的价格。在磁性材料领域,用来表征一种材料商业价值的指标是性价比W ,其计算公式为磁体的密度与单位价格的乘积,除以其磁能积,单位为美元 焦耳。一般的,一种磁性材料的W 越小,表明其商业价值的潜力越大,市场前景越好。

N dFeB 稀土永磁的性价比在20世纪90年代

不断下降,其技术和市场的成长前景很好。Sm 2Co

系列稀土永磁,由于原料中含有战略元素Co ,且Sm 的价格昂贵,从20世纪90年代以后,其成本的劣势始终无法使其性价比优于N dFeB 稀土永磁(如图2所示),因此,N dFeB 稀土永磁的研发和产业化速度之快是前面多种磁性材料所无法比拟的

。

图2　1985～2010年Sm 2Co 和N dFeB 永磁体性价比

变化趋势图

2　我国稀土永磁行业的发展现状

211　Sm 2Co 永磁体

我国的钐钴磁体产业是从20世纪80年代开始

的,当时的上海跃龙化工厂首先采用还原 扩散工艺大规模生产钐钴磁粉和钐钴永磁,但由于钴原料完全仰赖进口,因此磁体价格昂贵,限制了磁体的广泛

使用。90年代中期以前,我国钐钴永磁的产量始终

停留在100吨的水平。

1990～2003年间中国钐钴磁体的产量(吨)、产值(＄×105)、价格(＄ kg )示于表1。

表1　1990～2003年间中国钐钴磁体的产量、

产值和价格变化情况一览表

项　目199019952000200120022003产量 吨

5566135170220265产值 (＄×105)61161210111613161514价格 (＄ kg )

110

94

74

68

62

58

212　N dFeB 永磁体

N dFeB 是第三代稀土永磁材料,其科研、生产、应用都保持持续高速发展。我国是世界上稀土原材料和稀土永磁材料生产的大国,而且具有很好的

科研基础,并且具有庞大的消费市场,这些都为我国开发和生产N dFeB 稀土永磁材料提供了有利条件。

在1995年前,我国烧结N dFeB 生产厂约有110家,其中生产能力在20吨 月以下的有90家,30～90吨 月的约15家,100～180吨 月的约5家。

我国从1994年到2002年烧结和粘结N dFeB 的产量增长情况如图3所示

。

图3　我国烧结N dFeB 和粘结N dFeB 增长趋势图

随着我国N dFeB 永磁产业的发展,企业规模不断扩大,且技术水平也不断提高,目前我国主要生产钕铁硼磁体和投资生产钕铁硼磁体的上市企业主要有:中科三环、北京安泰、宁波韵升、津滨发展、太原刚玉、首钢烟台和金田铜业,它们的主营业务,钕铁硼产品类型及钕铁硼产量见表2所示。其中值得一提的是宁波韵升,该公司的烧结钕铁硼都在N 48以上,其中N 52高性能烧结钕铁硼研制项目已经在2003年9月通过省级鉴定,N 50～N 53的高品质烧

结钕铁硼磁体的生产能力在2004年已达到1350吨,由于在2001年就已经取得专利许可,因此该部

9

7第1期 李晨松等:我国稀土永磁产业发展与现状