中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)

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中国磁性材料产业现状及其发展展望

中国磁性材料产业现状及其发展展望

中国磁性材料产业现状及其发展展望
一、中国磁性材料产业现状
近年来,我国磁性材料产业发展迅速,特别是近五年,高磁性材料的新品种不断涌现,行业市场形势也在改善,处于非常稳定的增长状态。

根据中国高磁性材料协会分析,我国磁性材料的产量在2023年达到119.84万吨,2023年达到127.22万吨,2023年达到133.86万吨,2023年达到141.27万吨,2023年达到148.82万吨,这说明我国磁性材料产业规模及市场地位有所提升。

此外,我国磁性材料产业属于较高技术含量的行业,企业技术能力有很大提升,也进入了一定的技术水平,普遍采用现代化生产技术、自动化技术、计算机自动控制技术等,整体生产能力不断提升。

同时,企业创新能力也有显著提高,高磁性材料技术研发不断加速,技术上也实现了一定的突破,比如稀土铁氧体高磁性材料的研发,应用的广泛性也在提升,逐渐替代传统的钢铁磁性材料,市场空间也有所扩大。

二、中国磁性材料产业发展展望
随着磁性材料市场的发展,我国磁性材料产业将从传统产品大批量生产向新型高精、高品质、小批量、特种功能型的发展。

未来,磁性材料的应用范围将越来越广泛,加之社会经济情况的变化以及政府的扶持,使得磁性材料产业发展潜力巨大。

2023年磁性材料行业市场规模分析

2023年磁性材料行业市场规模分析

2023年磁性材料行业市场规模分析磁性材料是指在外磁场作用下具有明显磁化现象的材料,是现代工业中不可或缺的材料之一。

它广泛应用于电子、通信、汽车、航空、军工等领域。

随着国家高端制造业的快速发展,磁性材料行业市场规模逐年扩大。

本文将分析磁性材料行业市场规模的现状以及未来发展趋势。

一、磁性材料行业市场规模现状(一)市场规模近年来,全球磁性材料市场规模呈快速增长的趋势。

数据显示,2018年全球磁性材料市场规模已达到155.5亿美元,预计到2023年将达到223.2亿美元,年均增长率为7.5%。

中国是全球最重要的磁性材料市场,占全球市场的近四分之一。

2018年中国磁性材料市场规模为33.2亿美元,预计到2023年将达到51.6亿美元,年均增长率为9.3%。

(二)应用领域目前,磁性材料的应用领域非常广泛。

其中,电子通信是磁性材料的主要应用领域之一,占据了全球磁性材料市场的近三分之一。

另外,汽车、航空、军工等领域也是磁性材料的主要应用领域之一。

特别是高速铁路领域,铁路磁浮列车需要大量的高性能磁性材料,这也推动了磁性材料行业的发展。

(三)竞争格局目前,全球磁性材料行业竞争主要集中在美国、日本、德国和中国等国家/地区。

这些国家/地区的公司拥有自主知识产权和领先技术,特别是日本公司在磁性材料领域的技术实力一直处于国际领先地位。

中国磁性材料企业数量庞大,但大多数企业技术水平和生产设备都比较低端。

二、磁性材料行业市场规模发展趋势(一)市场规模继续增长随着电子通信、汽车、航空、军工等领域的快速发展,磁性材料的需求量不断增加。

同时,磁性材料的品种和类型也越来越多,各种高性能、多功能的磁性材料逐渐成为发展方向。

可以预见,未来几年磁性材料行业市场规模将继续保持快速增长的态势。

(二)应用领域进一步扩展除了传统的电子通信、汽车、航空、军工等领域,磁性材料的应用领域还将不断扩展。

比如,在医疗器械、化工、环保等行业中,磁性材料的应用潜力正在逐渐被挖掘。

2024年磁性陶瓷市场分析现状

2024年磁性陶瓷市场分析现状

2024年磁性陶瓷市场分析现状引言磁性陶瓷是一种具有特殊磁性性质的陶瓷材料,广泛应用于电子、汽车、医疗器械等领域。

本文将对磁性陶瓷市场的现状进行分析,探讨其发展趋势以及存在的挑战。

市场规模磁性陶瓷市场在近年来呈现稳定增长的态势。

根据市场研究机构的数据显示,2019年全球磁性陶瓷市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。

市场应用磁性陶瓷在各个领域都有广泛的应用。

其中,电子领域是磁性陶瓷市场的主要应用领域之一。

由于其具有优异的磁性能,磁性陶瓷被广泛应用于电感器、传感器、磁珠等电子元器件中。

此外,磁性陶瓷在汽车领域也得到了广泛应用,主要用于汽车发动机的磁涡轮增压器、ABS系统以及电机控制系统中。

此外,磁性陶瓷在医疗器械、环境监测等领域也有不可替代的应用。

市场发展趋势技术创新推动市场发展随着科技的进步,磁性陶瓷领域不断涌现新的技术创新。

高性能磁性陶瓷的研发与应用成为市场的发展趋势之一。

目前,高性能磁性陶瓷以其独特的磁性能在电子、航空航天等领域得到了广泛应用,预计在未来几年内市场需求将持续增长。

区域市场差异明显由于各个地区的经济发展水平和产业布局不同,磁性陶瓷市场在全球范围内存在差异。

目前,亚太地区是全球磁性陶瓷市场规模最大的地区。

中国作为全球最大的磁性陶瓷生产国之一,对全球磁性陶瓷市场的发展起到了重要的推动作用。

此外,北美和欧洲市场也呈现出一定的增长势头。

环保意识提升驱动市场需求随着环境问题的日益突出,社会对绿色环保产品的需求也不断增加。

磁性陶瓷由于其无毒、无污染、可回收利用的特点,成为市场关注的焦点之一。

据预测,未来磁性陶瓷市场将继续受到环保意识提升的驱动,市场需求有望进一步增加。

市场挑战市场竞争激烈磁性陶瓷市场竞争激烈,市场上存在较多的企业竞争。

技术壁垒相对较高,企业想要在市场中取得竞争优势需要不断进行技术创新,并且不断提高产品质量和性能。

原材料价格波动磁性陶瓷生产过程中需要大量的原材料,包括氧化铁、氧化铝等。

磁性材料的发展前景

磁性材料的发展前景

磁性材料的发展前景磁性材料一直扮演着重要的角色,它们在现代科技和工程应用中发挥着至关重要的作用。

磁性材料通常被用于电子设备、传感器、电动机以及数据存储设备等领域,其性能的提高对这些领域的发展至关重要。

随着科技的进步和需求不断的增长,磁性材料市场也在不断扩大,这为磁性材料的研究和开发提供了更广阔的空间。

磁性材料的发展前景十分广阔。

首先,随着人们对绿色环保和高效节能的追求,磁性材料的研究趋势也朝着这个方向发展。

新型的磁性材料使得电动车、风力发电机和家用电器等产品的性能得到了进一步提升,在提高产品效率的同时也降低了能源消耗。

未来,磁性材料在可再生能源和节能领域的应用前景将越来越广阔。

其次,磁性材料的纳米化趋势也将成为未来的发展方向。

纳米磁性材料具有独特的性能,包括超磁致伸缩效应、磁阻效应等,这些性能的发现为磁存储器件、传感器和电动机等领域带来了新的发展机遇。

随着纳米技术的不断进步,磁性材料的纳米化将会成为未来的研究重点,这将有助于改善磁性材料的性能和功能,进而推动相关领域的发展。

除此之外,磁性材料在医疗领域的应用也受到了越来越多的关注。

例如,在磁性高分子材料的研究中,科学家们尝试将其应用于药物传递和治疗领域,以提高医疗器械的效率和治疗效果。

随着人们对健康的重视和生物医学技术的不断创新,磁性材料在医疗领域的应用前景将更加广阔。

综上所述,磁性材料作为一种重要的功能材料,在各个领域都有着广阔的应用前景。

随着科技的不断进步和需求的不断增长,磁性材料的研究和开发将会变得更加重要。

未来,我们可以期待看到更多新型磁性材料的涌现,它们将为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

磁性材料市场报告

磁性材料市场报告

磁性材料市场报告磁性材料作为一种重要的功能材料,在现代工业和科技领域中发挥着不可或缺的作用。

从电子设备到新能源汽车,从医疗器械到航空航天,磁性材料的应用无处不在。

本报告将对磁性材料市场的现状、发展趋势、主要应用领域以及市场竞争格局进行深入分析。

一、市场现状近年来,全球磁性材料市场呈现出稳定增长的态势。

据市场研究机构的数据显示,2022 年全球磁性材料市场规模达到了_____亿元,预计到 2028 年将突破_____亿元。

这一增长主要得益于下游应用领域的不断拓展和技术的持续进步。

在市场分布方面,亚太地区是磁性材料的主要消费市场,其中中国、日本和韩国在磁性材料的生产和消费方面占据重要地位。

欧洲和北美地区也是磁性材料的重要市场,但其市场增长速度相对较慢。

从产品类型来看,永磁材料和软磁材料是磁性材料市场的两大主要类别。

永磁材料具有高剩磁、高矫顽力等特点,主要包括钕铁硼永磁材料、铁氧体永磁材料等;软磁材料则具有低矫顽力、高磁导率等特点,主要包括硅钢片、坡莫合金、非晶合金等。

二、发展趋势1、高性能化随着下游应用领域对磁性材料性能要求的不断提高,高性能磁性材料的研发和生产成为市场发展的主要趋势。

例如,在新能源汽车领域,为了提高电机的效率和功率密度,对永磁材料的磁性能和热稳定性提出了更高的要求;在 5G 通信领域,为了满足高频、高速信号传输的需求,软磁材料的磁导率和频率特性需要不断优化。

2、绿色环保化在全球环保意识不断增强的背景下,磁性材料的生产和应用也朝着绿色环保的方向发展。

例如,一些新型磁性材料的生产过程采用了无铅、无汞等环保工艺,减少了对环境的污染;在废旧磁性材料的回收利用方面,也取得了一定的进展,提高了资源的利用率。

3、智能化随着人工智能、物联网等技术的发展,磁性材料在智能传感器、智能控制等领域的应用不断拓展。

例如,基于磁性材料的磁传感器可以实现对位置、速度、压力等物理量的高精度检测,为智能化设备提供了关键的感知元件。

中国磁性材料产业现状及其发展展望

中国磁性材料产业现状及其发展展望

中国磁性材料产业现状及其发展展望磁性材料是指具有一定磁性能的物质,广泛应用于电力、电子、通信、汽车、医疗、矿业等领域。

在现代产业中,磁性材料是不可或缺的重要材料之一、目前,中国磁性材料产业已经具有一定规模,但仍面临挑战,需要进一步发展。

中国磁性材料产业的现状主要表现在以下几个方面。

首先,中国磁性材料产业已经形成了产业链,包括磁铁材料、磁性涂料、磁性电子材料等,并拥有一定的生产规模和技术实力。

其次,在国内市场中,中国磁性材料的应用领域较为广泛,包括电机、电子设备、通信设备、汽车等。

再者,中国已经成为全球磁性材料的生产和消费大国,磁性材料产量居全球前列。

但同时,中国磁性材料产业也存在一些问题。

主要表现为产品技术含量不高、产业链中环节薄弱、创新能力不足等。

因此,中国磁性材料产业在发展中面临着一些挑战,需要有针对性地进行改进和调整。

首先,要加强磁性材料的研发和创新能力。

通过增加科研投入,提高企业的研发能力,以提高产品技术含量和附加值。

其次,要完善磁性材料产业的技术创新链。

加强产学研合作,构建产学研一体化的创新平台,提高磁性材料的技术创新能力。

同时,要加大对人才的培养力度,提高产业的整体技术水平。

此外,还需加强磁性材料产业的环境保护工作。

采取有效措施,减少污染物的排放,提高磁性材料生产的环境友好性。

未来,中国磁性材料产业发展的展望主要体现在以下几个方面。

首先,随着电动汽车等新兴市场的快速发展,磁性材料的需求将进一步增长。

特别是永磁材料在电动汽车中的应用前景广阔,将成为磁性材料产业的重要推动力。

其次,随着科技进步和消费升级的推动,磁性材料产业将向高端化、智能化方向发展。

通过提升产品的技术含量和附加值,进一步提高产业的竞争力。

最后,中国磁性材料产业应积极参与国际合作,提高国际市场的竞争力。

加强与国外企业的合作,学习借鉴国外先进经验和技术,提高自身的创新能力和品牌影响力。

综上所述,中国磁性材料产业已经具有一定规模,但仍面临发展中的问题和挑战。

中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析

中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析

中国稀土永磁材料产业现状及趋势分析稀土永磁材料是指稀土元素RE(铈Sm、钕Nd、钐Sm)和过度族金属元素TM (铁Fe,钴Co)形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料,是对相关产品性能、效率提升较为明显的重要基础材料,在战略性新兴产业中应用量较大,目前也已成为稀土新材料中最大的消费领域。

现在所应用的永磁材料主要经历了金属永磁、铁氧体和稀土永磁三个阶段,其中稀土永磁材料是目前磁性最好、发展最快的永磁材料。

钕铁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两大类、三代产品。

第一大类是稀土-钴合金系,包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金,均是以金属钴为基的永磁材料合金,但由于原材料昂贵,受到资源和价格的限制,主要应用与高端领域。

第二大类是钕铁硼合金,1983年由日本和美国同时发现,称为第三代永磁材料,由大量的钕、铁、硼三种元素构成,其中钕元素的占比在25%-35%。

目前第四代铁氮(碳)永磁体,尚处于研发阶段。

在已有的三代稀土永磁材料中,钕铁硼具有体积小、重量轻、磁性强等特点,由于原料易得、价格便宜的优点,发展极为迅速。

按照制造工艺的不同,钕铁硼磁材可分为烧结、粘结和热压三类,其在性能和应用上各具特色,下游应用领域重叠范围比较少,相互之间起到功能互补而非替代或挤占的作用。

烧结钕铁硼是目前产量最高、应用最广泛的稀土永磁材料,占比约超过90%,大部分中国钕铁硼磁材制造商主要生产烧结钕铁硼磁材。

2019年,稀土磁性材料产量保持平稳增长。

其中,烧结钕铁硼毛坯产量17万吨,同比增长9.7%;粘结钕铁硼产量7900吨,同比增长5%;钐钴磁体产量2400吨,同比增长4%2019年烧结钕铁硼毛坯产量占比94.3%,粘结钕铁硼占比 4.4%,钐钴磁体产量占比仅1.3%。

国家近年出台行业发展规划以及多项政策文件鼓励高性能钕铁硼永磁产业发展。

钕铁硼磁材产业链上游主要是稀土矿开采、分离及冶炼,中游是钕铁硼的精深加工企业,下游是消费电子和基础工业等传统应用领域,以及新能源和节能环保等新兴应用领域。

磁性材料的研究与应用前景分析

磁性材料的研究与应用前景分析

磁性材料的研究与应用前景分析磁性材料是一种特殊的材料,具有磁性的特性,广泛应用于工业、科技、医疗及军事等领域。

随着科技的发展,磁性材料的研究和应用也越来越广泛,今天我们就来探讨一下磁性材料的研究现状和未来应用前景。

现状分析磁性材料根据磁性特性可分为软磁性材料和硬磁性材料。

软磁材料在磁场作用下,磁化容易转向的材料,如铁铝硅、镍铁、铁氢等;硬磁材料在磁场作用下,磁化不容易转向的材料,如钕铁硼,钴钱松等等。

目前,磁性材料的研究聚焦在以下几个方面:1. 磁性材料的设计磁性材料的设计主要是以提高材料磁性性能为目标,包括磁滞回线、矫顽力、磁软硬等特征。

2. 磁性材料的性能研究磁性材料的性能研究包括磁化机制、磁化动力学、磁电过渡、自旋及磁结构、磁化调控方法等方面。

3. 磁性材料的制备与处理技术磁性材料的制备与处理技术包括溶胶凝胶法、机械合金化法、熔化法、人工晶体生长法、薄膜技术等,目的是寻求制备工艺的可控性、晶体品质优良性和界面结合性等方面的优化。

应用前景磁性材料的应用前景非常广阔。

以下几个领域是其研究和应用的重点方向。

1. 磁存储器件磁存储器是当前计算机存储器中最主要的存储方式。

随着磁性材料性能的提高,其在磁存储器件技术方面的应用将越来越广泛,既可应用于磁盘、磁带、磁芯存储器,又可应用于磁随机存取存储器等。

2. 磁性传感器磁性传感技术作为一种极具发展潜力的传感技术,应用广泛于水、电、气、热、生化、环保等多个领域。

目前磁性传感技术已广泛应用于汽车、工业、医疗、军事等领域。

3. 磁性催化材料磁性催化材料是一种特殊的催化材料,它是在磁性材料表面修饰的催化剂,用于各种有机合成反应的催化反应,如氧化反应、加氢反应等。

具有参数可控、分子运动能力强、降解有机废水等特点,是环境友好型催化材料的新方向。

4. 生物医学材料磁性材料能被人体组织轻松吸收和排除,且具有磁性,可以辅助医学影像的开展,如磁共振显像MRI技术和磁导航技术,同时可制备出针头等磁性医疗器械。

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中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)摘要:磁性材料是各种电子产品主要的配套产品,无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车,以及国防工业均离不开磁性材料。

当前,中国各种磁性材料的产量基本上世界第一,成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。

中国磁性材料的中长期市场前景十分光明,中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。

必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平,调整产业结构和提高产品档次,使中国磁性材料从大国走向强国。

本文着重从宏观角度分析了中国磁体产业整体情况,介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状,以及中国新型的稀土永磁材料的研究开发情况,同时对我国磁体产业发展前景进行了预测和分析。

1 中国磁体产业的发展历程目前,全球的经济已进入了一个信息时代,作为一种功能材料,磁性材料所占的地位越来越重要。

当前主要的商品磁体共有4类:20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁;50年代初期开发的铁氧体磁体;60年代末开发的钐-钴磁体,包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初开发的稀土永磁钕铁硼。

而稀土永磁,特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分,在永磁材料中发展最快,平均以每年10%的速度增长。

中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚,起始期是1969年到1987年之间。

因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少,所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。

1987~1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段,其特点是起点低:由于投资小,设备简陋,生产设备基本完全是国产的,经营理念落后,仍局限于小生产的模式。

1997~20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段,其特点是起点远高于前一阶段:投资强度大,引进一部分国外的先进技术设备,能够按先进的工艺路线组织生产,产品质量一般属中低档。

20XX年起,中国磁体产业的发展将进入第三阶段。

企业建立的特点将是“三高”,即高起点、高投入、高回报:1)产品瞄准特定用途所需的高档磁体;投资规模巨大,引进整条先进生产线;2)按现代化管理的理念,组织集约式分段联营的大生产:磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备,投资显著降低,效益则大为提高;3)按资本运作的规律运营,从而保证磁体产业较高的回报率。

特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线,生产高档的磁体产品。

进入21世纪,发达国家的磁体生产由于成本过高,已难以为继,世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。

世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国,如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特殊等,韩国的梨树、三和、磁化等,欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS,美国的ARNORD、MAGNEQUENCH 已经转移到中国。

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。

2.中国稀土永磁――钕铁硼的发展某个国家或地区磁体产量约占全球总产量的一半时,即成为“全球磁体产业的中心”。

二次世界大战前的欧洲,二次大战后的美国,70年代以后的日本均堪称当时“全球磁体产业的中心”。

新世纪伊始,“全球磁体产业的中心”已转到中国。

据统计,直到1999年,铁氧体磁体的产值始终占全球磁体总值的一半以上,堪称磁体市场的主题。

20XX年稀土磁体产值首次超过了铁氧体的,此趋势与日俱增。

换言之,稀土磁体在21世纪将唱主角。

代表当今磁体最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初问世时,正好赶上计算机产业的微型化,故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。

NdFeB更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中,90年代以来在全球迅速普及的移动通讯设备—手机也离不开NdFeB的重要贡献。

钕铁硼专利[1]钕铁硼硬磁制造方法分为烧结和粘结两种,专利所有者分别为住友特殊金属株式会社和麦格昆磁公司。

同时MQI公司又是全球唯一的粘结钕铁硼原材料供应商。

其在欧洲和日本的成分专利和生产制造工艺专利均已经失效,美国的专利在06年和07年分别失效。

在中国制造、销售和使用钕铁硼磁体并不涉及任何专利问题,但是其产品不能出口到专利覆盖区,否则构成侵权。

中国拥有住友与MQI覆盖全球的专利许可的烧结NdFeB磁体企业共五家:三环新材料高技术公司,于1993年5月取得专利许可;北京京磁公司,于20XX年3月取得专利许可;银纳金科磁技术公司,于20XX年9月取得专利许可;宁波韵升磁公司,于20XX年3月取得专利许可;安泰科技股份有限公司,于20XX年3月继承了台湾海恩金属公司20XX年5月取得的专利许可。

这五家公司的烧结NdFeB磁体的生产能力将近10,000吨/年,五家公司中的三家是上市公司,即安泰科技、三环与韵升。

烧结钕铁硼图1是全球及中国、日本、美国、欧洲烧结NdFeB磁体的总产量,其中20XX年中国生产烧结NdFeB磁体27,510吨,毛坯46,1500吨。

与20XX年相比产量增长49%。

而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题。

改进产品性能,提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路,就是说,要尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距[2]。

烧结NdFeB磁体在中国的用途可分为三类:1. 高技术领域的应用,诸如MRI,VCM,CD传感器,CD-ROM,DVD-ROM,手机,电池驱动工具,EB,EAV,EV。

2. 传统用途,诸如扬声器,耳机,话筒等音响器件,磁选机/磁分离器,各类磁化器包括民用水脱垢器,油田用的脱腊器,酒厂用的陈化器等。

3. 低档用途,诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。

图2是20XX年中国烧结NdFeB磁体的用途分布情况。

中国烧结钕铁硼产地遍及11个省和京津地区。

浙江省的烧结NdFeB磁体生产发展最快,其产量占全国总量的%。

山西地区由于得天独厚的自然和低成本条件,目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。

山西烧结NdFeB磁体生产占全国产量的%。

京津地区的产量居第三位,占全国的%。

其余总量%则散布在华东、华北、华中和西北等苏、冀、内蒙、鲁、豫、川、陕、甘、宁九省以及东北地区。

众所周知,NdFeB对环境极为敏感,浙江产量虽大,但品质不高。

一般而言,气候干燥的山西、甘肃、宁夏等地,用同样工艺设备生产磁体,其性能则优于南方的。

当然,关键仍在于采用专门针对NdFeB的设备并按先进工艺进行磁体生产,才能稳定地批量生产高牌号磁体。

濒临渤海的烟台首钢磁材公司,它引进先进设备大批量生产顶级烧结NdFeB磁体,就是一例。

一、纳米材料研究的现状自70年代纳米颗粒材料问世以来,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,至今已有20多年的历史,但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。

从研究的内涵和特点大致可划分为三个阶段。

第一阶段主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。

对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。

研究的对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。

第二阶段人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。

国际上,把这类材料称为纳米组装材料体系或者称为纳米尺度的图案材料。

它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,基保包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。

纳米颗粒、丝、管可以是有序或无序地排列。

如果说第一阶段和第二阶段的研究在某种程度上带有一定的随机性,那么这一阶段研究的特点更强调人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使该体系具有人们所希望的特性。

著名诺贝尔奖金获得者,美国物理学家费曼曾预言“如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子…,那将创造什么样的奇迹”。

就像目前用STM操纵原子一样,人工地把纳米微粒整齐排列就是实现费曼预言,创造新奇迹的起点。

美国加利福尼亚大学洛伦兹伯克力国家实验室的科学家在《自然》杂志上发表论文,指出纳米尺度的图案材料是现代材料化学和物理学的重要前沿课题。

可见,纳米结构的组装体系很可能成为纳米材料研究的前沿主导方向。

二、纳米材料研究的特点1、纳米材料研究的内涵不断扩大第一阶段主要集中在纳米颗粒以及由它们组成的薄膜与块体,到第三阶段纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料,例如气凝胶孔隙率高于90%,孔径大小为纳米级,这就导致孔隙间的材料实际上是纳米尺度的微粒或丝,这种纳米结构为嵌镶、组装纳米微粒提供一个三维空间。

纳米管的出现,丰富了纳米材料研究的内涵,为合成组装纳米材料提供了新的机遇。

2.纳米材料的概念不断拓宽1994年以前,纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜,现在纳米结构的材料的含意还包括纳米组装体系,该体系除了包含纳米微粒实体的组元,还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体,因此,纳米结构材料内涵变得丰富多彩。

3.纳米材料的应用成为人们关注的热点经过第一阶段和第二阶段研究,人们已经发现纳米材料所具备的不同于常规材料的新特性,对传统工业和常规产品会产生重要的影响。

日本、美国和西欧都相继把实验室的成果转化为规模生产,据不完全统计,国际上已有20多个纳米材料公司经营粉体生产线,其中陶瓷纳米粉体对常规陶瓷和高技术陶瓷的改性、纳米功能涂层的制备技术和涂层工艺、纳米添加功能油漆涂料的研究、纳米添加塑料改性以及纳米材料在环保、能源、医药等领域的应用,磨料、釉料以及纸张和纤维填料的纳米化研究也相继展开。

纳米材料及其相关的产品从1994年开始已陆续进入市场,所创造的经济效益以20%速度增长。

三、纳米材料的发展趋势1.加强控制工程的研究在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究,这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。

由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用,它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分,是有利的作用,还是不利的作用更难以判断,这不但给某一现象的解释带来困难,同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。

如何控制这些效应对纳米材料性能的影响,如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响,这都是控制工程研究亟待解决的问题。

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