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烧结钕铁硼稀土永磁材料的内容和注意事项

发布时间:

2021/09/15 00:00

中国稀土永磁材料产量稳步增长,稀土永磁产业已初步形成规模。国内磁材龙头如、、等已形成生产钕铁硼材料的完整产业链。其中,、、主营产品包括烧结钕铁硼及粘结钕铁硼,银河磁体主要生产粘结钕铁硼且为全球最大粘结钕铁硼材料生产企业,其余企业以生产烧结钕铁硼为主。稀土永磁行业进入壁垒较高,产品研发、技术突破等方面需要大量的研发费用及时间投入。

铁氧体永磁与钕铁硼永磁(属稀土永磁)均有在汽车上使用,但由于加工工艺、成本的不同使得应用领域不同;部分国内变频空调压缩机厂商同时具有钕铁硼和铁氧体技术平台,但铁氧体和钕铁硼并不能在同一平台上直接替代,不同材料应用的电机设计完全不同。

风力发电机分为永磁直驱式、半直驱式和双馈异步式,其中永磁直驱式和半直驱式使用高性能钕铁硼磁钢。预计未来永磁直驱电机渗透率逐年提升,将持续带动风电领域对于高端钕铁硼永磁材料的消耗。

(1)关键技术突破:高丰度稀土规模化利用技术、重稀土高质化利用技术、基于大数据和材料基因工程的新型永磁材料设计技术等

从下游应用场景来看,钕铁硼永磁材料目前是产量最高、应用最广泛的稀土永磁材料,而钕铁硼永磁材料根据制造工艺的不同可分为烧结、粘结和热压三类。

资料来源:证券-驱动电机行业深度报告、高耐蚀性粘结钕铁硼磁体制备及性能研究、新能源汽车电机用热压钕铁硼磁体、烧结高性能稀土钕铁硼磁体制备工艺研究、热压-热变形钕铁硼永磁环成形与仿真研究、单双相工艺制备Nd-Ce-Fe-B低温磁性能研究、烧结钕铁硼永磁块体废料的回收和再利用技术研究

第四代稀土永磁为铁氮合金,仍处于研发阶段。稀土铁氮磁粉最大磁能积是20-40MGOe,高于钕铁硼磁粉,稀土铁氮新材料与市场现有磁性材料钕铁硼相比成本较低,主要原因是磁粉中稀土相对含量少,同时无需掺杂钴等价格昂贵的金属。第四代稀土永磁材料形成成熟工艺走向实用至少还需几十年。

据磁性材料行业协会统计,2021年我国磁性材料产业实现销售总额和产量分别约为800亿元、130多万吨,分别较2020年同比增长约7%和5%,在新基建和双碳政策的双重背景下新能源汽车、储能、发电机、消费电子等都将持续地拉涨磁材需求,以钕铁硼为代表的第三代高性能稀土永磁材料更将会被广泛应用于低碳节能制造业领域。

贤集网报道,近日,控股的发布公告称,其将与青岛中加特合资投建稀土永磁高效电机项目。新项目将采用轻资产运营模式,主营永磁变频调速一体机,可促进稀土镨钕产品向终端高附加值应用领域转化,加快稀土永磁电机产业布局,延伸磁性材料产业链。

第三代稀土永磁材料——钕铁硼永磁体。目前钕铁硼永磁体是性能最优、用量最大、磁材市场占比最高的永磁材料。钕铁硼磁材中钕镨元素占比在29%-32.5%,铁元素占比在64%-69%,硼占比在1.1%-1.2%。近几年由于钕铁硼磁材的高性价比,以及不断优化的磁材生产工艺下,钕铁硼磁材在生产及应用方面得到了高速发展。钕铁硼磁材的能量密度及矫顽力都极高,且具有较强的磁性及机械性能,不足之处在于耐高温性差,且易粉化腐蚀。

永磁材料成为稀土下游应用的重要增长领域。高性能钕铁硼材料是第三代稀土永磁材料,同其他永磁材料相比,其具有高剩磁、高磁能积、高内禀矫顽力的特点,被广泛应用于新能源汽车驱动电机、风力发电机、节能电梯和变频空调压缩机以及消费电子等领域。2020年中国稀土磁性材料产量超过18万吨,其中烧结钕铁硼(毛坯)产量为17.85万吨。

根据数据统计,2021年我国钕铁硼磁材出口量达到4.9万吨,出口方向以欧美国家为主。随着研发技术的推进以及在国内政策的推动下,稀土下游许多新兴领域将加大对高端稀土磁材的需求,稀土永磁材料将更多运用于新能源汽车、风力发电、变频家电、节能电梯、永磁电机等新兴领域,稀土磁材行业的重要价值将日益凸显。

稀土下游应用领域中,永磁材料消费占比最大为42%。第三代稀土永磁材料是钕铁硼永磁材料,其中烧结钕铁硼永磁材料产量占钕铁硼永磁的比例最大为94%。此外,稀土下游需求较大的行业还有冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷领域,它们的消费占比分别为12%、9%、8%。

粘结钕铁硼是将永磁体粉碎后与粘接剂混合,在磁场中压制成型,它有着成本低、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、比重轻等优点。粘结钕铁硼磁体由于大量加入了粘接剂,其密度一般只有理论上的80%,因此在磁性能上弱于烧结钕铁硼。粘结钕铁硼是各向同性磁体,各方向磁性相同,因此方便制作多极乃至无数极的整体磁体。

目前,我国是钕铁硼需求最大国家,2021年国内稀土永磁材料需求增速6.25%,其中高性能钕铁硼需求持续增长,未来5年国内高性能钕铁硼需求渗透率有望持续提升。高性能钕铁硼永磁材料作为重要的功能性材料,广泛应用于新能源和节能环保领域。所以,只有原材料价格稳定,才能保证稀土市场良好营商环境。

钕铁硼永磁材料是稀土永磁材料的代表,根据生产工艺不同,可分为烧结、粘接和热压三种。烧结钕铁硼是目前产量最高、应用最广泛的稀土永磁材料。

专业从事钕铁硼废料的回收加工及受托加工业务的高新技术企业,主要通过对磁体材料生产加工过程中产生的油泥、边角料、残次品作为生产原料,提取钕铁硼废料中的稀土元素。天和永磁主要生产产品包括氧化镨钕、氧化镝、氧化镨、氧化钬、氧化钆以及氧化铽等稀土氧化物。

风电装机量剧增带动钕铁需求量 随着全球风电新增装机量、永磁直驱式发电机渗透率提升,全球风电的钕铁硼需求量或将达到2025年的2.4万吨,为2019年需求量的2倍。 永磁直驱式风力发电机将逐步替代双馈式风力发电机,拓展高性能钕铁硼永磁材料的应用。直驱式风力发电机大多数为永磁同步发电机,因具有低的维护成本、高的系统效率等优势,有逐步替代双馈式风机的趋势。高性能钕铁硼磁材被广泛用于永磁直驱式风力发电机中,后者渗透率的提高将增大高性能钕铁硼磁材市场空间。

(1)关键技术突破:高综合性能永磁材料制备技术、高容量长寿命稀土储氢材料、高端稀土抛光材料制备工艺和形态控制技术

受益于钕铁硼磁材终端应用的高景气度,高性能钕铁硼材料加工环节在稀土产业链中具有较高的附加值。相关企业主要包括、、、、、等高性能钕铁硼加工厂商,以及以为代表的稀土永磁回收加工企业。国家频频出台的稀土永磁行业鼓励政策对钕铁硼永磁材料的发展有着至关重要的推进作用,同时双碳政策背景为钕铁硼众多下游市场提供了强大的发展支撑。随着下游新能源车、风电等应用领域未来渗透率逐步提升,高性能钕铁硼将在国内外市场维持供不应求的状态,市场现有头部企业将持续受益。

受益于钕铁硼磁材终端应用的高景气度,高性能钕铁硼材料加工环节在稀土产业链中具有较高的附加值。相关企业主要包括、、、、、等高性能钕铁硼加工厂商,以及以为代表的稀土永磁回收加工企业。国家频频出台的稀土永磁行业鼓励政策对钕铁硼永磁材料的发展有着至关重要的推进作用,同时双碳政策背景为钕铁硼众多下游市场提供了强大的发展支撑。随着下游新能源车、风电等应用领域未来渗透率逐步提升,高性能钕铁硼将在国内外市场维持供不应求的状态,市场现有头部企业将持续受益。

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