中国稀土永磁材料发展现状及前景分析
三、行业进出口状况综述
据海关数据显示,2013年中国稀土永磁行业进出口总额为289066.43万美元,同比下降22.27%。其中进口金额为80174.53万美元,同比下降28.37%;出口金额为208891.90万美元,同比下降19.65%;实现贸易顺差128717.37万美元,同比下降13.06%。2014年1-10月,中国稀土永磁行业进出口总额为236485.27万美元,其中进口金额为62024.02万美元,出口金额为174461.24万美元,实现贸易顺差236485.27万美元。
图表4:2012-2014年中国稀土永磁材料行业进出口状况表(单位:万美元)
数据来源:中国海关总署 前瞻产业研究院整理
四、稀土永磁材料行业产品发展趋势分析
1、开发高磁能积的粘结磁体
目前,稀土永磁材料的主导产品是钕铁硼,但从当前技术发展的需求来看,钕铁硼也存在一定的局限性。一般来说,磁体分为两类:烧结磁体和粘结磁体。钕铁硼烧结磁体是各向异性的,并且是全密度磁体,应用日益广泛。而钕铁硼粘结磁体是各向同性的,钕铁硼粘结磁体的不足不断凸显出来,首先,其磁粉是各向同性的,最大磁能积不过16MGOe;其次,成型工艺也有一定的局限性:钕铁硼快淬磁粉主要用于制作压缩粘结磁体,其产量仅占总粘结磁体产量的3%。随着电器小型化发展趋势的要求,开发高磁能积的粘结磁体成为市场新的需求方向。
2、开发和生产高性能的各向异性稀土粘结磁体
为了满足低碳经济的发展要求,开发和生产高性能的各向异性稀土粘结磁体成为当前世界永磁材料领域前沿的尖端课题。国际上开发新型各向异性稀土粘结磁体有二个途径:一是开发新材料,研究稀土铁氮新型永磁材料,制造单晶颗粒各向异性磁粉;二是开发新工艺,制造具有织构的钕铁硼各向异性磁粉,包括制备钕铁硼HDDR(即吸氢--歧化--脱氢--再复合)各向异性磁粉和热挤压各向异性磁粉。
3、辐照稳定性
随着稀土永磁材料的不断发展,具有较高矫顽力和磁能积的高性能稀土磁体广泛应用于磁约束受控热核聚变、同步辐射装置、粒子加速器、波荡器、自由电子激光系统及核武器冲击系统和第四代光源的插入件等领域。随着我国航空航天技术的高速发展,神舟系列飞船的上天和嫦娥探月工程的启动等等,稀土永磁材料在这些领域的应用越来越多,对其进行辐照稳定性的研究显得格外迫切。SmCo磁体的辐照抗性比NdFeB的要强,这与它们的矫顽力机制有关,SmCo磁体的矫顽力为钉扎场机制,而NdFeB是成核场机制,这两种不同的矫顽力机制对其辐照稳定性有一定影响。通过掺杂提高磁体矫顽力,增大磁体长径比提高磁体工作点,通过涂覆或外加保护箱阻隔高能射线的射入等方法来提高磁体辐照抗性。
4、纳米稀土永磁材料
将稀土材料与纳米技术相结合,通过将纳米材料所具备的小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应等四大效应与稀土元素独特的电子层结构特点相结合,采用新型加工工艺制备纳米晶NdFeB磁粉,可大大降低烧结温度,而且所得到的磁体磁能积更高,磁体形状自由度好、尺寸精度高,因而成为各大NdFeB永磁体生产公司的研究热点,有着广阔的市场前景。德国学者Kneller和Hawig提出了纳米晶交换耦合永磁体的物理思想,认为软磁材料的饱和磁化强度(Ms)高但矫顽力(Hcj)小,而永磁材料的矫顽力(Hcj)大但饱和磁化强度(Ms)较低,因此,若能将这两种材料通过一定工艺复合在一起,通过两相晶粒间铁磁耦合且各相的线度在纳米范围内则可构成整体的高性能永磁材料,即纳米晶交换耦合永磁材料,它被认为是开发第四代稀土永磁体。
五、稀土永磁材料行业发展驱动因素
1、市场需求旺盛
在转变经济发展方式的背景下,以新能源汽车、大功率风机和变频节能电机为代表的低碳工业对钕铁硼有着巨大的需求。
以变频空调来说,直流变频比交流变频节电15-30%,而我国的变频空调市场份额只有20%,日本市场的占有率却高达90%以上。如果我国的变频空调未来保持年均30%的增长速度,到2014年用于变频空调无刷直流电机的NdFeB永磁材料将达到5825吨。
2、国家政策支持
鉴于稀土资源的稀缺性和对环境造成的严重污染,我国采取了一系列措施加强对稀有金属的管理,包括对稀土开采、生产和加工进行治理,稀土深加工行业将获政策大力支持。
其中,《新材料产业"十二五"规划》明确提出,力争到2015年,高性能稀土及稀有金属功能材料生产技术迈上新台阶,部分技术达到世界先进水平,在高新技术产业领域推广应用达到70%以上。
3、行业集中度较低
21世纪以来,美欧发达国家由于稀土永磁材料生产成本高,而市场价格却不断下降,使得这些国家的磁体生产难以为继,因此欧美为代表的西方发达国家的稀土永磁产业进入了产业调整期,国际格局发生了重大变化。世界磁材产业向中国转移,中国正逐渐成为全球磁材产业的中心。随着我国稀土永磁材料产量的不断提升,走私以及环境问题已经严重影响到行业的发展,因此政府部门加强了对行业的管理,通过提高国内稀土集中度,加速行业整合,焕发行业获利,稀土业景气度提升。
前瞻产业研究院 - 深度报告 REPORTS
本报告前瞻性、适时性地对稀土储氢材料行业的发展背景、供需情况、市场规模、竞争格局等行业现状进行分析,并结合多年来稀土储氢材料行业发展轨迹及实践经验,对稀土储氢...
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