磁性材料行业研究:永磁材料、软磁材料及其他材料

日期: 2024-04-08 04:04:19|浏览: 100|编号: 44306

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磁性材料行业研究:永磁材料、软磁材料及其他材料

1.磁性材料的基本概念及分类

磁性材料是指由铁、钴、镍等过渡元素及其合金组成的能直接或间接产生磁性的物质。 实验表明,任何物质在外磁场中都可以被不同程度地磁化,只是磁化程度不同。 根据物质在外磁场中的特性,可将物质分为顺磁物质、反磁物质、铁磁物质、亚铁磁物质和反铁磁物质五类。

顺磁性物质和反磁性物质称为弱磁性物质,铁磁性物质和亚铁磁性物质称为强磁性物质。 一般来说,磁性材料一般是指强磁性物质。 磁性材料可分为:

永磁材料:也称硬磁材料,是指难以磁化且一旦磁化就很难退磁的材料。 其主要特点是高矫顽力,包括稀土永磁材料、金属永磁材料和永磁铁氧体磁体。

软磁材料:是一种具有低矫顽力、高导磁率,能以最小的外磁场达到最大磁化强度的磁性材料。 软磁材料容易磁化和退磁。 例如:软磁铁氧体、非晶纳米晶合金。

功能磁性材料:主要包括磁致伸缩材料、磁记录材料、磁阻材料、磁泡材料、磁光材料和磁性薄膜材料等。

永磁材料的主要磁性能指标:剩磁感应强度(Br)、矫顽力(Hcb)、内禀矫顽力(Hcj)、最大磁能积(BH)max。 永磁材料的物理性能除磁性能外,还包括密度、导电率、导热率、热膨胀系数等; 机械性能包括维氏硬度、抗压(拉伸)强度、冲击韧性等。

剩余磁感应强度(Br):永磁材料在外磁场中磁化至饱和后,当外磁场为零时,永磁材料的磁感应强度值。 该指标数据与电机内气隙磁密度直接相关。 磁感应强度值越高,电机的气隙磁密度越高,电机的转矩常数、反电动势系数等主要指标将达到最佳值,电负载与电机的关系电机的磁负载将是最合理的。 ,效率可以达到最优。  矫顽力(Hcb):永磁材料饱和磁化时,剩磁感应强度Br降至零时所需的反向磁场强度。 该指标与电机的抗退磁能力有关,即过载倍数和气隙磁密等指标。 Hc值越大,电机抗退磁能力越强,过载倍数越大,适应强退磁动态工作环境的能力越强。 同时,电机的气隙磁密度也会得到提高。

最大磁能积(BH)max:永磁材料向外磁路提供的磁场能量的最大值。 该指标与电机所用永磁材料的用量直接相关。 BHmax越大,永磁材料能够对外磁路提供的磁场能量就越大。 即在相同功率条件下,电机使用的永磁材料具有更多的能量。 很少。

内禀矫顽力(Hcj):指剩磁M降为零时的磁场强度值。 退磁曲线上B=0时对应的Hcb值仅表示此时永磁体无法对外磁路提供能量,但并不意味着永磁体本身不具有能量。 但当M=0时,对应的Hcj值表明此时永磁体已经真正退磁,根本没有磁场储能。 内禀矫顽力的大小与永磁材料的温度稳定性密切相关。 内禀矫顽力越高,永磁材料的工作温度就越高。

软磁材料的主要磁性能指标:初始磁导率、矫顽力和磁滞回线、电阻率、磁感应强度、铁损、稳定性等。

高初始磁导率:高初始磁导率是软磁材料的基本要求。 理论和实践证明,它可以降低软磁材料的杂质浓度,提高密度,增大晶粒尺寸,使组织均匀化,降低磁滞膨胀系数。 ,消除内应力和气孔的影响是提供初始磁导率的充分条件,这与配方和工艺条件的选择密切相关。

矫顽力小、磁滞回线窄:软磁材料的基本性能要求是能够快速响应外部磁场的变化,这就要求材料具有较低的矫顽力Hc值,在10^数量级-1 ~10^2A/米。 软磁材料的重磁化过程主要是通过磁畴壁的位移来实现的。 因此,材料内部的应力波动以及杂质的含量和分布成为影响矫顽力的主要因素。 矫顽力低是指磁化和退磁容易,磁滞回线窄,磁滞回线包围的面积小,在交变磁场中磁滞损耗小。

高电阻率:磁芯相当于一匝线圈。 在交变磁场中将产生电动势。 该感应电动势将在磁芯中产生感应电流。 如果磁芯的电阻率低,则感应电动势和感应电流就会大。 磁芯中产生的损耗较大。 这种损耗称为涡流损耗。 频率越高,感应电流越大。 电阻率的增加有利于降低损耗、提高磁芯的工作频率、减小磁芯的体积和质量。

具有高的饱和磁感应强度Bs:如果磁感应强度Bs高,则相同的磁通量Φ需要更小的磁芯截面积A和更小的磁性元件。 低频时,最大工作磁感应强度受饱和磁感应强度限制; 但在高频时,主要是损耗限制了磁感应强度的选择。 磁芯可能未饱和。 限制损耗大小的是绝缘材料的温度极限。

磁芯损耗:软磁材料多用于交流磁场,因此动态磁化引起的磁损耗不容忽视。 动态磁化引起的损耗包括三部分,即涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。 随着交变磁场的频率增加,由软磁材料的动态磁化引起的磁芯损耗增加。

稳定性:软磁材料不仅要求具有高导磁率和低损耗,更重要的是具有高稳定性。 软磁材料的高稳定性意味着磁导率的温度稳定性要高,折减系数要小,随时间的老化要尽可能小,以保证在恶劣环境下长期运行。 影响软磁材料工作的因素包括低温、湿度、电磁场、机械载荷和电离辐射。 在这些因素的影响下,软磁材料的基本特性参数会发生变化,从而导致性能的变化。

磁性材料的主要特征是它们具有磁滞回线。 软磁材料和硬磁材料的主要区别在于矫顽力水平不同,矫顽力本质上是材料磁滞回线所包含的面积的大小。 高矫顽力的材料具有大的环路面积和高的磁存储能量。 一般软磁材料的磁滞回线很窄,矫顽力在100A/m以下,而硬磁材料的磁滞回线很宽,矫顽力在1000A/m以上。

磁性材料的研究和制备始于20世纪初,以永磁材料和软磁材料为例。 近百年来,磁性材料的发展方向形成了两个极端,即尽可能追求材料的矫顽力更高或更低。 (报告来源:未来智库)

2、永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度、电机领域的核心材料

永磁材料又称恒磁材料或硬磁材料,是指磁化后去除外磁场后能长期保持磁性,并能承受外磁场干扰的功能材料。一定的强度。 永磁材料具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特点。 它们具有转换、传输、处理和存储信息和能量的功能。 其应用领域十分广泛,如电声、选矿、能源、家用电器等。医疗保健、汽车、自动控制、信息技术等领域对永磁材料有着不可替代的需求。

根据永磁材料的磁性强度和发展阶段,永磁材料分为金属永磁、铁氧体永磁和稀土永磁三类。

2.1金属永磁:第一代永磁合金,应用于电工仪器仪表等特殊领域

金属永磁材料的开发和应用较早。 是以铁及铁族元素为重要成分的合金型永磁材料。 它们也称为永磁合金。 主要包括铝镍钴系列永磁合金和铁铬钴系列永磁体。 合金及铂钴永磁合金等

铝镍钴永磁合金

1931年,日本材料专家发现了一种特定成分(58% Fe、30% Ni、12% Al)的合金,具有极高的矫顽力,是当时最好的磁钢的两倍。 在 20 世纪 70 年代发现稀土磁体之前,合金是最强的永磁材料。

永磁体具有剩磁高、居里温度高、剩磁温度系数小等优点。 它们甚至可以在温度高达 500°C 的工作环境中使用。 永磁体特性因温度变化而劣化也较小,但矫顽力低,质地硬而脆,加工困难。 多用于电气仪表、通讯机器等可靠性要求较高的领域。 也是军工产品中常用的永磁材料。

铁铬钴永磁合金

它是20世纪70年代问世的一种变形永磁合金,含有20%-33%铬、3%-25%钴、3%钼或0.7%-1.0%硅。 具有优良的磁性能和加工性能,可进行冷、热塑性变形。 其磁性能与铝镍钴永磁合金相似,通过塑性变形和热处理可提高其磁性能。

该合金可通过机械加工、深冲、拉拔等方式生产不同规格的细丝和薄带,用于制造各种截面较小、形状复杂的小型磁性元件,如电话听筒、扬声器、转速表等和磁滞计。 电机等

铂钴合金

PtCo永磁合金在所有可加工永磁合金中具有最高的矫顽力和高磁能积。 合金成分为:Pt 76%,Co 24%。 它是一种以铂为基础并含有钴的二元合金。 PtCo合金具有极强的磁性、较高的磁稳定性、良好的耐化学腐蚀性。 不被氢氧化钾和热浓硫酸腐蚀。 可在酸、碱、盐介质中工作。 由于价格昂贵,所以主要用于其他永磁材料无法工作的恶劣和特殊环境。

PtCo合金的高塑性使其适合制造任何形状和尺寸的微型器件。 极低的温度系数使其可以在较高温度的环境下使用。 出色的耐氢性是其在特殊应用中的优势。 该合金主要用于航天、航海、航空仪器、测量仪器、电子钟、磁控管等。

2.2铁氧体永磁:性价比高、原材料丰富、工艺简单、用途最广泛的材料

铁氧体永磁体是指具有单轴各向异性六方结构的化合物,以Fe2O3为主要成分的复合氧化物永磁材料。 原材料便宜,生产工艺也比较简单,因此成品价格相对其他磁铁来说相对较低。 铁氧体永磁体是第二代永磁材料。 1933年,日本的加藤和武井发现了含钴铁氧体Fe2O3,在20世纪50年代至80年代流行。

铁氧体有两个系列:各向同性和各向异性。 根据成型工艺不同,各向异性铁氧体可分为干压成型和湿压成型。 按主要成分分类,铁氧体永磁体主要分为钡(Ba)铁氧体和锶(Sr)铁氧体两类。 钡铁氧体是目前市场上应用最广泛的永磁材料。

在铁氧体磁场成型工艺中,湿压成型是将二次球磨后的浆料直接放入模具中。 模压成型时,同时施加一定方向的强磁场,以降低单畴晶粒的易磁化轴。 沿外部磁场方向排列。 成型时必须用泵除水,上下冲头需加垫片,防止浆料被抽出,成型后干燥。

湿压成型时,由于浆料水分较多,成型过程中晶粒可以自由旋转,有利于晶粒取向,因此磁性能好,Br大,Hcb高。 但成型时需要垫片和吸滤,生产效率低。 干压成型是在二次球磨后的完全干燥的不含水分的粉末中添加适量的粘结剂,置于成型磁场中进行加压成型。 干压成型的磁场取向稍差,磁性能比湿压成型差。

铁氧体永磁体是目前应用最广泛的永磁材料。 与其他永磁材料相比,铁氧体永磁材料虽然在性能上不具备优势,但由于其原料丰富、价格低廉、制备工艺简单、抗氧化性能优良、剩磁大等优点,仍然在很多领域得到应用。 是首选材料。

铁氧体永磁和钕铁硼永磁(稀土永磁)均用于汽车,但由于加工工艺和成本不同,其应用领域有所不同; 国内一些变频空调压缩机厂家既有钕铁硼,也有钕铁硼磁铁。 铁氧体技术平台,但铁氧体和钕铁硼不能在同一平台上直接替换,并且针对不同材料应用的电机设计完全不同。

铁氧体的优点包括原料来源丰富、性价比高、化学稳定性优异、无需表面处理、耐高温等。 自NdFeB产品问世以来,铁氧体磁性材料也得到了迅速发展。 钕铁硼产品与铁氧体产品将是长期共存、持续发展的格局。

目前,铁氧体永磁材料主要应用于电机、发电机、电子及微波设备、声波设备、信息存储、移动通讯等领域。常见用途包括:电子音视频设备的扬声器、音响和受话器扬声器等电视和收音机; 汽车雨刷电机、家电电机及其他电动工具等小型电机; 通讯设备用微波通讯器件、笛簧接触元件等; 微波炉磁控管等

高性能永磁铁氧体湿压磁瓦是下游微电机的核心部件,广泛应用于汽车、家电等行业。

高性能永磁铁氧体是指具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积的湿压永磁铁氧体。 永磁铁氧体湿压磁瓦作为下游微特电机的核心部件,广泛应用于汽车、家电等行业。

永磁铁氧体产业的发展与微电机产业的发展呈正相关。 在现代经济中,电机是能源消耗的主要载体之一。 提高电机效率显然是一项有效的节能措施。 永磁电机是典型的高效、节能、低碳工业产品,广泛应用于各种工业传动和旋转装置。

国内永磁铁氧体产能分散,行业集中度低

据中国电子材料行业协会磁性材料分会统计,全球铁氧体永磁生产企业主要分布在中国、日本、韩国。 日本主要有日立、TDK株式会社等; 韩国主要有双龙、韩太等,我国铁氧体永磁产量占全球产量的75%以上,生产企业主要分布在江苏、浙江、广东、安徽、四川等地。

我国铁氧体永磁材料生产企业有340多家,其中年产能1000吨以下的企业约占45%,年产能1000-3000吨的企业约占25%,年生产能力3000-5000吨的企业约占21%。 产能超过万吨的企业约有20家,占比约9%。

从全国范围来看,随着近年来国家环保政策的不断出台,行业面临洗牌。 大量小企业因环保要求不合格而退出。 供给侧多数企业没有新增产能计划,产品升级和淘汰滞后。 从产能来看,随着国内企业技术进步,进口替代和高端国产化将导致行业集中度提升。

国际巨头技术领先,专注高性能产品

全球高性能永磁铁氧体湿压磁瓦产能约为45万吨。 75%以上产能来自国内,但行业集中度不高。 国内生产厂家约100家,但产能1万吨以上。 企业数量不足10家; 另外25%的产能位于日本和韩国。 日本TDK是最大的永磁体铁氧体磁瓦制造商,代表了行业最高技术水平。

随着国际制造业转移和国内企业技术水平的提高,我国永磁铁氧体产业逐步缩短与国外先进水平的差距,国际竞争力显着增强。 主要代表企业有横店东美、菱益智造、隆磁科技等,以中国为代表的新兴工业化国家永磁铁氧体行业市场竞争力不断增强。

2.3稀土永磁:“现代永磁之王”第三代钕铁硼性能优异,需求广阔。

稀土永磁材料是以稀土金属元素RE(Sm、Nd、Pr等)与过渡金属元素TM(Fe、Co等)形成的金属间化合物为基础的一类永磁材料。 稀土永磁材料是最重要的磁性产品之一。 自20世纪60年代问世以来,已批量生产并应用了三代产品。 第四代稀土铁氮永磁产品正处于研发阶段,未来可能成为新产品。 一代稀土永磁产品。

第一代钐钴稀土永磁体是1967年美国发明的SmCo5。SmCo5具有很高的磁晶各向异性常数,其理论磁能积可达244.9 kJ/m3。 20世纪70年代,SmCo5永磁体已经商业化,因为它含有较多的战略金属钴和较少的稀土储量。 金属钐,原料价格昂贵,因此其发展前景有限。

第二代钐钴稀土永磁体于1977年在日本发明,在高温下具有稳定的六方结构,在低温下具有菱形结构。 基于其独特的优异磁稳定性、高温磁性能、优异的抗氧化性和耐腐蚀性,目前仍广泛应用于航空航天、国防、高端电机等领域。

第三代钕铁硼永磁材料由美国和日本于1983年发明。稀土永磁钕铁硼(NdFeB)合金稀土元素约占25%-35%,铁元素约占65%-75% ,硼元素约占1%。 钕铁硼永磁体的研制成功具有重要意义。 它不仅具有令人惊叹的优异性能和创纪录的高磁能积,而且用廉价而丰富的铁、钕替代了昂贵的战略材料钴和稀缺资源。 钐被誉为“现代永磁之王”。

第四代稀土永磁体是铁氮合金,目前尚处于研发阶段。 稀土铁氮磁粉的最大磁能积为20-,高于NdFeB磁粉。 与市场上现有的磁性材料NdFeB相比,新型稀土铁氮材料的成本更低。 主要原因是磁粉中稀土含量比较少,不需要掺杂钴等昂贵金属。 第四代稀土永磁材料的成熟和实用化至少还需要几十年的时间。

钕铁硼永磁体可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼三种类型

烧结钕铁硼是产量最大、应用最广泛的钕铁硼产品。 烧结NdFeB永磁材料采用粉末冶金工艺。 将熔炼后的合金制成粉末并在磁场中压制成坯。 将压块在惰性气体或真空中烧结以实现致密化。 为了提高磁体的矫顽力,通常需要进行时效热处理,然后进行后处理和表面处理以获得成品。 目前已商业化生产的烧结NdFeB,剩磁可达1.45T以上,内禀矫顽力可达μm,根据矫顽力不同,工作温度范围为80℃~200℃。

粘结钕铁硼是通过粉碎永磁体,将其与粘合剂混合,然后在磁场中压制而制成的。 具有成本低、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、比重轻等优点。 由于添加了大量的粘合剂,粘结NdFeB磁体的密度一般只有理论密度的80%,因此其磁性能比烧结NdFeB磁体弱。 粘结钕铁硼是各向同性磁体,各个方向磁性相同,因此可以方便地生产多极甚至无数极整体磁体。

热压NdFeB无需添加重稀土元素即可实现与烧结NdFeB相似的磁性能。 它具有密度高、取向度高、耐腐蚀性好、矫顽力高等优点,但机械性能不好。 并且由于专利垄断,加工成本较高。 由于成型技术的限制,应用范围受到限制,目前主要应用于汽车EPS电机等领域。

高性能NdFeB的应用领域包括传统和新能源汽车、风力发电、电子设备、空调电器等。根据规定,烧结NdFeB永磁材料的内禀矫顽力(Hcj)和最大磁能积(( BH)max)大于60定义为高性能钕铁硼。 低端钕铁硼主要应用于磁吸附、磁分离、电动自行车、箱包扣、门扣、玩具等领域。

驱动电机是新能源汽车三大核心部件之一。 稀土永磁驱动电机具有最宽的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优点,可有效降低新能源汽车成本。 要减轻汽车的重量,提高效率,就需要有很强的刚性。

风力发电机分为永磁直驱式、半直驱式和双馈异步式。 永磁直驱和半直驱采用高性能钕铁硼磁铁。 预计未来永磁直驱电机渗透率将逐年提升,将持续带动风电领域高端钕铁硼永磁材料的消费。

在变频空调的生产中,广泛采用高性能NdFeB永磁材料替代铁氧体永磁材料,NdFeB的磁导率迅速提高。

钕铁硼永磁体以其高磁能积、高压实密度等优异特性,广泛应用于音圈电机(VCM)和主轴驱动器中。 电机、手机线性振动电机、相机、收音机、扬声器、耳机、数码伸缩镜头电机等众多设备。

2015年至2020年,全球高性能钕铁硼永磁材料消费量从3.42万吨增长至6.5万吨,年复合增长率达13.70%; 预计到2025年,全球高性能钕铁硼永磁材料消费量将达到12.91万吨,预计年复合增长率为14.71%。

2015年至2020年,我国高性能钕铁硼永磁材料消费量从1.94万吨增长至4.05万吨,年复合增长率达15.​​86%; 预计到2025年,我国高性能钕铁硼永磁材料消费量将达到8.71万吨,预计年复合增长率为16.55%。 我国高性能钕铁硼消费量占全球总量的60%以上,消费量年均增速将高于全球。

稀土是国家战略资源,产业政策推动高性能钕铁硼发展

作为一种不可再生的战略资源,稀有地球受到该国的高度重视。 在所有新的稀土材料中,稀土永久磁铁材料是稀土最有价值的下游应用领域。

2021年3月,在“ 14五年计划”以及该国发布的2035年长期目标的概述中,作为高端新材料之一,高端稀土功能材料包括在“ 14五年计划”,以增强制造业的核心竞争力。 目录。

2021年11月,工业和信息技术部和国家法规国家管理局发布了“运动能源效率改进计划(2021-2023)”,以鼓励使用由稀土永久磁铁代表的节能电动机扩展,并扩大高效和节能电动机产业链,并扩大高效和节能电动机的数量。 绿色供应等

2021年12月,工业和信息技术部发布了“首次批量申请的指导目录(2021年版)”,“再次包括“高性能尼多岛铁硼”和其他稀土功能材料,例如”关键战略材料“新材料的关键领域。 ,提供鼓励和支持。

高端NDFEB永久磁铁的制造过程很复杂,客户认证程序很麻烦,并且具有很高的技术阈值和市场障碍。 在该行业发展开始时,日本,欧洲,美国和其他国家一直处于世界的最前沿,在NDFEB永久磁铁材料的研究,开发,促进和应用方面。 他们在高端市场上有长期的垄断。 随着市场需求的迅速发展,它们已经成立了日立,TDK,Shin-Atsu ,德国VAC和其他几家竞争激烈的公司。

然而,随着国内公司的兴起,国内领先的公司(例如宗凯克·桑哈安( ),宁波·云申( ),磁性材料,Jinli ,Dadi Xiong,等)在高端产品市场中形成了,并且正在与竞争,TDK,几家高级国际公司,例如Shin-Atsu 和 Vac互相竞争。 目前,绝大多数国内NDFEB永久磁铁材料制造商的规模较小,技术水平较低,并且后退工艺设备。 他们的产品是低端产品,具有严重的同质性和激烈的竞争。 (报告来源:未来智库)

3.软磁性材料:低矫正性,高磁渗透性特性,电子设备的核心材料

软磁性材料是指具有较小的强制力和易于磁化和消除电磁的磁性材料。 与永久磁铁材料相比,软磁性材料具有较高的磁渗透性。 他们可以在低外部磁场强度下获得较大的磁感应强度和高密度磁通量。 同时,它们具有较小的强制力,并且在取消磁场后易于消除电源。 在实践中,在应用中,它主要起着磁传导的作用,以实现电路的电能参数的转换。 它用于许多领域,例如变压器,继电器,电感芯,继电器和扬声器磁导体,磁性防护罩,摩托车和转子等。

软磁性材料经历了金属软磁性 - 铁氧体软磁性 - 无定形软磁合金 - 纳米晶体软磁材料。 软磁料的工业应用首先始于19世纪末。 有了技术创新的要求,迭代更新了软磁性材料产品,并且材料特性继续改善。 目前,软磁性材料主要包括铁氧体软磁性材料,金属软磁性材料和其他软磁性材料。

3.1铁氧体软磁铁:成熟的技术,中低频损失,广泛用于通信领域

铁氧体软磁铁是一种主要由Fe2O3组成的铁磁性氧化物。 由于软磁铁氧体具有高磁渗透性,高电阻率,高频率下的低损失,质量产生,稳定的性能和高加工性能,因此模具可用于使各种形状的磁芯以低成本。 这些产品广泛用于通信,传感,音频和视频设备,开关电源和磁性头行业。

在我国,最常见的铁氧体软磁铁是锰锌铁氧体和镍锌铁矿,分别占总输出的70%和10%。 此外,镁 - 铁岩占8%,锂锌铁矿占8%。 铁矿占6%。

锰 - 锌铁氧体具有最低的核心损失,低价,强大的加工性和许多可选的磁性渗透性(1400-18000)。 缺点是BS相对较低和脆弱。 它被广泛用于开关电源变压器,窒息,EMI过滤器,宽带,通信场中的脉冲变压器等。即镍锌铁氧体是一种高频,宽带铁矿材料,具有高电阻率,高阻抗,高磁性通量密度和低损失。 它被广泛用于变压器,窒息和DC-DC转换器中。 和抗EMI核心。

目前,我国家的铁氧体软磁铁主要用于通信,家用电器和新的能源领域。 将来,软磁材料将主要用于新的基础设施市场,例如高端消费者和工业电子产品,新能源,云计算,物联网,4G和5G通信,电源,电源以及新的消费电子电子产品。 目标是达到50%的生产率和95%的产品资格率。 未来的市场研发方向是:

“两个高”软磁性材料:较高的饱和磁通密度(BS),较高的直流偏置特性(DC偏置),高μ> 12000;

“两个低”软磁性材料:较低的损耗(损耗因子TGδ/μ< 8在低磁通密度下,功率消耗PC <350kW/m3,120℃,200MT),较低的总谐波失真系数(THD);

高频,低功率消耗和高功率密度材料适用于新基础设施(例如5G);

温度宽,频率较高,功率低的软磁性材料,更大的使用频率和较大的温度范围;

稀土/纳米添加和改进过程和复合材料技术已成为开发材料并提高性能的新方法。

我国家的铁氧体软磁生产占全球60%,生产能力分散,竞争激烈。

目前,铁氧体软磁料的生产主要集中在日本和中国。 根据统计数据,自2014 - 2020年以来,我国家的铁氧体软磁产量通常一直稳定,2020年的产量接近210,000吨,占全球总数的60%。 国内软铁氧体生产具有明显的优势。 根据统计数据,我国家在2020年的软铁矿市场规模约为85亿元人民币,同比增长8.97%。 预计2025年的市场规模将达到149亿元人民币。

根据中国电子材料行业协会的磁性材料分支,截至2020年底,我国有230多家公司从事软磁铁矿的生产,并且有100多家公司已经开始成形。 大多数公司的生产规模为500吨,大约80家公司的生产能力超过1,000吨,约有10家公司可以达到成千上万吨的生产能力,只有两家公司生产能力为30,000吨 DME和 Co.,Ltd.

国内铁氧体软磁产能超过500,000吨。 传统产品的竞争变得越来越激烈,并正在传递给中高端产品和市场。 整体公司利润继续波动和下降。 受家庭钢铁公司过度容量减少和整合的影响以及外国原材料供应链的变化,某些原材​​料的价格将继续波动和上升。

3.2金属软磁:下游光伏新能源车产业具有较高的增长率和巨大的增长潜力

金属软磁材料主要包括工业纯铁和传统合金(主要是硅钢板),金属磁粉芯,无定形和纳米晶合金。

硅钢,也称为“电钢”,是一种具有极低碳含量的铁西硅软磁合金。 硅的添加可以提高铁的电阻率和最大磁渗透性,降低矫顽力,核心损失(铁损失)和磁性老化。 它主要用作各种电动机和变压器的核心。 它便宜且适合批量生产。 ,是一种重要的软磁合金,在电力,电子和军事行业中是必不可少的。

根据生产过程,将硅钢分为热卷的硅钢和冷硅钢。 热滚动硅钢由于其低可用性和高能量损失而逐渐逐步淘汰。 冷硅钢被分为冷滚动的非面向硅钢和冷滚动的硅钢。

冷滚动的非导向硅钢,也称为冷滚动硅钢,主要用于发电机制造。 它的硅质量分数为0.5%-3%,生产过程的要求相对较低,低于定向硅钢。 冷滚动产生的成品钢带大部分为0.35和0.5mm厚。 冷滚动的非导向硅钢的BS高于定向硅钢的BS。

冷滚动的硅钢,也称为冷滚动变压器硅钢,主要用于变压器制造。 其硅质量分数超过3%,其碳质量分数为0.03%-0.05%。 钢含有低氧化物夹杂物,需要抑制剂。 与冷滚动的非导向硅钢相比,面向的硅钢的损失较低,其磁性具有很强的方向性,并且在其滚动方向上具有较高的高磁渗透性和低损耗特性。 冷滚向的硅钢分为两类:普通的硅钢和高磁感应的面向硅钢。 高磁感应冷滚动的硅钢是单向钢条。 它主要用于生产各种电磁组件,例如电子仪器中的窒息和变压器。

非面向硅钢主要用于家用电器,工业电机,大型电动机,新能量车辆和其他田地。 根据统计数据,2020年的家用电器占40%,在下游需求中排名第一。 随着工业电机和新能源行业的发展,对硅钢的需求有望继续上升。

在供应方面的结构改革政策的推动下,我国家的钢铁生产能力取得了显着的结果。 该行业中企业的布局已经进行了优化,以谷物为导向的电气钢产品的供应增加了,行业的容量利用率也在稳步增加。 根据统计数据,2020年,中国硅钢铁行业的生产能力为1,276万吨,产量为118.11亿吨,产能利用率为87.60%。

根据统计数据,在2020年中国硅钢板市场中,非面向电气钢的产量为960.49亿吨,而定向电气钢的产量为15.762亿吨。 其中,中级和低级非注重硅钢约为76.02亿吨,同比增长0.03%,占79.15%; 高级非面向硅钢约为14.67亿吨,同比增长35%,占15.27%。 中低品牌仍然占据绝对地位,而高品牌的增长迅速。

目前,硅钢的主要外国制造商包括德国的和法国,日本的 Steel,韩国的POSCO,美国的AK和-LUM,俄罗斯的和Viz等,但日本,但日本,韩国,韩国德国仍然是高端硅钢产品的主要分销中心。

2020年,非面向硅钢制造商包括 Co.,Ltd., Co.,Ltd。,不锈钢有限公司, Iron and Steel Co., Iron and Steel Co., Iron and Steel Co. Ltd.,其中 Co.,Ltd。在该行业中以28.42%的比分排名第一,其次是 Co.,Ltd。,占14.05%。 CR4生产能力几乎占整个国家。 65%。 受高级硅钢的技术障碍和快速发展趋势的影响,大型企业具有明显的优势,预计将来的市场集中度将进一步增加。

金属磁粉芯是由金属合金粉制成的磁芯,在高频条件下,低损耗。 由于磁粉芯内部的空气间隙均匀分布,磁通量不会泄漏,并且在高直流电流下不容易饱和。 金属磁粉芯结合了金属和铁氧体软磁性材料的优势。 它的电阻率明显高于软磁金属的电阻率,这可以有效地减少涡流损失。 它还比软铁氧体具有更高的饱和度磁化化,并且可以更好地满足电力的需求。 电子设备的微型化和集成的要求。

金属磁粉核心主要包括铁粉核,铁 - 硅粉粉,铁 - 硅质铝核心,高升量粉末核心和铁 - 尼克尔 - 溶血 - 溶血粉末核心。 除铁粉芯外,其他粉末核通常称为合金磁粉芯。

铁粉芯是最早发达的金属磁粉芯。 它具有高饱和磁化和低价。 但是,纯铁的电阻率很低,并且准备好的复合材料的损失很高。 因此,铁粉芯主要用于高功率和低频。 设备。

铁 - 硅磁粉核心具有出色的饱和磁化和直流偏置特性,并且主要用于在大型电流(例如窒息和高功率电感器)下运行的设备。

铁 - 硅铝磁粉芯是一个磁芯,具有均匀分布的空气间隙和高频下的低损耗。 高磁通量密度和低磁芯损耗的特性使铁硅铝磁芯非常适合于功率因子校正电路,以及一个道路驱动器,例如扫描变压器和脉冲变压器。

50%)合金由(((((合金合金合金软磁复合复合,具有复合软磁软磁复合软磁软磁软磁软磁软磁复合高饱和和和磁化磁化磁化强度强度强度强度,特性直流偏臵直流直流直流直流直流大型直流设备,例如光电计算机,脉冲变压器和电源回到校正的电动机。

为了进一步降低Feni合金的顽固能力,将NI含量增加到81%,并引入2%的MOS。 。 它具有高磁引导,低损耗,良好稳定性,低温系数,低工作噪声和广泛使用范围的特征。 但是,由于存在大量NI和复杂的粉末制作过程,磁粉的成本已增加,并且软磁性复合材料主要用于具有更高准确性和损失的军事行业。

金属磁粉芯的主要应用区域是光伏逆变器,频率空调,新能量车辆和充电桩,数据中心,储能,消费电子产品等。预计可以在25年内对金属磁粉芯的需求将超过200,000吨。

金属磁粉芯是电感成分的核心成分之一。 电感主要在电路中扮演储能,滤波,振荡,延迟和波浪极限的作用。 此外,它还具有筛选信号,过滤噪声,稳定电流和抑制电磁波干扰的影响。 最后,它应用于光伏和能源存储,新的能量车辆以及充电桩,通信,家用电子和消费电子产品的领域。

近年来,新的能源车辆和充电堆市场迅速发展。 储能场将随着峰值调整和电源系统功率质量的需求而进一步爆炸。 预计将来的需求规模可能等同于光伏逆变器。

在主要太阳能光伏,频率空调,新能量车辆和充电堆等行业中,25年的市场需求将达到137,200吨,而当前的新市场产能约为92,300吨。 如果您考虑对UPS,储能,消费电子产品以及金属软磁性产品的其他因素等市场的需求,金属软磁产品的渗透率的提高以及进口替代率的提高,总体市场在25年内需求将超过200,000吨。

金属磁粉核心资金资助的制造商主要包括韩国宽松(CSC),美国磁性,阿诺德和韩国东部。 中国约有50或60名制造商接近或达到国外水平。 国内企业主要包括铂金新材料和East MU股份等。 根据统计数据,2020年,美国磁学和韩国占32.4%,中国铂金新材料的比例分别占15.6%和9.9%。 竞争模式相对集中。

一种无定形的合金,也称为“液体金属,金属玻璃”,是一种新型的软磁合金材料,主要包含铁,硅,硼。 其主要产品的主要产品的制造过程是使用快速冷却技术以每秒106°C的速度快速冷却合金保险丝,形成一个无形合金薄带,厚度约为0.03mm。 顺序的无定形布置。 得益于上述极端主义生产过程形成的特殊原子结构,无定形合金具有出色的特性,例如低校正,高磁性电导率,高电阻率,高温抗性和高韧性。

目前,一种无定形的合金材料主要用于配电变压器领域,取代了硅钢材料

可以根据核心组件使用的不同原材料将功率分布变压器分为硅钢变压器和无定形变压器。 两者中使用的主要原材料是硅钢板和无定形合金薄带。 与硅钢变压器相比,无定形变压器在节能和效率方面的优势是显而易见的。 这是“使用节能和回收能量保护的制造能源保护,制造能源的完整生命周期”。

在制造一侧,无定形合金的生产过程比硅钢产品短得多。 非晶体稀薄带制造过程约为10米,硅钢约为1,000米。 硅钢是由传统的钢冶金制备技术制成的,并且使用快速冷却过程。 它一次是从钢液到无定形合金薄产品的形成。 节省1升石油以实现节能;

在应用方面,无定形合金材料具有高磁性引导,低顽固力,高电阻率和其他材料的特征。 电磁能转化效率明显优于硅钢材材料。 无定形变压器的空气负荷损失可以达到60%,而硅钢变压器的损失可以达到60%。 左右,实现节能;

在回收侧,在中频炉融化后,可以将废弃的无定形铁心被制成非晶合金薄带。 非晶铁心中的硅和硼元素基本上可以实现回收和再利用,并实现节能。

双碳在无定形合金下有望加速渗透,市场空间很广

由于其高效率电磁能转化效率的无定形合金的材料特性在节能和减少降低方面具有优势。 自2015年以来,无定形合金在我国的分销网格领域迅速发展。 2019年,市场规模从2019年的1.3亿美元增加到2.08亿美元。2019年的产出量表已从49,700吨增加到99,700吨。复合增长率分别为。 达到12.47%和19.01%。

根据州电网和南部电网电网的竞标数据,2020年国内无定形合金变压器的市场份额约为25%。 其中,南部电力网格的无定形变压器的竞标和采购占更高比例,主要是因为南部电力网格主要涵盖了广东,广西,吉济岛,海南,云南,云南和其他地区。 变压器节能和减少消耗的影响更为明显。

工业和信息技术部,国家监督​​国家管理局和国家能源管理局于2020年12月共同发行的“电力分销变压器能效改进计划(2021-2023)”效率节能的变压器,显然需要禁止无法到达电力变压器以访问电网。 自2021年6月以来,新的采购变压器应该是一种有效的能量变压器。 到2023年,高效能源储蓄变压器的比例将在互联网上增加10%,而高效能源储蓄变压器的比例将超过一年的75%以上; 高效能源的技术创新 - 储蓄变压器结构设计和处理技术。

随着该州的总体计划和“碳 - 峰”和“碳中和”的目标,高效能量的高效能源储蓄变压器由无定形合金和其他材料制造,并带来了战略开发机会和更广泛的市场空间。

纳米晶体合金是包含铁,硅,硼,棒子,铜,铜和其他元素的元件的合金质纤维。 通过快速和高化的冷却技术,它以无定形的基础形成具有分散和统一的纳米岛的材料。 磁性紧密度,高初始磁引导和较低高频损失的特征被广泛用于培养基和高频场中的能量传输和滤波中。

纳米 - 晶体超薄皮带产品是制造磁性设备的绝佳材料,例如电感器,电子变压器,变压器,传感器和无线充电模块。 现在,大型,高频,轻量级,能源储蓄和其他开发趋势的开发趋势的要求已在无线充电模块,新能源车辆电动机和其他产品等产品上实现了大规模应用。

纳米晶合金将加速铁氧的软磁。 与材料和其他材料(例如铁氧软磁性材料和无定形软磁性材料)相比,纳米晶体 - 晶体超纤维带的特性可以减少磁性设备的体积,并由于其高饱和度而减少磁性设备的体积磁性程度,低正畸和高初始磁引导速率。 磁性设备损耗是一种新型的磁性材料,综合磁性性能更好。 随着磁性材料的技术进步的改善以及对新兴市场领域(例如消费电子和新能量车辆)的需求的增长,纳米 - 晶体 - 晶体超薄带有望逐渐形成传统的氧气氧气材料的替代。

无定形的纳米晶体软磁性工业,主要是小型企业

目前,亚洲地区处于全球磁性材料行业的中心位置。 由TDK, Metal和Toda(Toda)代表的日本公司处于行业的领先地位。 材料行业发展迅速,总体实力不断提高。

根据中国电子材料行业协会的磁性材料分支,中国有250多家公司在中国从事非晶体纳米 - 晶体软磁合金材料,约有10,000吨企业。 股票公司有限公司等公司的实际产出已达到或近30,000吨。 有11个无定形宽带企业用于发电,设计容量为350,000吨; 纳米晶体设计能力为46,000吨; 6个无定形粉末企业,11个在无定形企业中,还有23家支持其他家长合金等公司。 实现了无定形合金行业的全部覆盖。

4.其他磁性材料:磁性材料,例如磁性望远镜,磁记录,磁性气泡

磁性可伸缩材料:具有明显磁性望远镜效果的磁性材料

磁性望远镜是指将物体在磁场中磁化时磁方向的伸长或缩短。 当电流在线圈中变化或距磁体成型伸缩材料的距离时。 磁伸缩效应类似于我们生活中常见的热膨胀和收缩,但是对于某些材料,磁性望远镜收缩是方向,也就是说,材料只能在一定方向上呈现出重要的磁性望远镜。

目前,常见的磁性望远镜材料包括稀土,大型磁性望远镜材料(GMM,-D),脆性改进的铽镝合金(TD -plus),铁alloy(),磁控制形状记忆合金(MSMA)Ni- Mn-GA,磁性望远镜波,铁钴合金,铁镍合金,纯镍,铁铝合金等。

目前,磁性望远镜材料更关注稀土磁性望远镜材料-d。 饱和磁性望远镜系数最高。 该材料可以在电磁场的作用下产生微型形式或声音能量,或者也可以将微型形式或声能转换为电磁能。 在国防,航空航天和高科技领域中的应用非常广泛,例如声音到听音转换器,线性电动机,微型置换(例如飞机机翼和机器人的自动调节系统),噪声和振动控制系统,海洋勘探和水下通信,超声技术(医疗,化学,药物,焊接等),燃油喷射系统和其他领域。

磁性记录材料是指记录材料,例如以磁介质形式实现磁介质的形式,例如磁介质的形式,这些介质散布在粘合剂中。 在塑料或铝合金负面配对。 例如:用于各种记录加载,磁盘,用于外部内存的磁卡以及电子计算机的磁盘以及大型容量电视广播或家庭电视的磁盘。

这些产品在物理学中被称为磁性介质。 在这些产品的消费结构中,记录磁带的比例最大。 磁记录具有高记录密度,稳定且可靠的,可以反复使用,时间基准是可变的,记录频率范围很宽,信息编写和快速阅读速度。 广泛用于广播,电影,电视,教育,医疗保健,自动控制,地质探索,电子计算技术,军事,航空航天以及日常生活以及其他方面。

磁性泡沫材料是指在特定外部磁场的影响下磁性泡沫阵列的磁性物质。 它主要是一种薄薄膜材料。 它的单轴在异性方面很强。

磁性泡沫材料主要用于制造磁性气泡记忆。 这是一个完全固体的电子记忆。 它没有机械零件,不仅具有振动阻力,反辐射,反evil环境和高信息​​存储密度的优势,而且还具有小尺寸,轻巧,高速,低功率消耗,低功率,低功耗,很难丢失信息。 现在,它被广泛用于军事,卫星通信,航空航天,航空航天,航空,CNC机床的领域。

is a that has a (that is, the by a field when the field is added to the field). Those who have are iron and - . The are that the field and of the field and the will , and the low rate is than the room . Power and made of are , and the speed and are not . can be used to make , of heads, foam and .

light to light with light in UV to bands. Rare earth light are a new type of . Using the light of this type of , as well as the and of light, , and , it is made to make with . For , the , , , light , , phase shift, , laser , meter, light , etc.

5. Key

Rare earth

Jinli : The is a high -tech that high - rare earth in the of new and and in new and and . The 's are used in new and , - air , wind power, 3C, - , and , rail and other , and have long -term with and at home and . In 2021, the 's has 15,000 tons. It is that 23,000 tons/year high - rare earth rough will be in the of 2022.

China and Third Ring: It is in the and , and sales of rare earth and new and its . The 's are used in , home , wind power, , care, and other . The main is the iron boron used in . 公司还生产烧结钕铁硼和粘结钕铁硼,是目前国内稀土永磁领域的龙头企业。 At the end of 2021, the 's of and iron boron was 20,000 tons, and it was to the of 10,000 tons of tin iron boron in 2022.

: In 1995, he the rare earth . The main were the and servo of the iron boron, and the main was to with for the of high -end rare earth . is the world's of rare earth . The has two major bases in and . In 2021, the of the iron boron is 8,148 tons. At , it has a of 12,000 tons of . 7000 tons are to be at the end of 2022.

Dadi Bear: It is to the , and sales of iron boron . The main is the "Earth Bear" brand of and iron boron . The is a high -tech , a new " giant" , and the vice unit of the China Rare Earth . In 2021, the of 硼 boron boron 2600.15 tons. At , the 's is about 6,000 tons, and it is to reach 8,000 tons at the end of 2022, and the and long -term is at about 21,000 tons.

: The main is the R & D, , sales and of high - tin iron boron and new motor drive . Under the of " " and many , the a high - tin iron boron with the "6A" . The can high - tin iron boron from N to ZH, with more than 50 , and is one of the most in China. As of the end of 2020, the 's new motor drive was 160,000 units per year. At , it has the of 15,000 tons of ingot iron boron . It is to have an of 24,000 tons at the end of 2022. It 36,000 tons in 2026.

Hua: in the of and the iron boron and . It is a high -tech that the of the , , and sales of mixed iron boron and motor . rare earth and , , , , , and . They are one of the five units with a to civil in the . One of the three of valve . In 2021, the of the iron boron was 5635.79 tons, and the motor was 60.37 units. As of 2021, the of 钕 iron boron boron is about 10,000 tons, and the of about 5,000 tons will be as in the next two or three years.

East : in 1999, it is the in China and a and of the solar chain. In 2021, the 's has an of 200,000 tons of iron pre -fever, 160,000 tons of body, 40,000 tons of soft , and 20,000 tons of . . There are 40,000 motor , and the power to . The has 8GW and 3.5GW , of which 4GW high - PERC , 2GW high - have been and . The has of 2.5GWh , and the of 148 high -sex is to be put into . The 's new the 's of 6GWH high - , high - , 15,000 tons of soft and East 2.5GW , 22,000 tons wait.

: The is one of the main in high - wet tiles. Since its , the has high - wet tiles. The is 33,000 tons. The plans to 10,000 tons of from 22 years and 60,000 tons of at the end of 24 years. At , the of metal core is 5,000 tons/year, and the of soft is 6,000 tons/year. The are used in and , new and piles, , and .

soft

Co., Ltd.: in 1984, it is in the and , and sales of soft and cores. The has now one of the world's soft and ; ( wafer) has . The 's have mass and sold their first peers in China. There are 30,000 tons of iron soft . The it to build a large -size radio wafer , new high - and . and of 15,800 tons of high - soft green and and base .

Metal soft core

New of : in 2009, it on the , and sales of alloy soft , alloy soft core and , and has a alloy soft core of 16,000 tons. In 2021, the a of bonds for the of high -end alloy soft bases. The will add an of 20,000 tons of metal soft .

Co., Ltd.: in 2000, it is in the , and sales of alloy , iron , and alloy cores. It is one of the main soft metal . 吨。 The is the only in China that has alloy , iron core, and alloy core three . It is one of the main soft metal . , power , and other .

A / alloy

Yunlu Co., Ltd.: The was in the and board in 2021. At , the 's non - thin alloy belt is the first in the world, and it is the in the alloy . The has an alloy thin band of 60,000 tons, for 41.15%of the share; 3,600 tons of nano - ultra -thin belt ; 1850 tons of , 18,500 tons of iron heart , and 700 tons of . and high - ultra -thin and its , high - alloy , and a new of high - high -, high - and alloy three - 项目。

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