新型磁性材料的发展

1、新型材料的发展与前景主要介绍新型磁性材料的发展xxx（江西理工大学冶金xxx班18号341000）【摘要】本文主要介绍中国磁产业的发展及现状。磁性材料主要包括永磁材料、软磁材料、信磁材料、特磁材料等，覆盖很多高新技术领域。在稀土永磁材料技术、永磁铁氧体技术、非晶软磁材料技术、软磁铁氧体技术、微波铁氧体器件技术、磁性材料专用设备技术等领域，全球已经形成庞大的产业群。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。【关健词】新型材料磁性材料软磁材料永磁材

2、料磁性材料行业材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。十二五”时期，是我国材料工业由大变强的关键时期。加快培育和发展新材料产业，对于引领材料工业升级换代，支撑战略性新兴产业发展，保障国家重大工程建设，促进传统产业转型升级，构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。近年来，在国家政策的大力扶持和业内企业的不断努力下，新材料产业持续良好发展势头，市场规模持续扩张，经济效益显著。同时，新材料产业“十二五”发展规划明确表明，“十二五”期间，我国新材料产业预计总产值达2万亿元，年均增长率超过25%。到2015年要建立起具有一定自主创新能力、规模较大、产业配套齐全的新

3、材料产业体系。到2020年，新材料产业成为国民经济的先导产业，主要产品能满足国民经济和国防建设的需要。【1】新材料产业体系初步形成。我国新材料研发和应用发端于国防科技工业领域，经过多年发展，新材料在国民经济各领域的应用不断扩大，初步形成了包括研发、设计、生产和应用，品种门类较为齐全的产业体系。新材料产业规模不断壮大。进入新世纪以来，我国新材料产业发展迅速，2010年我国新材料产业规模超过6500亿元，与2005年相比年均增长约20%。其中，新型磁性材料、稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。（一）先进高分子材料特种橡胶。自主研

4、发和技术引进并举，走精细化、系列化路线，大力开发新产品、新牌号，改善产品质量，努力扩大规模，力争到2015年国内市场满足率超过70%。扩大丁基橡胶（IIR）、丁睛橡胶（NBR）、乙丙橡胶（EPR）异戊橡胶（IR）、聚氨酯橡胶、氟橡胶及相关弹性体等生产规模，加快开发丙烯酸酯橡胶及弹性体、卤化丁基橡胶、氢化丁睛橡胶、耐寒氯丁橡胶和高端苯乙烯系弹性体、耐高低温硅橡胶、耐低温氟橡胶等品种，积极发展专用助剂，强化为汽车、高速铁路和高端装备制造配套的高性能密封、阻尼等专用材料开发。工程塑料。围绕提高宽耐温、高抗冲、抗老化、高耐磨和易加工等性能，加强改性及加工应用技术研发，扩大国内生产，尽快增强高端品种供应

5、能力。加快发展聚碳酸酯（PC）聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT、聚苯醛（PP0）和聚苯硫醛（PPS等产品，扩大应用范围，提高自给率。积极开发聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT打口聚亲二甲酸乙二醇酯（PEN殍新型聚酯、特种环氧树脂和长碳链聚酰胺、耐高温易加工聚酰亚胺等新产品或高端牌号。力争到2015年国内市场满足率超过50%。其他功能性高分子材料。巩固有机硅单体生产优势，大力发展硅橡胶、硅树脂等有机硅聚合物产品。着力调整含氟聚合物产品结构，重点发展聚全氟乙丙烯（FEP）聚偏氟乙烯（PVDF）及高性能聚四氟乙烯等高端含氟聚合物，积极开发含氟中间体及精细化学品。加快电解用离子

6、交换膜、电池隔膜和光学聚酯膜的技术开发及产业化进程，鼓励液体、气体分离膜材料开发、生产及应用。大力发展环保型高性能涂料、长效防污涂料、防水材料、高性能润滑油脂和防火隔音泡沫材料等品种。（二）新型无机非金属材料先进陶瓷。重点突破粉体及先驱体制备、配方开发、烧制成型和精密加工等关键环节，扩大耐高温、耐磨和高稳定性结构功能一体化陶瓷生产规模。重点发展精细熔融石英陶瓷塔期、陶瓷过滤膜和新型无毒蜂窝陶瓷脱硝催化剂等产品。积极发展超大尺寸氮化硅陶瓷、烧结碳化硅陶瓷、高频多功能压电陶瓷及超声换能用压电陶瓷。大力发展无铅绿色陶瓷材料。建立高纯陶瓷原料保障体系。特种玻璃。以满足建筑节能、平板显示和太阳能利用等领

7、域需求为目标，加快特种玻璃产业化，增强产品自给能力。重点发展平板显示玻璃（TFT/PDP/OLED）鼓励发展应用低辐射（Low-E微膜玻璃、涂膜玻璃、真空节能玻璃及光伏电池透明导电氧化物镀膜（TCO超白玻璃。加快发展高纯石英粉、石英玻璃及制品，促进高纯石英管、光纤预制棒产业化。积极发展长波红外玻璃、无铅低温封接玻璃、激光玻璃等新型玻璃品种。其他特种无机非金属材料。巩固人造金刚石和立方氮化硼超硬材料、激光晶体和非线性晶体等人工晶体技术优势，大力发展功能性超硬材料和大尺寸高功率光电晶体材料及制品。积极发展高纯石墨，提高锂电池用石墨负极材料质量，加快研发核级石墨材料。大力发展非金属矿及其深加工材料。

8、开发高性能玻璃纤维、连续玄武岩纤维、高性能摩擦材料和绿色新型耐火材料等产品。加快推广新型墙体材料、无机防火保温材料，壮大新型建筑材料产业规模。（三）前沿新材料纳米材料。加强纳米技术研究，重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术，积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料，积极推进纳米材料在新能源、节能减排、环境治理、绿色印刷、功能涂层、电子信息和生物医用等领域的研究应用。生物材料。积极开展聚乳酸等生物可降解材料研究，加快实现产业化，推进生物基高分子新材料和生物基绿色化学品产业发展。加强生物医用材料研究，提高材料生物相容性和化学稳定性，大力发展高性能、低成本生物医用高端材料和产品，推动医

9、疗器械基础材料升级换代。智能材料。加强基础材料研究，开发智能材料与结构制备加工技术，发展形状记忆合金、应变电阻合金、磁致伸缩材料、智能高分子材料和磁流变液体材料等。超导材料。突破高度均匀合金的熔炼及超导线材制备技术，提高银钛合金和银锡合金等低温超导材料工程化制备技术水平，发展高温超导千米长线、高温超导薄膜材料规模化制备技术，满足核磁共振成像、超导电缆、无线通信等需求。磁性材料。主要包括金属软磁合金、软磁铁氧体等软磁村料和永磁铁氧体、稀土永磁、铝馍钻永磁等永磁材料。金属软磁合金包括硅钢铁馍合金，在传统产业应用较多，软磁铁在电子信息领域应用较多。磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液体材料、块体材料

10、、薄膜材料等。一、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-馍-钻永磁（AlNiCo）;50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钞-钻磁体（Sm-C。，包括第一代稀土永磁SmCo5和第二代稀土永磁Sm2c。17;80年代初开发的稀土永磁铉铁硼（Nd-Fe-B）。而稀土永磁，特别是被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杉钻磁体的高

11、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。19871996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。19972002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。2003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土高”，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

12、式分段联营的大生产：磁体生产分为两段一母合金/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、FDKEPSON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VAGEPCOS美国的ARNORDMAGNEQUENCH已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移，增强

13、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。在现代科技社会中，磁性材料已成为必不可少的功能性基础材料。其应用之广泛几乎无处不在，其涉及领域有航空、航天、核技术、汽车、电子、信息、通讯、动力、机械、照明、家用电器、矿山机械、工业技术等。其在国民经济中的地位不言而喻。早在20世纪80年代就有以一个家庭拥有的电机数来衡量一个国家的技术发展程度的说法，据统计当时美国为26台，日本为14台，每台电机内都含有永磁体。近年又有以人均磁性材料消耗值来衡量一个国家人民生活水平的新说法，据统计2003年发达国家人均磁性材料消耗值约为USD4.772,我国则为US

14、D1.023,约为发达国家的21.5%。二、我国磁性材料工业现状1、产品产量和产值不适配目前，我国的磁性材料工业在产量方面已经初具规模，根据本行业协会的统计，1998年我国的永磁铁氧体销售量约11.5万吨（其中粘结铁氧体0.5万吨），出口约6.5万吨。软磁铁氧体销售量约4.2万吨（其中偏转磁芯约1万吨），出口约1万吨。稀土铉铁硼成品销售约4100吨，铝馍钻约2000吨。中低档产品占据了较大的国际市场，但在高档产品方面还没有形成较强的实力，缺少国际竞争能力。从行业整体来看，我国的磁性工业与国外先进国家相比，存在着管理水平低、制造工艺落后，产品质量差和产品档次低的问题。粘结铉铁硼产业中，由于国内不

15、能大批量生产快淬磁粉，磁粉原料进口价格相对昂贵，同时IT产业对粘结铉铁硼需求远小于欧美日，产品主要用于出口，因此发展相对缓慢。目前国内具有规模化生产能力的企业有4家，年产量达到160吨左右。2、磁性产品性能偏低国内的磁性材料产品的大部分集中在低档次，缺少参与国际市场竞争的能力。另外，价格低廉，赢利极微薄。永磁铁氧体以扬声器磁体为主，产品性能在Y30以下。电扬磁瓦的性能在Y30H-1,但大批量生产时性能不够稳定。软磁铁氧体的产品集中在消费类产品，工业类磁芯的产量较少。大批量生产的功率铁氧体材料的性能相当于日本TDK产品的PG30版号；高磁导率铁氧体的科在6000左右。少数企业能小批量生产PG40

16、牌号和磁导率达到10000以上的产品。铉铁硼磁体的生产性能一般在N35左右（磁能积为35MGOE）,N40以上和高矫顽力牌号N38H。N32SH的只有少数企业能生产。国外推出的新牌号已经达到N50,N48H。3、生产工艺和设备相对落后目前，我国的磁性材料专用设备销售总额达到1.43亿元，能提供成套成线的磁性材料生产设备。“十五”期间我国磁性材料的性能和档次将会有新的提高，同时，由于国内外竞争激烈，要求产品成本不断降低。为此，磁性材料专用设备应开发自动化程度高，低能耗和高效率的设备。工装设备的改善，可使磁性产品提高一个档次，采用自动化程度高的连续生产线，能减少人为因素的影响，保证产品的一致性二、

17、磁性材料发展趋势磁性材料是各种电子产品主要的配套产品，无论是消费类家电产品和工业类整机，如计算机、通讯设备、汽车以及国防工业均离不开磁性材料。据专家分析，世界磁性材料市场将以15%的年增长率发展。今后5年内，中国的磁性材料工业主要将在质量和性能方面得以提高，在产量方面增长的速度会较慢。同时，一些发达国家以及港台地区的磁性材料工业向中国转移。总产量要突破预测的数字。根据原电子部的21世纪规划目标来看，电子产品的趋势大约总体在15%。规划目标程控交换机80000万线、移动通信电话手机3000万部、彩电6000万台、黑白电视机1500-1600万台、录像机440万部。根据汽车行业的发展，规划“九五”

18、末产量达400万辆，其中轿车120130万辆，预计配套电机1500万套。品种有摇窗电机、空调电机、油泵电机、仪表电机、门锁电机、刮水器电机、散热风扇电机、起动电机及发电机。预计2005年摩托车总产量突破1500万辆，需要起动电机1000万套/年。据电声行业的发展规划，21世纪初国内市场将需扬声器12亿只，受话器3.6亿只，耳机300万付。世界电声器件市场需要配套扬器33亿只，送受话器约4亿只，传声器约2.9亿只，要满足和达到配套能力，磁体需要量是很大的。计算机发展带动了相关配套元件的发展，磁盘、光盘驱动器和打印机驱动头是使用铉铁硼最大的一个方面。显示器需要各种高档次铁氧体软磁、多媒体音响对永磁

19、材料的需求量也是很大的。随着信息时代到来，近几年工业发达国家正形成计算机进入家庭的热潮。据美国市场抽查，1996年全世界家用PC机总销量达2000万台，2000年将达4000万台，2005年约达8000万台。通迅业的发展，电话和移动电话装置需要越来越多的抗干扰磁芯、片式微型化电感，以及传声器和扬声器，这对软磁和永磁材料带来了良好的市场。在消费类产品方面，到2005年，全世界市场彩电总需求量为20000万台。录像机达6000万台，摄像机2000万台，家用音响市场总需求达16707万台，车音响市场需求量达7157万台。新一代的DVD机，到2005年，其市场需求量将达到4000万台。MD录音机市场总

20、销量将达2990万台。总之，从市场发展看，到21世纪全球市场发展将比目前翻一番，相应的磁性材料发展前景是乐观的。磁性料材主要有二大类：第一是永磁材料（也叫硬磁）:材料本身就具有保存磁力的特点。第二是软磁（也叫电磁铁）:需要外界通电才能产生磁力。我们平是说的磁铁，一般都是指永磁材料永磁材料也有二大分类：【2】第一大类是：合金永磁材料包括稀土永磁材料（铉铁硼Nd2Fe14B）、杉钻（SmCo铉馍钻（NdNiCO）。第二大类是：铁氧体永磁材料（Ferrite）按生产工艺不同分为：烧结铁氧体（SinteredFerrite）粘结铁氧体（橡胶磁RubberMagnet）、注塑铁氧体（ZhusuFerri

21、te）,这三种工艺依据磁晶的取向不同又各分为等方性和异方性磁体。这些就是目前市面上的主要永磁材料，还有一些钻电目）、Fe-Co-V（铁钻钮）、MnBi（镒州）、AlMnC（钻镒碳）。因生产工艺原或成本原因，不能大范围应用而淘汰，如Cu-Ni-Fe（铜馍铁）、Fe-Co-Mo（铁1、稀土永磁材料（铉铁硼Nd2Fe14B）【3】：按生产工艺不同分为以下三种：（1）、烧结铉铁硼（SinteredNdFeB）（烧结钛铁硼永磁体经过气流磨制粉后冶炼而成，矫顽力值很高，且拥有极高的磁性能，其最大磁能积（BHmax）高过铁氧体（Ferrite）10倍以上。其本身的机械性能亦相当之好，可以切割加工不同的形状和

22、钻孔。高性能产品的最高工作温度可达200摄氏度。由於它的物质含量容易导致锈蚀，所以根据不同要求必须对表面进行不同的涂层处理。（如镀Zn,Ni,Au,Epoxy等）。非常坚硬和脆、有高抗退磁性、高成本/性能比例、不适用于高工作温度）；（2）、粘结铉铁硼（BondedNdFeB）粘结铉铁硼是将被铁硼粉末与树脂、塑胶或低熔点金属等粘结剂均匀混合，然后用压缩、挤压或注射成型等方法制成的复合型被铁硼永磁体。产品一次成形，无需二次加工、可直接做成各种复杂的形状。粘结被铁硼的各个方向都有磁性，可以加工成被铁硼压缩模具和注塑模具。精密度高、磁性能极佳、耐腐蚀性好、温度稳定性好。（3）、注塑铉铁硼（ZhusuN

23、dFeB）有极高之精确度、容易制成各向异性形状复杂的薄壁环或薄磁体2 .烧结铁氧体（SinteredFerrite）的主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19依据磁晶的取向不同分为等方性和异方性磁体。由于其低廉的价格和适中的磁性能而成为目前应用最为广泛的一种磁体。年产量达300吨以上。铁氧体磁铁是通过陶瓷工艺法制造而成，质地也比较坚硬，也属脆性材料，由于铁氧体磁铁有很好的耐温性及价格低廉，已成为应用最为广泛的永磁体。3 .橡胶磁（RubberMagnet）是铁氧体磁材系列中的一种，由粘结铁氧体料粉与合成橡胶复合经挤出成型、压延成型、注射成型等工艺而制成的具有柔软性、弹性及可扭曲的磁体

24、。可加工成条状、卷状、片状及各种复杂形状。橡胶磁体由磁粉（SrO6Fe2O3、聚乙烯（CPE）和其它添加剂（EBSODOP）等组成，通过挤出、压延制造而成。橡胶磁材可以是同性的或异性的，它由铁氧体磁粉、CPE和某些微量元素制成，可弯、可捻、可卷。它无需更多机械加工即可使用，也可以按所需尺寸修整形状，橡胶磁也可以根据客户要求复PVC背胶，上UV油等。它的磁能积在0.60至1.50MGOe之间。橡胶磁材的应用领域：冰箱、讯息告示架、将物件固定于金属体以用作广告等的紧固件，用于玩具、教学仪器、开关和感应器的磁片。主要应用于微特电机、电冰箱、消毒柜、厨柜、玩具、文具、广告等行业。4 .铝馍钻（AlNi

25、Co）是最早开发出来的一种永磁材料，是由铝、馍、钻、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。根据生产工艺不同分为烧结铝馍钻（SinteredAlNiCo）和铸造铝馍钻（CastAlNiCo）。产品形状多为圆形和方形。铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状；与铸造工艺相比，烧结产品局限于小的尺寸，其生产出来的毛坯尺寸公差比铸造产品毛坯要好，磁性能要略低于铸造产品，但可加工性要好。在永磁材料中，铸造铝馍钻永磁有着最低可逆温度系数，工作温度可高达600摄氏度以上。铝馍钻永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。5、杉钻（SmCo）依据成份的不同分为SmCo5和Sm2co17，分别为笫一代和笫二代稀土

26、永磁材料。由于其原材料十分稀缺，价格昂贵而使其发展受到限制。杉钻（SmCo）作为第二代稀土永磁体，不但有着较高的磁能积（14-28MGOe）和可靠的矫顽力，而且在稀土永磁系列中表现出良好的温度特性。与钛铁硼相比，杉钻更适合工作在高温环境中。三、中国磁体产业发展思路和前景预测跨入21世纪，中国的磁性材料产业得到了进一步发展，年增长超过20%【4】。初步统计，2004年中国烧结铁氧体达到350,000吨（占全球总量的51%）,粘结铁氧体50,000吨（占全球总量的32%）;烧结铉铁硼永磁达到27,510吨（占全球总量的81%）,粘结铉铁硼永磁达到1350吨（占全球总量的35%）;铸造磁体3,500

27、吨（占全球总量的56%）。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，提高了生产技术，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。稀土永磁的发展和前景作为朝阳产业，稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重，其新的应用成长点在不断涌现，特别是信息产业为代表的知识经济的发展，给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外，汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始，这将极大的带动铉铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源，较低的人工成本和广阔的市场，从而在未来的五年至十年内，国外的铉铁硼制造业继续逐步向中国转移的态

28、势势不可挡，中国必将吸引大量国外先进的铉铁硼永磁材料制造商，比如美、日、欧等国家、地区的企业进入，一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战，另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国，从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。十五”期间，我国铉铁硼磁体的总产量超过了5万吨，烧结铉铁硼磁体产业会保持继续增长的势头，年增长率仍会保持在2030%以上，粘结铉铁硼磁体产业在我国的规模还小，还有很大的发展空间。预计到2005年，我国烧结铉铁硼磁体年产量将达到3万吨左右，粘结铉铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年，我国烧结铉铁硼磁体产量将达到7万吨，占全球产量的75%;粘结铉铁硼磁体产量将达到1万吨，占全球产量的50%。中国磁性材料行业的大发展十一五”时期，是中国磁性材料工业大发展时期，世界磁性材料产业中心已经转移到中国【5】。（1）家电领域。中国电视行业预测到2010年，中国彩电总量达到1亿台，占世界产量的63%。据此估计，全球需要软磁铁氧体6万吨，永磁铁氧体8万吨。（2）信息化领域。电脑的普及带动了相关外置设备的发展，尤其是硬盘驱动器（HDD）,预计到2010年全球产量超过5亿只；DVD、DVD-ROM和刻录机，至U2010年全球的产量超过10亿。这是铉铁硼磁体应用的大市场，全球需要量在2万吨。（3）汽车领域。汽车已经成为中国国民经济发展的第五大支柱工业，到2010年，