中国磁性材料产业现状及其发展展望

1、中国磁性材料产业现状及其发展展望姜娟1，杨秋平1，朱明原1，李瑛1，罗阳1，21上海大学材料科学与工程学院2IEEEE永磁磁技术委委员会委委员摘要：磁性性材料是是各种电电子产品品主要的的配套产产品，无无论是消消费家电电产品和和工业类类如计算算机、通通讯设备备、汽车车，以及及国防工工业均离离不开磁磁性材料料。当前前，中国国各种磁磁性材料料的产量量基本上上世界第第一，成成为磁性性材料生生产大国国和磁性性材料产产业中心心。中国国磁性材材料的中中长期市市场前景景十分光光明，中中国的磁磁性材料料产品在在全球的的地位必必将进一一步提高高。必须须加强科科技创新新力度、加加强技术术改造加加强企业业管理水水平，

2、调调整产业业结构和和提高产产品档次次，使中中国磁性性材料从从大国走走向强国国。本文文着重从从宏观角角度分析析了中国国磁体产产业整体体情况，介介绍了稀稀土永磁磁材料特特别是中中国钕铁铁硼烧结结和粘结结产业现现状，以以及中国国新型的的稀土永永磁材料料的研究究开发情情况，同同时对我我国磁体体产业发发展前景景进行了了预测和和分析。1中国磁体体产业的的发展历历程 目前，全球球的经济济已进入入了一个个信息时时代，作作为一种种功能材材料，磁磁性材料料所占的的地位越越来越重重要。当当前主要要的商品品磁体共共有4类类：200世纪330年代代开发的的铝-镍镍-钴永永磁（AAlNiiCo）；50年年代初期期开发的的

3、铁氧体体磁体；60年年代末开开发的钐钐-钴磁磁体（SSm-CCo），包包括第一一代稀土土永磁SmCCo5和第二二代稀土土永磁Sm22Co177；800年代初初开发的的稀土永永磁钕铁铁硼（NNd-FFe-BB）。而而稀土永永磁，特特别是钕钕铁硼是是磁性材材料里最最重要的的一部分分，在永永磁材料料中发展展最快，平平均以每每年100的速速度增长长。产中出较发家起是6到8之因时土钐体成国场求所八代没成的工179的是磁业发第段特起：投设陋产基全产经念仍于产式199720002的五五年是中中国磁体体产业发发展的第第二阶段段，其特特点是起起点远高高于前一一阶段：投资强强度大，引引进一部部分国外外的先进进技术

4、设设备，能能够按先先进的工工艺路线线组织生生产，产产品质量量一般属属中低档档。2003年年起，中中国磁体体产业的的发展将将进入第第三阶段段。企业业建立的的特点将将是“三三高”，即即高起点点、高投投入、高高回报：1）产产品瞄准准特定用用途所需需的高档档磁体；投资规规模巨大大，引进进整条先先进生产产线；22）按现现代化管管理的理理念，组组织集约约式分段段联营的的大生产产：磁体体生产分分为两段段母合合金/粉粉料的生生产和磁磁体制备备，投资资显著降降低，效效益则大大为提高高；3）按按资本运运作的规规律运营营，从而而保证磁磁体产业业较高的的回报率率。特别别是有可可能从国国外引进进最先进进的或采采用国产产

5、先进生生产线，生生产高档档的磁体体产品。进入21世世纪，发发达国家家的磁体体生产由由于成本本过高，已已难以为为继，世世界磁性性材料行行业纷纷纷向中国国或第三三世界地地区转移移，中国国作为首首选的国国家。世世界一些些著名的的磁性材材料制造造企业看看好中国国，如日日本的TTDK、FFDK、EEPSOON、日日立金属属、住友友特殊等等，韩国国的梨树树、三和和、磁化化等，欧欧洲的PPHILLIPSS、德国国的VAAC、EEPCOOS，美美国的AARNOORD、MMAGNNEQUUENCCH 已已经转移移到中国国。世界界磁性材材料生产产向中国国转移，增增强了中中国磁性性材料工工业的整整体实力力，提高高生

6、产技技术，加加速了中中国成为为世界磁磁性材料料生产基基地和销销售市场场的建设设。2.中国稀稀土永磁磁钕铁铁硼的发发展某个国家或或地区磁磁体产量量约占全全球总产产量的一一半时，即即成为“全全球磁体体产业的的中心”。二二次世界界大战前前的欧洲洲，二次次大战后后的美国国，700年代以以后的日日本均堪堪称当时时“全球球磁体产产业的中中心”。新新世纪伊伊始，“全全球磁体体产业的的中心”已已转到中中国。据据统计，直直到19999年年，铁氧氧体磁体体的产值值始终占占全球磁磁体总值值的一半半以上，堪堪称磁体体市场的的主题。220000年稀土土磁体（NNdFeeB+SSmCoo）产值值首次超超过了铁铁氧体的的，

7、此趋趋势与日日俱增。换换言之，稀稀土磁体体在211世纪将将唱主角角。代表当今磁磁体最高高性能的的NdFFeB稀稀土永磁磁的800年代初初问世时时，正好好赶上计计算机产产业的微微型化，故故该磁体体立即成成为制造造诸如磁磁盘驱动动器等计计算机外外设的关关键材料料。NddFeBB更广泛泛用于各各类音响响/影像像等消费费电子器器件中，990年代代以来在在全球迅迅速普及及的移动动通讯设设备手手机也离离不开NNdFeeB的重重要贡献献。钕铁硼专利利1钕铁硼硬磁磁制造方方法分为为烧结和和粘结两两种，专专利所有有者分别别为住友友特殊金金属株式式会社（日日本）和和麦格昆昆磁（MMQ）公公司（美美国）。同同时MQ

8、QI公司司又是全全球唯一一的粘结结钕铁硼硼原材料料（磁粉粉）供应应商。其其在欧洲洲和日本本的成分分专利和和生产制制造工艺艺专利均均已经失失效，美美国的专专利在006年和和07年年分别失失效。在在中国制制造、销销售和使使用钕铁铁硼磁体体并不涉涉及任何何专利问问题，但但是其产产品不能能出口到到专利覆覆盖区，否否则构成成侵权。中中国拥有有住友与与MQII覆盖全全球的专专利许可可的烧结结NdFFeB磁磁体企业业共五家家：三环环新材料料高技术术公司（三三环），于于19993年5月取取得专利利许可；北京京京磁公司司（BJJMT），于于20000年33月取得得专利许许可；银银纳金科科磁技术术公司（TTHIN

9、NOVAA），于于20000年99月取得得专利许许可；宁宁波韵升升磁公司司（韵升升），于于20001年33月取得得专利许许可；安安泰科技技股份有有限公司司（ATT&M）,于20003年年3月继继承了台台湾海恩恩金属公公司20000年年5月取取得的专专利许可可。这五五家公司司的烧结结NdFFeB磁磁体的生生产能力力将近110,0000吨吨/年，五五家公司司中的三三家是上上市公司司，即安安泰科技技、三环环与韵升升。烧结钕铁硼硼图1是全球球及中国国、日本本、美国国、欧洲洲烧结NNdFeeB磁体体的总产产量，其其中20004年年中国生生产烧结结NdFFeB磁磁体277,5110吨，毛毛坯466,155

10、00吨吨。与220033年相比比产量增增长499%。而而产量与与产值存存在的巨巨大差距距正是中中国稀土土磁体产产业面临临的主要要问题。改改进产品品性能，提提高产品品档次是是解决此此矛盾的的唯一出出路，就就是说，要要尽快消消除存在在于中国国磁体产产业与西西方国家家之间的的技术差差距22。Fig.1 Output of Sintered NdFeB in China, Japan, USA , Europe & Global Total (19882004)烧结NdFFeB磁磁体在中中国的用用途可分分为三类类:1. 高技术术领域的的应用,诸如MMRI,VCMM,CDD传感器器,CDD-ROOM,D

11、DVD-ROMM,手机机,电池池驱动工工具,EEB,EEAV,EV。22. 传统用用途,诸诸如扬声声器,耳耳机,话话筒等音音响器件件，磁选选机/磁磁分离器器，各类类磁化器器包括民民用水脱脱垢器,油田用用的脱腊腊器,酒酒厂用的的陈化器器等。33. 低档用用途,诸诸如慈溪溪等地生生产的磁磁性纽扣扣。图22是20003年年中国烧烧结NddFeBB磁体的的用途Fig.1 Output of Sintered NdFeB in China, Japan, USA , Europe & Global Total (19882004)中国烧结钕钕铁硼产产地遍及及11个个省和京京津地区区（见图图3）。浙浙江省

12、的的烧结NNdFeeB磁体体生产发发展最快快，其产产量占全全国总量量的477.1%。山西西地区由由于得天天独厚的的自然和和低成本本条件，目目前已与与沪杭地地区、京京津地区区形成了了中国三三角鼎立立的稀土土永磁产产业格局局。山西西烧结NNdFeeB磁体体生产占占全国产产量的221.77%。京京津地区区的产量量居第三三位，占占全国的的11.7%。其其余总量量19.5%则则散布在在华东、华华北、华华中和西西北等苏苏、冀、内内蒙、鲁鲁、豫、川川、陕、甘甘、宁九九省以及及东北地地区。众所周知，NNdFeeB对环环境（温温度、湿湿度）极极为敏感感，浙江江产量虽虽大，但但品质不不高。一一般而言言，气候候干燥

13、的的山西、甘甘肃、宁宁夏等地地，用同同样工艺艺设备生生产磁体体，其性性能则优优于南方方的。当当然，关关键仍在在于采用用专门针针对NddFeBB的设备备并按先先进工艺艺进行磁磁体生产产，才能能稳定地地批量生生产高牌牌号磁体体。濒临临渤海的的烟台首首钢磁材材公司，它它引进先先进设备备大批量量生产顶顶级烧结结NdFFeB磁磁体，就就是一例例。2004年年国内烧烧结钕铁铁硼行业业热情空空前高涨涨，新增增生产能能力大幅幅提高，中中科三环环公司通通过长期期努力，第第一次进进入到为为日本、欧欧洲等发发达国家家磁材企企业所垄垄断的钕钕铁硼高高端应用用领域计算算机硬盘盘驱动器器音圈电电机（VVCM）应应用市场场

14、；在另另外的一一个高端端应用领领域汽车应应用领域域方面，中中科三环环的钕铁铁硼磁体体也成功功应用在在点火线线圈、电电动助力力转向、气气囊传感感器等汽汽车零部部件中，同同时还进进入了核核磁共振振成像仪仪领域。对对于上述述几个稀稀土永磁磁高端应应用市场场的进入入，标志志着中国国的稀土土永磁产产品结束束了大部部分只局局限于中中低端应应用市场场的不利利局面，真真正开始始与日、欧欧发达国国家磁材材巨头争争夺高端端应用市市场。粘结钕铁硼硼在激烈的市市场竞争争中，在在粘结钕钕铁硼方方面，美美国和欧欧洲的生生产企业业基本退退出了该该行业，到到20003年只只剩下一一两家生生产粘结结NdFFeB的的制造厂厂了，

15、220044年美国国和西欧欧的永磁磁材料产产量只占占全球的的10之内。因因此在该该行业中中，全球球的生产产能力大大部分集集中在日日本企业业3。其中中有代表表性的两两家企业业，一家家是精工工爱普生生，他们们的磁材材生产已已经全部部转到中中国上海海爱普生生磁性器器材有限限公司了了；另一一家大的的粘结磁磁体企业业日本本大同公公司。在在计算机机硬盘驱驱动器（HHDD）的的主轴电电机应用用方面，大大同和上上海爱普普生两家家企业就就占据了了整个市市场份额额的900以上上。20002年年底，中中科三环环参股了了上海爱爱普生磁磁性器件件有限公公司，220044年3月月进一步步扩大股股权，目目前中科科三环已已持

16、有该该公司的的70股权，成成为其第第一大股股东。安安泰科技技20003年33月收购购了海恩恩公司，其其深圳的的爱恩美美格也是是一个技技术水平平很高的的粘结磁磁体工厂厂，加上上国内成成长起来来的成都都银河，粘粘结磁体体企业除除日本的的大同外外，其余余产能基基本分布布在中国国。本协计关从可到优从0开中结硼势显来0年国超日处第粘铁体9全量3顿国量5；0全结硼达5吨国量2虽世产比为%年增去了了的据统24国钕磁量了5尽管中国已已经是生生成粘结结钕铁硼硼永磁的的第一大大国，但但只是占占原材料料和人工工成本的的优势，由由于设备备、生产产技术以以及管理理能力有有限，只只能生产产一些中中低档的的产品，像像HDD

17、D这类高高档和高高利润产产品仍由由日本企企业掌控控，所以以在中国国出现生生产量增增加很快快，产值值特别是是利润的的增长却却不成比比例。粘粘结钕铁铁硼磁体体产业在在我国的的规模还还小，还还有很大大的发展展空间。估估计年递递增速率率在200%以上上。到220055年，我我国粘结结钕铁硼硼磁体年年产量将将达到220000吨左右右。全球球对粘结结稀土永永磁需求求的增长长幅度不不是很大大，其主主要原因因是由于于粘结钕钕铁硼永永磁的主主题市场场是ITT行业密密切相关关的各种种微型马马达，IIT行业业的不景景气直接接影响对对粘结钕钕铁硼永永磁的需需求33。3中国新型型稀土永永磁材料料的研究究开发现现状44在

18、新型稀土土永磁材材料研究究方面，我我国科学学家无时时不出现现于国际际前沿。在在ThMMn122结构金金属间化化合物研研究方面面，我国国是最早早开展这这方面研研究的国国家之一一，在结结构与磁磁性，超超精细相相互化合合物方面面，我国国最早报报道了RRF111TiNNy的研研究成果果，开辟辟了ThhMn112结构构间隙化化合物研研究领域域；在NNd3(Fe,Ti)29新新相研究究方面，我我国科学学家首先先发现了了Sm33(Fee,Tii)299单相化化合物及及其氮化化物，并并研究了了它的磁磁性。近年来，利利用快淬淬工艺制制备各向向异性稀稀土永磁磁材料方方面做了了一些探探索。最最近，中中国科学学院物理

19、理所利用用快淬工工艺成功功的合成成出具有有高磁能能积的磁磁各向异异性Smm-Coo稀土永永磁材料料，其室室温磁性性能可达达18.2MGGOe，剩剩磁比为为0.99，并且且通过球球磨后制制备的粘粘结磁体体仍旧保保持各向向异性，具具有高的的磁能积积。同时时发现碳碳元素能能够控制制易磁化化轴在快快淬带中中的织构构方向并并细化晶晶粒可进进一步提提高其硬硬磁性能能。北京大学，研研制成功功了具有有自主知知识产权权的ThhMn112结构构氮化物物稀土永永磁材料料5。目前前，已开开发出磁磁能积为为1520MMGOee左右的的R（FFe,MM）122Ny(R=PPr,NNd;MM=Moo,Tii,V)间隙化化合

20、物稀稀土永磁磁材料，已已建成年年生产能能力1000吨的的中试生生产线，进进行产业业化推广广6。20004年年10月月 ，深深圳北大大双极高高科技股股份有限限公司与与深圳中中核集团团公司签签约，合合作建立立新型稀稀土永磁磁材料基基地，将将根据市市场发展展需要，拟拟在深圳圳建设年年产10000吨吨钕铁氮氮磁粉的的产业化化示范生生产线。此此签约项项目涉及及3.55亿元的的巨大数数额。该该磁粉在在质量上上和性能能上居世世界领先先地位，这这项成果果是把基基础研究究成果转转化为现现实生产产力的成成功典范范。目前前，国内内外一些些知名企企业正在在利用钕钕铁氮制制造磁体体产品。该该项目得得到了国国家发改改委、

21、科科技部、教教育部和和北京市市科委的的立项支支持。钢铁研究总总院，开开展了高高使用温温度稀土土永磁材材料的制制作技术术和工艺艺的研究究，进一一步研究究不同材材料的阶阶段性热热处理退退火工艺艺、胞相相和胞状状结构与与温度磁磁性能的的关系。获获得Smm2Co177高温磁磁体的性性能4550时时 (BBH)mmax9MGGOe，HHic7.99kOee。上海大学材材料研究究所申请请并承担担各向异异性钕铁铁硼磁体体的国家家自然基基金、上上海科委委和教委委纳米专专项等多多项课题题，进行行粘结各各向异性性钕铁氮氮复合磁磁体研究究开发。北北京科技技大学利利用HDDDR（hhydrrogeen ddisppr

22、opporttionnatiion dessorpptioon rrecoombiinattionn）工艺艺也进行行了开发发各向异异性钕铁铁硼粘结结磁体的的研究。近来有一些些国外磁磁体专用用设备厂厂家联合合推出，按按最佳工工艺路线线配套的的一条全全封闭、全全自动化化的完整整生产线线：原料料从生产产线的一一端投入入，在另另一端出出来的已已是磁体体最终产产品，包包括磁体体的涂层层。设备备厂商能能保证磁磁体产品品极低的的氧含量量（O2210000 pppm）和和极高的的磁能积积（BBH）mmax=52MMGOee）。据据了解，如如此先进进而完备备的生产产线在西西方国家家尚不存存在。更更为重要要的是，

23、此此生产线线的报价价远低于于单机报报价的总总和！报报价不仅仅包括设设备硬件件，也包包括技术术软件。换换言之，设设备厂家家不仅提提供成套套设备，更更保证用用户能生生产出最最高牌号号的稀土土磁体！值得一提的的是，国国内磁体体专家有有感于国国内生产产设备与与国外的的差距，经经数年的的潜心钻钻研与实实践，终终于在220033年中研研制出一一整套具具有中国国特色的的烧结NNdFeeB磁体体生产线线，并付付诸实施施。用它它可稳定定生产高高挡NddFeBB磁体，整整条年产产3000吨烧结结NdFFeB磁磁体生产产线的价价格仅是是国外相相应设备备的1/411/6。此此生产线线的涂层层完全摈摈弃了导导致磁体体氢

24、化的的电镀，而而采用无无污染的的Daccro技技术，耐耐蚀性良良好，成成本低廉廉。近年来，我我国的稀稀土永磁磁的生产产装备也也有了长长足的发发展。特特别是在在满足一一些新的的生产工工艺方面面的装备备有了突突破。例例如国产产速凝薄薄片炉和和氢破碎碎炉已在在一些磁磁体生产产厂使用用。一些些国外发发达国家家的永磁磁设备制制造商也也瞄准了了中国这这块宝地地，纷纷纷在中国国设立生生产基地地，同样样给我国国的永磁磁设备制制造商带带来了机机遇和挑挑战。220044年9月月，沈阳阳中北真真空技术术产业开开发区兴兴建国内内先进的的真空炉炉生产基基地，引引进世界界最先进进的液晶晶显示、等等离子真真空热处处理技术术

25、，这必必将对我我国烧结结钕铁硼硼的生产产技术水水平的提提高产生生积极的的影响。4中国磁体体产业发发展思路路和前景景预测跨入21世世纪，中中国的磁磁性材料料产业得得到了进进一步发发展，年年增长超超过200%77。初初步统计计，20004年年中国烧烧结铁氧氧体88达到到3500，0000吨(占全球球总量的的51%)，粘粘结铁氧氧体500，0000吨(占全球球总量的的32%)；烧烧结钕铁铁硼永磁磁9达到227,5510吨吨(占全全球总量量的811%)，粘粘结钕铁铁硼永磁磁100达到到13550吨(占全全球总量量的355%)；铸造磁磁体3,5000吨(占占全球总总量的556%)111。世世界磁性性材料

26、生生产向中中国转移移，增强强了中国国磁性材材料工业业的整体体实力，提提高了生产技技术，加加速了中中国成为为世界磁磁性材料料生产基基地和销销售市场场的建设设。稀土永磁的的发展和和前景作为朝阳产产业，稀稀土永磁磁产业是是磁性材材料产业业的重中中之重，其其新的应应用成长长点在不不断涌现现，特别别是信息息产业为为代表的的知识经经济的发发展，给给稀土永永磁等功功能材料料不断带带来新的的用途。除除了在计计算机、打打印机、移移动电话话、家用用电器、医医疗设备备等方面面的广泛泛应用外外，汽车车中的发发电机、电电动机和和音响系系统的应应用已经经开始，这这将极大大的带动动钕铁硼硼产业的的发展。由由于我国国丰富的的

27、稀土资资源，较较低的人人工成本本和广阔阔的市场场，从而而在未来来的五年年至十年年内，国国外的钕钕铁硼制制造业继继续逐步步向中国国转移的的态势势势不可挡挡，中国国必将吸吸引大量量国外先先进的钕钕铁硼永永磁材料料制造商商，比如如美、日日、欧等等国家、地地区的企企业进入入，一方方面会对对中国稀稀土永磁磁企业带带来挑战战，另一一方面也也会将先先进的技技术、管管理经验验带入中国国，从而而进一步步推动中中国稀土土永磁产产业的发发展。“十五”期期间，我我国钕铁铁硼磁体体的总产产量超过过了5万万吨，烧烧结钕铁铁硼磁体体产业会会保持继继续增长长的势头头，年增增长率仍仍会保持持在200300%以上上，粘结结钕铁硼

28、硼磁体产产业在我我国的规规模还小小，还有有很大的的发展空空间。预预计到220055年，我我国烧结结钕铁硼硼磁体年年产量将将达到33万吨左左右，粘粘结钕铁铁硼磁体体年产量量将达到到20000吨左左右。预预计到220100年，我我国烧结结钕铁硼硼磁体产产量将达达到7万万吨，占占全球产产量的775%；粘结钕钕铁硼磁磁体产量量将达到到1万吨吨，占全全球产量量的500%。中国磁性材材料行业业的大发发展“十一五”时时期，是是中国磁磁性材料料工业大大发展时时期，世世界磁性性材料产产业中心心已经转转移到中中国112。(1) 家家电领域域。中国国电视行行业预测测到20010年年，中国国彩电总总量达到到1亿台台，

29、占世世界产量量的633%。据据此估计计，全球球需要软软磁铁氧氧体6万万吨，永永磁铁氧氧体8万万吨。(2) 信信息化领领域。电电脑的普普及带动动了相关关外置设设备的发发展，尤尤其是硬硬盘驱动动器（HHDD），预预计到220100年全球球产量超超过5亿亿只；DDVD、DDVD-ROMM和刻录录机，到到20110年全全球的产产量超过过10亿亿。这是是钕铁硼硼磁体应应用的大大市场，全全球需要要量在22万吨。(3) 汽汽车领域域。汽车车已经成成为中国国国民经经济发展展的第五五大支柱柱工业，到到20110年，中中国的汽汽车产量量达到110000万辆，如如每辆汽汽车用电电机数在在30只只，扬声声器在55只，

30、将将需要永永磁体110万余余吨。由由于能源源的紧张张和环保保要求，电电动汽车车的开发发在加速速，预测测到20010年年全球产产量在3350万万辆，需需要钕铁铁硼磁体体42000吨。(4) 其其他配套套领域。由由于世界界各类磁磁体配套套件市场场向中国国转移，例例如电动动自行车车的需求求量越来来越大。据据中国助助力车专专业委员员会不完完全统计计，20004年年中国电电动自行行车产量量约达5500万万辆。以以每辆电电动自行行车平均均需要00.3公公斤烧结结钕铁硼硼计算，需需用磁体体15000吨（折折合毛坯坯近25500吨吨）；由由于国外外劳动力力成本等等因素，加加上中国国磁体价价廉物美美，一些些涉及

31、劳劳动密集集型的行行业，如如电子变变压器、电电机、电电感、电电声，均均转移到到中国或或第三世世界国家家，同时时磁体的的销售市市场也在在中国。结语中国磁性材材料行业业要从大大国向强强国转变变，就要要加速行行业内的的规模经经济建设设，发展展强强联联合，要要有若干干个年销销售收入入达到1100亿亿的企业业。中国国企业必必须要走走出国门门，收购购或合资资国外企企业，建建立跨国国公司，树树立国际际名牌。中中国企业业必须投投入应用用开发领领域，配配合整机机开发磁磁性材料料配套部部件和组组件，到到20110年全全行业争争取达到到产值4400亿亿人民币币.我国的磁性性材料产产业需要要通过技技术创新新，继续续加强稀稀土永磁磁材料的的探索、加加强高档档稀土永永磁材料料的开发发，使我我国稀土土永磁材材料能保保持持续续发展。从从整体上上看中国国磁性材材料技术术水平接接近国际际水平，但但