姜娟¹，楊秋平¹，朱明原¹，李瑛¹，羅陽(yáng)^1，2

1．上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

2．IEEE永磁技術(shù)委員會(huì)委員

 

摘要：磁性材料是各種電子產(chǎn)品主要的配套產(chǎn)品，無(wú)論是消費(fèi)家電產(chǎn)品和工業(yè)類(lèi)如計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、汽車(chē)，以及國(guó)防工業(yè)均離不開(kāi)磁性材料。當(dāng)前，中國(guó)各種磁性材料的產(chǎn)量基本上世界*，成為磁性材料生產(chǎn)大國(guó)和磁性材料產(chǎn)業(yè)中心。中國(guó)磁性材料的中長(zhǎng)期市場(chǎng)前景十分光明，中國(guó)的磁性材料產(chǎn)品在全球的地位必將進(jìn)一步提高。必須加強(qiáng)科技創(chuàng)新力度、加強(qiáng)技術(shù)改造加強(qiáng)企業(yè)管理水平，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高產(chǎn)品檔次，使中國(guó)磁性材料從大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)。本文著重從宏觀角度分析了中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)整體情況，介紹了稀土永磁材料特別是中國(guó)釹鐵硼燒結(jié)和粘結(jié)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，以及中國(guó)新型的稀土永磁材料的研究開(kāi)發(fā)情況，同時(shí)對(duì)我國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析。

 

1中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程

目前，全球的經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入了一個(gè)信息時(shí)代，作為一種功能材料，磁性材料所占的地位越來(lái)越重要。當(dāng)前主要的商品磁體共有4類(lèi)：20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)的鋁-鎳-鈷永磁（AlNiCo）；50年代初期開(kāi)發(fā)的鐵氧體磁體；60年代末開(kāi)發(fā)的釤-鈷磁體（Sm-Co），包括*代稀土永磁－SmCo₅和第二代稀土永磁－Sm₂Co₁₇；80年代初開(kāi)發(fā)的稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）。而稀土永磁，特別是釹鐵硼是磁性材料里*重要的一部分，在永磁材料中發(fā)展*歟�乞滪覑偪�?0％的速度增長(zhǎng)。

中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的出現(xiàn)遠(yuǎn)較西方發(fā)達(dá)國(guó)家晚，起始期是1969年到1987年之間。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的稀土永磁釤鈷磁體的高成本、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求量少，所以到八十年代初還沒(méi)有形成自己的磁體工業(yè)。1987～1996的十年是中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)開(kāi)始發(fā)展的*階段，其特點(diǎn)是起點(diǎn)低：由于投資小，設(shè)備簡(jiǎn)陋，生產(chǎn)設(shè)備基本完全是國(guó)產(chǎn)的，經(jīng)營(yíng)理念落后，仍局限于小生產(chǎn)的模式。

1997～2002的五年是中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二階段，其特點(diǎn)是起點(diǎn)遠(yuǎn)高于前一階段：投資強(qiáng)度大，引進(jìn)一部分國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，能夠按先進(jìn)的工藝路線組織生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量一般屬中低檔。

2003年起，中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將進(jìn)入第三階段。企業(yè)建立的特點(diǎn)將是“三高”，即高起點(diǎn)、高投入、高回報(bào)：1）產(chǎn)品瞄準(zhǔn)特定用途所需的*磁體；投資規(guī)模巨大，引進(jìn)整條先進(jìn)生產(chǎn)線；2）按現(xiàn)代化管理的理念，組織集約式分段聯(lián)營(yíng)的大生產(chǎn)：磁體生產(chǎn)分為兩段—母合金/粉料的生產(chǎn)和磁體制備，投資顯著降低，效益則大為提高；3）按資本運(yùn)作的規(guī)律運(yùn)營(yíng)，從而保證磁體產(chǎn)業(yè)較高的回報(bào)率。特別是有可能從國(guó)外引進(jìn)*先進(jìn)的或采用國(guó)產(chǎn)先進(jìn)生產(chǎn)線，生產(chǎn)*的磁體產(chǎn)品。

進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家的磁體生產(chǎn)由于成本過(guò)高，已難以為繼，世界磁性材料行業(yè)紛紛向中國(guó)或第三世界地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國(guó)作為*的國(guó)家。世界一些著名的磁性材料制造企業(yè)看好中國(guó)，如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金屬、住友特殊等，韓國(guó)的梨樹(shù)、三和、磁化等，歐洲的PHILIPS、德國(guó)的VAC、EPCOS，美國(guó)的ARNORD、MAGNEQUENCH 已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國(guó)。世界磁性材料生產(chǎn)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)了中國(guó)磁性材料工業(yè)的整體實(shí)力，提高生產(chǎn)技術(shù)，加速了中國(guó)成為世界磁性材料生產(chǎn)基地和銷(xiāo)售市場(chǎng)的建設(shè)。

2.中國(guó)稀土永磁――釹鐵硼的發(fā)展

某個(gè)國(guó)家或地區(qū)磁體產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的一半時(shí)，即成為“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”。二次世界大戰(zhàn)前的歐洲，二次大戰(zhàn)后的美國(guó)，70年代以后的日本均堪稱(chēng)當(dāng)時(shí)“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”。新世紀(jì)伊始，“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”已轉(zhuǎn)到中國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，直到1999年，鐵氧體磁體的產(chǎn)值始終占全球磁體總值的一半以上，堪稱(chēng)磁體市場(chǎng)的主題。2000年稀土磁體（NdFeB+SmCo）產(chǎn)值*超過(guò)了鐵氧體的，此趨勢(shì)與日俱增。換言之，稀土磁體在21世紀(jì)將唱主角。

代表當(dāng)今磁體*高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初問(wèn)世時(shí)，正好趕上計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的微型化，故該磁體立即成為制造諸如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等計(jì)算機(jī)外設(shè)的關(guān)鍵材料。NdFeB更廣泛用于各類(lèi)音響/影像等消費(fèi)電子器件中，90年代以來(lái)在全球迅速普及的移動(dòng)通訊設(shè)備—手機(jī)也離不開(kāi)NdFeB的重要貢獻(xiàn)。

釹鐵硼專(zhuān)利^[1]

釹鐵硼硬磁制造方法分為燒結(jié)和粘結(jié)兩種，專(zhuān)利所有者分別為住友特殊金屬株式會(huì)社（日本）和麥格昆磁（MQ）公司（美國(guó)）。同時(shí)MQI公司又是全球*的粘結(jié)釹鐵硼原材料（磁粉）供應(yīng)商。其在歐洲和日本的成分專(zhuān)利和生產(chǎn)制造工藝專(zhuān)利均已經(jīng)失效，美國(guó)的專(zhuān)利在06年和07年分別失效。在中國(guó)制造、銷(xiāo)售和使用釹鐵硼磁體并不涉及任何專(zhuān)利問(wèn)題，但是其產(chǎn)品不能出口到專(zhuān)利覆蓋區(qū)，否則構(gòu)成侵權(quán)。中國(guó)擁有住友與MQI覆蓋全球的專(zhuān)利許可的燒結(jié)NdFeB磁體企業(yè)共五家：三環(huán)新材料高技術(shù)公司（三環(huán)），于1993年5月取得專(zhuān)利許可；北京京磁公司（BJMT），于2000年3月取得專(zhuān)利許可；銀納金科磁技術(shù)公司（THINOVA），于2000年9月取得專(zhuān)利許可；寧波韻升磁公司（韻升），于2001年3月取得專(zhuān)利許可；安泰科技股份有限公司（AT&M）,于2003年3月繼承了臺(tái)灣海恩金屬公司2000年5月取得的專(zhuān)利許可。這五家公司的燒結(jié)NdFeB磁體的生產(chǎn)能力將近10,000噸/年，五家公司中的三家是上市公司，即安泰科技、三環(huán)與韻升。

燒結(jié)釹鐵硼

圖1是全球及中國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲燒結(jié)NdFeB磁體的總產(chǎn)量，其中2004年中國(guó)生產(chǎn)燒結(jié)NdFeB磁體27,510噸，毛坯46,1500噸。與2003年相比產(chǎn)量增長(zhǎng)49%。而產(chǎn)量與產(chǎn)值存在的巨大差距正是中國(guó)稀土磁體產(chǎn)業(yè)面臨的主要問(wèn)題。改進(jìn)產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品檔次是解決此矛盾的*出路，就是說(shuō)，要盡快消除存在于中國(guó)磁體產(chǎn)業(yè)與西方國(guó)家之間的技術(shù)差距^[2]。

眾所周知，NdFeB對(duì)環(huán)境（溫度、濕度）極為敏感，浙江產(chǎn)量雖大，但品質(zhì)不高。一般而言，氣候干燥的山西、甘肅、寧夏等地，用同樣工藝設(shè)備生產(chǎn)磁體，其性能則優(yōu)于南方的。當(dāng)然，關(guān)鍵仍在于采用專(zhuān)門(mén)針對(duì)NdFeB的設(shè)備并按先進(jìn)工藝進(jìn)行磁體生產(chǎn)，才能穩(wěn)定地批量生產(chǎn)高牌號(hào)磁體。瀕臨渤海的煙臺(tái)首鋼磁材公司，它引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備大批量生產(chǎn)*燒結(jié)NdFeB磁體，就是一例。

2004年國(guó)內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼行業(yè)熱情*高漲，新增生產(chǎn)能力大幅提高，中科三環(huán)公司通過(guò)長(zhǎng)期努力，*次進(jìn)入到為日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家磁材企業(yè)所壟斷的釹鐵硼高端應(yīng)用領(lǐng)域――計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器音圈電機(jī)（VCM）應(yīng)用市場(chǎng)；在另外的一個(gè)高端應(yīng)用領(lǐng)域――汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域方面，中科三環(huán)的釹鐵硼磁體也成功應(yīng)用在點(diǎn)火線圈、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、氣囊傳感器等汽車(chē)零部件中，同時(shí)還進(jìn)入了核磁共振成像儀領(lǐng)域。對(duì)于上述幾個(gè)稀土永磁高端應(yīng)用市場(chǎng)的進(jìn)入，標(biāo)志著中國(guó)的稀土永磁產(chǎn)品結(jié)束了大部分只局限于中低端應(yīng)用市場(chǎng)的不利局面，真正開(kāi)始與日、歐發(fā)達(dá)國(guó)家磁材巨頭爭(zhēng)奪高端應(yīng)用市場(chǎng)。

粘結(jié)釹鐵硼

在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，在粘結(jié)釹鐵硼方面，美國(guó)和歐洲的生產(chǎn)企業(yè)基本退出了該行業(yè)，到2003年只剩下一兩家生產(chǎn)粘結(jié)NdFeB的制造廠了，2004年美國(guó)和西歐的永磁材料產(chǎn)量只占全球的10％之內(nèi)。因此在該行業(yè)中，全球的生產(chǎn)能力大部分集中在日本企業(yè)^[3]。其中有代表性的兩家企業(yè)，一家是精工愛(ài)普生，他們的磁材生產(chǎn)已經(jīng)全部轉(zhuǎn)到中國(guó)上海愛(ài)普生磁性器材有限公司了；另一家大的粘結(jié)磁體企業(yè)－日本大同公司。在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（HDD）的主軸電機(jī)應(yīng)用

方面，大同和上海愛(ài)普生兩家企業(yè)就占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)份額的90％以上。2002年底，中科三環(huán)參股了上海愛(ài)普生磁性器件有限公司，2004年3月進(jìn)一步擴(kuò)大股權(quán)，目前中科三環(huán)已持有該公司的70％股權(quán)，成為其*大股東。安泰科技2003年3月收購(gòu)了海恩公司，其深圳的愛(ài)恩美格也是一個(gè)技術(shù)水平很高的粘結(jié)磁體工廠，加上國(guó)內(nèi)成長(zhǎng)起

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