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1、中國磁性材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展展望
摘 要:磁性是各種產(chǎn)品主要的配套產(chǎn)品,無論是消費家電產(chǎn)品和類如、通訊設(shè)備、汽車,以及國防工業(yè)均離不開磁性材料。當前,中國各種磁性材料的產(chǎn)量基本上世界第一,成為磁性材料生產(chǎn)大國和磁性材料產(chǎn)業(yè)中心。中國磁性材料的中長期前景十分光明,中國的磁性材料產(chǎn)品在全球的地位必將進一步提高。必須加強科技創(chuàng)新力度、加強技術(shù)改造加強企業(yè)水平,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高產(chǎn)品檔次,使中國磁性材料從大國走向強國。本文著重從宏觀角度分析了中國磁體產(chǎn)業(yè)整體情況,介紹了稀土永磁材料特別是中國釹鐵硼燒結(jié)和粘結(jié)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,以及中國新型的稀土永磁材料的研究開發(fā)情況,同時
2、對我國磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景進行了預(yù)測和分析。 1 中國磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程 目前,全球的已進入了一個信息時代,作為一種功能材料,磁性材料所占的地位越來越重要。當前主要的商品磁體共有4類:20世紀30年代開發(fā)的鋁-鎳-鈷永磁(AlNiCo);50年代初期開發(fā)的鐵氧體磁體;60年代末開發(fā)的釤-鈷磁體(Sm-Co),包括第一代稀土永磁-SmCo5和第二代稀土永磁-Sm2Co17;80年代初開發(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最重要的一部分,在永磁材料中發(fā)展最快,平均以每年10%的速度增長。 中國磁體產(chǎn)業(yè)在中國的出現(xiàn)遠較西方發(fā)達國家晚,起始期是1969年到1987年之
3、間。因為當時的稀土永磁釤鈷磁體的高、國內(nèi)市場的需求量少,所以到八十年代初還沒有形成自己的磁體工業(yè)。1987~1996的十年是中國磁體產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展的第一階段,其特點是起點低:由于小,設(shè)備簡陋,生產(chǎn)設(shè)備基本完全是國產(chǎn)的,經(jīng)營理念落后,仍局限于小生產(chǎn)的模式。 1997~2002的五年是中國磁體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二階段,其特點是起點遠高于前一階段:投資強度大,引進一部分國外的先進技術(shù)設(shè)備,能夠按先進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,中國磁體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將進入第三階段。企業(yè)建立的特點將是“三高”,即高起點、高投入、高回報:1)產(chǎn)品瞄準特定用途所需的高檔磁體;投資規(guī)模巨大,引進整條先進生產(chǎn)
4、線;2)按現(xiàn)代化管理的理念,組織集約式分段聯(lián)營的大生產(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)按資本運作的規(guī)律運營,從而保證磁體產(chǎn)業(yè)較高的回報率。特別是有可能從國外引進最先進的或采用國產(chǎn)先進生產(chǎn)線,生產(chǎn)高檔的磁體產(chǎn)品。 進入21世紀,發(fā)達國家的磁體生產(chǎn)由于成本過高,已難以為繼,世界磁性材料行業(yè)紛紛向中國或第三世界地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國作為首選的國家。世界一些著名的磁性材料制造企業(yè)看好中國,如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金屬、住友特殊等,韓國的梨樹、三和、磁化等,歐洲的PHILIPS、德國的VAC、EPCOS,美國的ARNORD、MAGNEQUENC
5、H 已經(jīng)轉(zhuǎn)移到中國。世界磁性材料生產(chǎn)向中國轉(zhuǎn)移,增強了中國磁性材料工業(yè)的整體實力,提高生產(chǎn)技術(shù),加速了中國成為世界磁性材料生產(chǎn)基地和銷售市場的建設(shè)。 2.中國稀土永磁――釹鐵硼的發(fā)展 某個國家或地區(qū)磁體產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的一半時,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,70年代以后的日本均堪稱當時“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”。新世紀伊始,“全球磁體產(chǎn)業(yè)的中心”已轉(zhuǎn)到中國。據(jù),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,堪稱磁體市場的主題。2000年稀土磁體(NdFeB+SmCo)產(chǎn)值首次超過了鐵氧體的,此趨勢與日俱增。換言之,稀土磁體在21世紀將唱主角
6、。 代表當今磁體最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初問世時,正好趕上計算機產(chǎn)業(yè)的微型化,故該磁體立即成為制造諸如磁盤驅(qū)動器等計算機外設(shè)的關(guān)鍵材料。NdFeB更廣泛用于各類音響/影像等消費電子器件中,90年代以來在全球迅速普及的移動通訊設(shè)備—手機也離不開NdFeB的重要貢獻。釹鐵硼專利[1] 釹鐵硼硬磁制造方法分為燒結(jié)和粘結(jié)兩種,專利所有者分別為住友特殊金屬株式會社(日本)和麥格昆磁(MQ)公司(美國)。同時MQI公司又是全球唯一的粘結(jié)釹鐵硼原材料(磁粉)供應(yīng)商。其在歐洲和日本的成分專利和生產(chǎn)制造工藝專利均已經(jīng)失效,美國的專利在06年和07年分別失效。在中國制造、銷售和使用釹鐵硼磁體并不涉及
7、任何專利問題,但是其產(chǎn)品不能出口到專利覆蓋區(qū),否則構(gòu)成侵權(quán)。中國擁有住友與MQI覆蓋全球的專利許可的燒結(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月取得專利許可;北京京磁公司(BJMT),于2000年3月取得專利許可;銀納金科磁技術(shù)公司(THINOVA),于2000年9月取得專利許可;寧波韻升磁公司(韻升),于2001年3月取得專利許可;安泰科技股份有限公司(AT&M),于2003年3月繼承了海恩金屬公司2000年5月取得的專利許可。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,即安泰科技、三環(huán)與韻升。 燒結(jié)釹鐵硼 圖1
8、是全球及中國、日本、美國、歐洲燒結(jié)NdFeB磁體的總產(chǎn)量,其中2004年中國生產(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49%。而產(chǎn)量與產(chǎn)值存在的巨大差距正是中國稀土磁體產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題。改進產(chǎn)品性能,提高產(chǎn)品檔次是解決此矛盾的唯一出路,就是說,要盡快消除存在于中國磁體產(chǎn)業(yè)與西方國家之間的技術(shù)差距[2]。燒結(jié)NdFeB磁體在中國的用途可分為三類:1. 高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,諸如MRI,VCM,CD傳感器,CD-ROM,DVD-ROM,手機,電池驅(qū)動工具,EB,EAV,EV。2. 傳統(tǒng)用途,諸如揚聲器,耳機,話筒等音響器件,磁選機/磁分離器,各類磁化器包括民
9、用水脫垢器,油田用的脫臘器,酒廠用的陳化器等。3. 低檔用途,諸如慈溪等地生產(chǎn)的磁性紐扣。圖2是2003年中國燒結(jié)NdFeB磁體的用途分布情況。 中國燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)地遍及11個省和京津地區(qū)(見圖3)。浙江省的燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)發(fā)展最快,其產(chǎn)量占全國總量的47.1%。山西地區(qū)由于得天獨厚的自然和低成本條件,目前已與滬杭地區(qū)、京津地區(qū)形成了中國三角鼎立的稀土永磁產(chǎn)業(yè)格局。山西燒結(jié)NdFeB磁體生產(chǎn)占全國產(chǎn)量的21.7%。京津地區(qū)的產(chǎn)量居第三位,占全國的11.7%。其余總量19.5%則散布在華東、華北、華中和西北等蘇、冀、內(nèi)蒙、魯、豫、川、陜、甘、寧九省以及東北地區(qū)。 眾所周知,NdFeB對(溫度
10、、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。當然,關(guān)鍵仍在于采用專門針對NdFeB的設(shè)備并按先進工藝進行磁體生產(chǎn),才能穩(wěn)定地批量生產(chǎn)高牌號磁體。瀕臨渤海的煙臺首鋼磁材公司,它引進先進設(shè)備大批量生產(chǎn)頂級燒結(jié)NdFeB磁體,就是一例。 2004年國內(nèi)燒結(jié)釹鐵硼行業(yè)熱情空前高漲,新增生產(chǎn)能力大幅提高,中科三環(huán)公司通過長期努力,第一次進入到為日本、歐洲等發(fā)達國家磁材企業(yè)所壟斷的釹鐵硼高端應(yīng)用領(lǐng)域――計算機硬盤驅(qū)動器音圈電機(VCM)應(yīng)用市場;在另外的一個高端應(yīng)用領(lǐng)域――汽車應(yīng)用領(lǐng)域方面,中科三環(huán)的釹鐵硼磁體也成功應(yīng)用在點火線圈、電動助力轉(zhuǎn)向、氣囊傳感器等汽車零部件中,同時還進入了核磁共振成像儀領(lǐng)域。對于上述幾個稀土永磁高端應(yīng)用市場的進入,標志著中國的稀土永磁產(chǎn)品結(jié)束了大部分只局限于中低端應(yīng)用市場的不利局面,真正開始與日、歐發(fā)達國家磁材巨頭爭奪高端應(yīng)用市場。 粘結(jié)釹鐵硼 在激烈的市場競爭中,在粘結(jié)釹鐵硼方面,美國和歐洲的生產(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年美國和西歐的永磁材料產(chǎn)量只占全球的10%之內(nèi)。因