0 前言

近年来, 由于国内外市场对稀土永磁体的需求量要求较多, 所以大大地促进了我国稀土永磁体的原料、产量、生产工艺、应用及市场等方面的发展。目前, 我国生产的稀土永磁体的产量、出口量和原料供应量等均占全球同行业中的首位, 并在继续向前发展。

我国的烧结NdFeB永磁体发展较快, 而SmCo₅型因用途较少, 其发展比较缓慢。但粘结永磁体(如NdFeB和SmCo₅等)由于起步较晚, 目前还在走向工业化的阶段, 其产量和用量尚为数不多。目前, 我国的粘结NdFeB及SmCo₅的产量和质量可与国外比美, 但烧结NdFeB的质量档次则比国外差些, 如最大磁能积(BH)_max约为318.32~358.11kJ/m³, 而日本为358.11~397.9kJ/m³, 今后应在这方面进行重点开发以提高它在国际市场上的竞争力。同时, 要扩大国内总用量, 推动我国稀土永磁工业的更快发展。

1 稀土永磁体的生产

我国的稀土永磁体与前几年相比, 在产量与产能、品种与质量、原料供应量、生产工艺技术与设备等方面均有迅速的发展。

1.1 主要原料供应充足

稀土永磁体的主要原料是稀土金属, 如钕(Nd≥99%)、钐(Sm≥99%)和镝(Dy≥99%), 它们的用量发展较快, 见表 1所示。

从表 1可知, Nd及Dy的用量增长较快, 而Sm增长较慢, 这是因为SmCo₅型的用量不多之故。表 1还表明, 1999年Nd用量比1998年增长27.6%, 比1990年增加28.6倍。Dy用量1999年比1998年递增29.2%, 比1990年增加27.7倍。但Sm的增长率较小。从总的看, 估计2000年以后的发展态势仍将如此。我国稀土资源十分丰富, 其中Nd、Dy和Sm等资源也是很丰富, 作为稀土永磁的主要原料的供应量应该无问题。此外, 目前我国的金属Nd、Dy和Sm的生产能力及产量较大, 生产技术成熟, 可大量供应这些稀土金属。这是我国大力发展稀土永磁材料的良好条件和较大优势。

1.2 生产能力及产量发展较快

近几年来, 在我国稀土永磁体的主要产品如烧结NdFeB、粘结NdFeB和钐钴磁粉磁体等的生产能力及产量均有发展, 其中烧结NdFeB发展较快。据不完全统计, 近10年来我国稀土永磁体的生产能力及产量的增长状况列于表 2和表 3(见文献[1])。

表 2说明, 3种永磁材料逐年都在发展, 但烧结NdFeB的生产能力最大, 增长较快, 约占总量的90.6%, 粘结NdFeB为7.2%和SmCo占2.2% (在1999年内), 今后这种比例将会继续发展。

从表 3可见, 随着稀土永磁材料生产能力的不断增大, 其实际产量也相应地增长较快。1999年烧结NdFeB产量为5 180t, 比1998年增长29.5%, 比1990年增长28倍。预计2000年还会继续增加, 而粘结NdFeB和SmCo的增长则较慢。目前, 全球烧结NdFeB的产量为12 910t(1999年), 我国产量为5 180t, 约占世界总量的40%, 居全球首位, 日本为第2(约占39.5%), 估计2000年以后我国将仍为主要生产国家。

1.3 产品品种增加及质量继续提高

近年来, 国内外市场对我国稀土永磁材料的品种、质量及磁性能不断提出更高的要求, 这必须引起厂家的关注, 要千万百计地改进工艺技术和设备, 提高产品质量和增加品种, 以满足用户要求。据统计, 上述3种永磁体的品种约19种, 其中烧结NdFeB为10种, 粘结NdFeB为6种, SmCo₅为3种。产品的规格共65个, 其中烧结NdFeB占大部分。估计随着产品应用的新开发, 其品种和规格将会继续增加。

1995年以前, 我国生产的烧结和粘结NdFeB及SmCo₅的磁性能不高, 且不够稳定。目前, 已有较大提高, 如1995年以前烧结NdFeB的(BH)_max= 198.95~ 278.53kJ/m³, 目前已能达到(BH)_max= 318.32~ 358.11kJ/m³。而粘结NdFeB的(BH)_max已从79.58kJ/m³提高到95.50kJ/m³。SmCo₅的(BH)_max达246.70kJ/m³, 它们的其他的磁性能如剩磁(Br), 矫顽力(Hcb), 温度系数( α)及使用温度(t)等也有改善和提高。目前, 我国上述3种永磁体的较好磁性能参数已列于表 4(见文献[1])。

表 4所列的磁性能参数值与国外同种产品相比, 不是属于先进水平之范围。此外, 我国已能逐步生产一些高剩磁、高矫顽力、高耐热性和高防腐蚀的优良磁材产品, 这比1995年前的生产水平又前进了一大步。

1.4 工艺技术及生产装备不断完善

我国生产各种稀土永磁材料如烧结NdFeB、SmCo₅及粘结NdFeB的历史已有10~ 30年(对不同磁材而言)之久, 其工艺技术及生产装备基本上是与国外同步发展的(有些设备是从国外引进的)。近年来这方面也有较大的进步, 如不断改进永磁体的组分; 创造了低氧工艺生产条件、防止氧污染产品; 改善了熔炼磁体合金的铸锭结晶形态等。从而促进了磁材的质量及磁性能的迅速提高, 并缩短了与国外的差距。目前, 在整个新建的生产工厂中, 基本上都可利用国产设备与仪器进行工业化生产(如熔炼炉、粉碎机、用于细磨的气流磨、压型机、烧结炉及热处理炉、磁粉粒度测定仪及磁性能参数测量等), 已经很少引进国外设备与仪器。在创新设备方面也有所进步, 如铸锭机的结构和作业不断完善, 使永磁合金的结晶形态更趋合理(少产生α-Fe相), 从而提高了产品质量。

1.5 稀土永磁体的产业化现状

目前我国稀土永磁材料的生产已逐步走向规模化和大型化的水平, 经过几年的努力进行产业结构的调整, 资产重组和合并扩大之后, 已从全国约150个厂家调整至128个厂家, 全国烧结NdFeB的生产能力达到10 000t/a左右, 生产量达到5 200t/a, 都居全球之冠。我国烧结NdFeB在100t/a能力的为30家, 毛坯能力超过1 000t/a有两家, 500t/a以上为10家。虽然少数几个厂家的规模扩大了, 而大部分厂家还是生产能力及产量较小。今后还要加速企业结构的调整, 最好仅达15~ 20个厂家为宜, 如有可能组成集团公司则更好, 以便统一计划、生产、出口等的一体化经营, 这样才能在生产、质量与出口等方面与国外竞争, 并立于不败之地。

2 稀土永磁体的应用及市场情况 2.1 应用状况

多年来, 我国的烧结及粘结NdFeB及SmCo₅等磁材, 在高新技术部门、国防军工、工农业和家用电器的应用领域中都起到了很大作用。我国烧结NdFeB在音响、电机、磁化器、传感器、电度表、磁选机、医疗器材和永磁吊车等有了扩大应用以外, 近年来在地震检波器、永磁除铁设备、小型马达、磁渗药品、阿尔法磁谱仪、电动摩托车、自行车和三轮车以及电动汽车等的新应用也发展较快。据不完全统计, 目前我国烧结NdFeB在各个技术部门中的应用比例为:电声音响占33%, 磁化器占20%, 电机和传感器占31%, 磁联轴及磁选机占9%, 音圈马达及电度表占5%, 其他为2%。今后我国烧结NdFeB应在计算机的音圈马达(VCM), 核磁共振成像仪(MRI)和汽车的微型马达等领域要加快应用开发, 加速扩大国内稀土磁材的用量。

我国粘结NdFeB的生产及应用开发较晚, 导致了目前国内用量较少, 应用面也不广, 其目前主要用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表、小型马达和计量机械等方面。据报导, 近年来世界粘结NdFeB的应用比例为:计算机61%, 电子工业7%, 办公室自动化设备8%, 汽车7%, 器具7%, 其他为9% ^[2]。估计今后我国在这方面的开发应用也将会更加迅速的进展。

我国SmCo₅永磁主要用于人造卫星和雷达的行波器和环行器。在军工上陀螺仪的应用效果较好; 在微型马达、电子手表、医疗磁片、永磁电机、磁性搅拌器、流量计和传感器等应用也取得良好效果。但总的看来, SmCo₅多用于国防军工及高新技术产业, 特别是在一些特殊条件和环境中(如使用温度较高的环境)的应用是其他稀土永磁所代替不了的。但是, 由于近年来价廉和磁能积高的烧结NdFeB代替应用于上述部门, 致使SmCo₅应用发展更加缓慢, 目前它在国内用量不多, 而主要是出口国外。

2.2 国内外市场情况

90年代中期以来, 我国稀土永磁在国内外市场上的销售量有很大的进展, 目前市场活跃、竞争激烈。我国稀土永磁材料的国外市场有欧洲、亚洲和美国等20多个国家和地区, 其市场发展较快。据统计, 近年来我国烧结及粘结NdFeB和SmCo₅的国内外市场状况列于表 5(见文献[1])。

从表 5可知, 3种永磁体在国内外市场的销量逐年增加, 但烧结NdFeB销量最多, 1999年国内用量1 750t, 出口量3 250t。销售总额为19亿元, 创汇额为1.92亿美元。估计3种磁体在2000年的销售还将有所增加, 其每年出口量均大于国内用量。因此, 今后我国要大力开拓应用领域, 增加国内销售量, 以克服出口为主的倾向。

3 结语

综上所述, 近年来我国稀土永磁材料在产量、质量、应用和市场销售等取得了很大的新进展, 但与国外相比(尤其是日本)还有不少的差距, 今后我国必须及早采取有效的对策和措施:一是加速技术创新, 提高磁体的磁性能, 着重提高主相的饱和磁化强度及体积分数、磁体的取向度和密度, 在控制磁体结晶形态等方面进行工艺技术和设备的创新, 赶超日本水平; 二是推进资产重组, 建立集团公司, 加速企业大型化和现代化的步伐, 统一行业计划和经营, 强化市场竞争力, 促使行业更快发展; 三是加强应用开拓, 扩大国内用量。1999年我国用量占全国稀土永磁体产量的33.8%, 而出口量占总产量的62.7%。这表明其应用尚未充分拓展, 今后应加大投入, 建立专业队伍和机构, 以加速新用途的研究和推广。通过上述措施的推行, 提高我国稀土永磁体的生产水平, 促进磁业的更快发展。