1、稀土永磁材料的技術進步和產業(yè)發(fā)展摘要：近年來，燒結鉉鐵硼生產技術一直在不斷進步， 晶界擴散、晶界調控等工 藝被普遍采用，晶粒細化技術正在推進；靶式氣流磨在生產中開始使用，自動成 形、自動檢測和自動充磁等也有很大提高。 隨著燒結位鐵硼在高性能電機中日益廣泛的應用，高磁能積且高工作溫度磁體成為研發(fā)的核心目標，成果顯著。為了促進稀土元素平衡利用、降低磁體成本，高豐度稀土燒結磁體研發(fā)也取得重大突 破。粘結磁體方面，國產各向同性快淬鉉鐵硼磁粉的產量增長迅速，物鐵氮磁粉量產也初具規(guī)模，各向異性 HDDR鉆鐵硼磁粉已可批量生產，各向異性粘結磁體正在開發(fā)之中。自本世紀以來，全球鉉鐵硼產業(yè)在中國的帶動下持續(xù)放量

2、增長。20022017十五年期間，我國和全球燒結鉆鐵硼產量的年平均增長率分別為17.8%和14.5% ,粘結鉉鐵硼產量的年平均增長率分別為 10.1%和5.6%。2017 年，全球稀土永磁材料的成品產量為13.1萬噸，其中燒結鉆鐵硼磁體占91.4%, 粘結鉆鐵硼磁體占6.7%,熱壓/熱變形鉆鐵硼磁體占0.6% ,燒結物鉆磁體僅占1.3% o關鍵詞：稀土；永磁材料；位鐵硼；物鉆；燒結；粘結；快淬1刖百世界上磁性最強的稀土永磁材料被廣泛地應用于信息通訊、消費電子、節(jié)能家電、風力發(fā)電、新能源汽車、人工智能及航空航天等許多領域，已經成為生產 和生活中不可或缺的重要功能材料1。自從1967年第一塊YC0

3、5永磁體問世、稀土永磁家族中1968年出現(xiàn)了第 一代1 ： 5型Sm-Co永磁體網，1977年出現(xiàn)了第二代2 ： 17型Sm-Co永磁體 1983年又出現(xiàn)了第三代稀土永磁材料一位鐵硼磁體 電，鉉鐵硼磁體最大磁能 積的理論極限值為64 MGOe , 2006年實驗室樣品已達到59.6 MGOe工業(yè) 產品已超過55 MGOe。自1983年被發(fā)現(xiàn)的三十五年以來，鉉鐵硼一直是當今世界上磁性最強的永 磁材料。由于制備方法不同，位鐵硼材料主要分為燒結、粘結和熱壓/熱變形磁體3大類。燒結物鉆由于其優(yōu)異的耐高溫特性，仍然保持著旺盛的生命力。經過三十多年的研究、開發(fā)和應用，上述三代稀土永磁材料無論在內稟磁性 理

4、論方面、磁化反磁化機理方面，還是在稀土永磁體的工藝技術和磁性能方面， 都取得了長足的進步。隨著科學技術的日益發(fā)展，各種先進的微觀檢測分析手段 也都應用于永磁材料的研究，對稀土永磁材料的磁化和反磁化機理的理解更加深 入，促使人們創(chuàng)造了多種制備高性能磁體的新工藝和新方法，也推動了磁體生產設備的不斷改進和升級換代，使得稀土永磁材料綜合磁性能越來越高。高性價比的鉆鐵硼磁體的誕生，為稀土永磁材料開辟了廣闊的應用空間， 帶 動了稀土永磁產業(yè)的持續(xù)發(fā)展。特別是進入二十一世紀以來，盡管日、美、歐等 發(fā)達國家稀土永磁產業(yè)的發(fā)展緩慢， 但中國的稀土永磁產業(yè)的發(fā)展勢頭強勁， 使 得全球稀土永磁產業(yè)保持了迅猛增長的態(tài)

5、勢， 也使我國一直保持全球最大稀土永 磁材料生產基地的地位。2稀士永磁材料的技術進步燒結鉉鐵硼近年來，燒結鉆鐵硼技術一直在不斷發(fā)展， 磁體的綜合性能穩(wěn)步提升。隨著 燒結鉆鐵硼在高性能電機中日益廣泛的應用， 高磁能積且高工作溫度的磁體成為 研發(fā)的核心目標。另一方面，為了提高稀土資源平衡利用水平、降低磁體成本，高豐度磁體也成為具有中國特色的另一個重要研發(fā)目標。新技術主要有以優(yōu)化品粒邊界為目的的晶界擴散（grain boundary diffusion , GBD）、晶界調控（grain boundary modification,GBM） 和雙（多）合金（包括雙主相）等方法，以及以近單 疇顆粒高矯

6、頑力為目標的晶粒細化方法。止匕外，氧含量控制技術的廣泛采用，也 為制備高性能燒結鉆鐵硼磁體奠定了基礎。采用上述新工藝后，雙高燒結Nd-Fe-B磁體已經被成功開發(fā)和生產。2013 年4月，中科三環(huán)發(fā)表文章宣布,采用GBD工藝成功研制雙高燒結鉆鐵硼磁 體，其室溫磁性能達到內稟矯頑力Hcj=35.2 kOe ,最大磁能積（BH）max=40.4MGOe。2018年6月，信越化學宣布采用細化晶粒技術，將Nd-Fe-B合金粉 末研磨至2.6 mm ,成功制備出Hj=17 kOe的無重稀土燒結鉆鐵硼磁體；并采 用品界擴散工藝使 Hj增大至U 26 kOe（THE RARE EARTH METAL NEWS

7、日,2018年6月1日）。在低成本方面，鋼研總院和中科三環(huán)采用雙主相 方法，分別成功獲得較高性價比的 Ce10或混合稀土添加燒結鉆鐵硼磁體；寧波 材料所12成功制備出Y添加燒結鉆鐵硼磁體。晶界擴散技術品界擴散是指在磁體表面引入重稀土元素Dy或Tb,再經熱處理使重稀土原子沿著晶界的液相擴散，并置換主相晶粒表層中原有的Nd而形成 （Nd,Dy,Tb） 2Fe14B固溶體，主相晶粒中央并沒有受到太多影響 ，因此在增強晶粒 表層的磁晶各向異性場進而提高內稟矯頑力的同時，對磁體的剩磁和最大磁能積并不產生太大影響外相比傳統(tǒng)的合金化元素添加方法，品界擴散法可以用更低 的Tb , Dy重稀土用量獲得高矯頑力磁

8、體。近年來，晶界擴散技術受到產學研各方關注，先后有濺射法八漿液涂覆法叫、氣相沉積法網、電泳沉積法”I、還原擴散法網等；處理對象除了主流的被鐵硼燒結磁體I9”1外，還有速凝合金片也、由 速凝片制備的磁粉20、快淬磁粉21、熱壓/熱變形磁體(MQ-III) 22,23、HDDR磁粉卬5 和HDDR粉的熱壓磁體等等；涂覆物除了稀土氟化物、氧化物和其它化合物 外，還有稀土金屬或低共晶溫度稀土合金等，稀土金屬主要采用濺射、蒸鍍或高真空升華來涂覆。擴散效果除了內稟矯頑力提高以外，還有電阻率提升等。其中部分技術已經應用于工業(yè)生產。不同稀土元素R的擴散效果不盡相同，內稟矯頑力Hj的變化同相應RzFdB 的磁晶

9、各向異性場Ha直接正關聯(lián)，THFeB具有最強的室溫磁晶各向異性場， Tb元素通過晶界擴散對Hj的提升最為明顯(參見圖1尸。 TOC o 1-5 h z 6 F T T -1 L Q 1. r .Tb4 -Dy / Z./0 -(Pr.NdJ- GdA 050 1QO 15020(1251f/jn 尾 Fq.Hld%圖1采用不同稀土元素RFe2粉末晶界擴散后，磁體內稟矯頑力增量A H。和磁晶各向異性場出的關AH。on magnetocrystallineAH。on magnetocrystallineDependence of the increase of intrinsic coercivi

10、tyanisotropy field H a for different R elements after GBD process with RFe 2 powder品界擴散方法受限于磁體厚度，磁體厚度增加時，矯頑力提高的效果就會減弱。由于重稀土 Tb, Dy是從磁體表面向內部擴散，因此 Tb, Dy在磁體內呈梯 度分布。研究結果表明，隨著由表及里距離的增大，Tb, Dy含量逐漸減少，當自磁體表面距離超過5 mm左右時，矯頑力提高的效果就不明顯了 （圖2）田。一定范圍內不同擴散溫度帶來的差異并不明顯，但經過長時間處理（110 h）會降低磁體Hj提升的效果。CJ .4 -TJ J10,0.0,0

11、.0.CJ .4 -TJ J10,0.0,0.0.Diffusiun ircaimcm time lOhouni0 20 houis A IIQhu 產024681012Diilajki? hum the 3小士及父.一1 inimJ圖2在不同氟化鈍晶界擴散時間下，磁體內稟矯頑力H。的增量隨表面深度的變化28Distance dependence of increase in H cJ with different time of GBD treatment 28品界擴散效果具有各向異性，平行于取向方向比垂直于取向方向有更好的擴 散通道，因此得到更好的擴散效果，表現(xiàn)在退磁曲線上有更好的方形度困

12、。目前，信越化學、日立金屬、TDK、中科三環(huán)等企業(yè)已經在各自的產品目錄 列出了采用晶界擴散工藝制備的產品。晶界調控技術品界調控是另一種有效提升矯頑力的技術方案。通過配方和工藝的調整對晶界相進行調控，有望降低晶界相的鐵磁性或使其轉變?yōu)榉氰F磁性，從而起到更好地降低或去除晶粒之間磁性耦合的作用,使內稟矯頑力在現(xiàn)有水平基礎上進一步提高。2014年，Chen等如通過電磁感應渦流退火進行晶界調控， 使無重稀土細 晶粒燒結被鐵硼磁體的矯頑力由19.01 kOe提高至20.56 kOe。早期研究揭示 摻Ga可獲得高矯頑力的燒結被鐵硼磁體31-33 , 2010年日本昭和電工專利公布了一種高Ga低B配方的磁體，

13、可在不添加或少添加 Tb或Dy的情況下獲得高矯 頑力(CN102959648)，這使得含Ga燒結鉆鐵硼磁體再度受到關注。Sasaki等 34指出高Ga(原子百分含量0.5%,質量分數(shù)0.52%)低B(5.1%,0.83%)配方燒結位 鐵硼磁體可在不添加Tb或Dy且晶粒沒有特別細的前提下矯頑力達到 18 kOe。 磁體主相晶粒間的薄層晶界相中稀土含量高達90% ,矯頑力大幅度提升的主要原因是在主相晶粒間形成高稀土含量的非磁性晶界相，極大增強了晶粒間的去磁 耦合作用。實驗表明，該類磁體對成分和工藝的敏感性較高。目前，高Ga低B無重稀土合金已經用于燒結位鐵硼生產中，如典型產品N48H(小17 kOe

14、 , (BHA=45 50 MGOe)。雙主相技術自2011年稀土原材料價格巨幅波動以來，La, Ce和混合稀土等又重新引 起人們的關注。比較RzFdB的內稟磁性，當R為高豐度的La, Ce或Y時，飽 和磁化強度Ms、磁晶各向異性場Ha和居里溫度T。都低于Nd 2Fe14B,因此采用常 規(guī)的元素替代方法得到的磁體磁性不可避免會下降；另一方面，當 Ce替代Nd 添加到NdzFeB合金中時，Ce離子表現(xiàn)為+3和+4混合價態(tài)，直接影響到燒結 磁體的相組成及微結構，損傷內票矯頑力。但當采用特定方法時母，仍可以制備 出可實用高豐度的燒結磁體。朱明剛和李衛(wèi)等問采用雙主相方法，用速凝工藝分別制備 Nd-Fe

15、-B和(Ce- Nd)-Fe-B 合金，并成功制備出(Nd 1-xCex)30(Fe,TM”B1燒結磁體，即使在 x=0.3 時，仍具有實用性能Hcj=9.3 kOe , (BHA=43 MGOe。中科三環(huán)鈕萼等口”采用 白云鄂博礦的混合稀土替代 20%的Pr-Nd制成燒結Nd-Fe-B磁體，其室溫磁性能為 Hcj=10.7 kOe , (BH)max=34.0 MGOe由于Ce元素很豐富，且金屬Ce的價格僅為金屬Nd的十分之一左右，Ce 添加燒結磁體具有一定的成本優(yōu)勢，已在兒童玩具、箱包扣等方面獲得大量應用。晶粒細化技術細化晶粒是提高矯頑力的另一個重要途徑。 經Sepehri-Amin 等的

16、微磁學模 擬網，減小晶粒尺寸可以減小散磁場，即可以降低局部有效退磁因子 N、從而提 升內稟矯頑力HJ（Hcj= aHa-NefM s, a為顯微結構參數(shù)）。在細化晶粒方面已經做了 很多工作，包括減小速凝（SC）合金片的晶粒尺寸、采用氫化歧化（HDDR）結合氫 破碎（HD）和氣流磨（JM）制粉即、氣流磨磨粉方式改變或介質從氮氣改為氮氣、工藝過程的無氧/低氧控制閘、低溫多場燒結等等。Ding等網采用HDDR+HD 和N2-JM制成粒度為1 m以下的磁粉，燒結 磁體Hj達14.72 kOe,由于晶界富Nd相分布不連續(xù)，并沒有達到理想的矯頑 力，技術上仍有待突破。近年來，新型靶式氣流磨在工業(yè)生產中嶄露

17、頭角。同傳統(tǒng)的可控流化床對撞式氣流磨相比，靶式氣流磨可以使合金粉末粒度更小、分布更窄，且磨體中存料更少，更有利于高性能燒結鉆鐵硼制備。通過將氣流磨中工作介質氮氣改變?yōu)榈?氣，鉉鐵硼合金粉末粒度可以小到1.1 m網；在后道工序中為了避免細粉氧化， Une和Sagawa等網發(fā)明了無壓機成型工藝（PLP）,對氮氣氣流磨得到的 D為 1.1師 的粉末進行壓制、取向和燒結，無重稀土磁體Hj達到20 kOe 02.2粘結鉉鐵硼粘結稀土永磁材料是永磁材料領域不可或缺的一個分支，是燒結稀土永磁材 料的一個重要補充。粘結磁體具有磁性能一致性好、尺寸精度高、形狀復雜、渦流損耗小、適合多極充磁（特別是多極充磁磁環(huán)卜

18、易與金屬/塑料零件一體成形等 優(yōu)點，在精密電機和傳感器中扮演著重要的角色。 粘結稀土永磁材料以各向同性 位鐵硼粘結磁體為主，各向同性粘結物鐵氮磁體和各向異性粘結稀土磁體正在開 發(fā)之中。根據(jù)粘結劑的不同加工特性，粘結磁體成形方式可分為壓縮、注射、擠 出和壓延4種。各向同性磁粉和粘結磁體粘結磁體是磁粉和粘結劑構成的復合體系， 采用快淬方法制備的各向同性位 鐵硼磁粉是粘結稀土永磁市場的絕對主力。長期以來，麥格昆磁公司（MQI）通過專利和技術壟斷控制粘結磁粉市場。2014年7月MQI磁粉成分及工藝專利到 期，“十二五” 863計劃提前布局，2011年將高性能磁粉的國產化列為重大課 題，通過系統(tǒng)研究成分

19、、制備工藝、顯微結構等要素，我國稀土永磁企業(yè)也探索 出了制備高性能磁粉的途徑，（BHA達到17.5 MGOe 。新修訂的GB/T 20168- 2017快淬鉉鐵硼永磁粉國家標準，全面提升了產品磁性能，已于 2018年5 月1日正式頒布和實施。各向同性快淬物鐵氮磁粉的開發(fā)和產業(yè)化也有突破，已經形成批量供貨能力，國產快淬物鐵氮磁粉的居里溫度 Tc和永磁特性明顯高于鉉鐵硼磁粉，大同制鋼 的 Nitroquench 磁粉（BH* 高達 20.6 MGOe 。在4種成形方式中，壓縮成形磁體性能最高、性價比最優(yōu)，是粘結稀土永磁 產品的主流。進一步提高磁性能，一直是研發(fā)的主要方向。倪狄40利用溫壓成形工藝，

20、在80 C制備出密度6.62 g cm-3、（BH）max = 12.71 MGOe 的高性能磁體。 日立金屬采用高壓技術，開發(fā)出牌號為HIDENSE的超高密度磁體41,密度6.36.4 g cm-3, (BHA=12.313.6 MGOe。中科三環(huán)也已經制備出密度 6.4 g cm- 3的壓縮磁體樣品，達到與日立金屬相當?shù)乃健闈M足大容量云存儲和汽車電機的需求，中科三環(huán)和成都銀河進一步優(yōu)化了 壓縮成形工藝，HDD主軸電機用磁體的動平衡扭矩改進到 6 mgem以內，車 載電機磁體長度/壁厚比擴展到20。在注射成形方面,中科三環(huán)開展了以耐高溫塑料聚苯硫醴 (PPS)為主粘結劑 的注射成形顆粒料

21、制備技術和磁體成形技術的開發(fā)，開發(fā)出磁體和金屬或塑料件 一體成形的部件，產品成功應用于變頻空調、汽車傳感器、水泵及油泵。在擠出成形技術方面，中科三環(huán)通過篩選出良好的加工助劑和配方體系，制備出直徑 54.5 mm、壁厚0.7 mm、長1500 mm 的管狀磁體，性能達到 M=9.36 kOe , (BH* =11.10 MGOe 。各向異性磁粉和粘結磁體各向異性粘結稀土永磁體是一個歷史悠久但又亟待開發(fā)的重要分支。傳統(tǒng)的粘結Sm-Co磁體就是各向異性的，目前還一直維持著生產，磁粉是由 Sm2(Co,Cu,Fe,Zr) 17合金經脫溶硬化處理獲得的，最高性能磁體(BH*=1617MGOe。過去幾年日

22、本和我國采用氫化歧化(HDDR)工藝制備鉆鐵硼磁粉和氣固相反應制備物鐵氮或鉆鐵氮磁粉均有進步，全球年產量已達到1000噸左右。日本住友金屬礦山采用還原擴散加氮化工藝生產的物鐵氮磁粉，實驗室水平達到:Br=14.4 kGs , Hcj=11.50 kOe , (BHR=43.61 MGOe 。日亞化學對物鐵氮磁粉 進行磷化處理，在保持剩磁不變的前提下提高了矯頑力，磁體在 150 C放置 1000 h的磁通不可逆損失小于5%。北京科技大學、北京大學、大連凱祥和北礦 磁材等單位也開展了廣泛而深入的 HDDR工藝研究。北京科技大學批量制備的HDDR鉆鐵硼磁粉，（BH）max達至IJ 39.96 MGO

23、e。北京大學楊應昌42采用合金熔煉 -粗破碎-氮化-研磨工藝，開發(fā)的Sm-Fe-N 磁粉（BH*達到3540 MGOe ,并 且建立了百噸級產業(yè)化示范線。MQI將熱壓/熱變形工藝制備的各向異性鉞鐵硼 磁體破碎，即可制成各向異性磁粉（MQA磁粉），（BH*=3640 MGOe ,磁粉 大致呈片狀，且與磁化軸與片狀粉平面的法線基本平行，可通過機械力達到受力方向的部分取向。在各向異性粘結稀土永磁體領域，磁體制造技術欠發(fā)達嚴重制約了其發(fā)展。 目前全球僅有日本愛知制鋼及其轉讓技術的臺灣天越可以批量供應各向異性粘 結稀土永磁體產品，主要用于汽車座椅調節(jié)電機。愛知制鋼近年來還進行了注射 成形鉆鐵硼-卷鐵氮復

24、合磁體的開發(fā)，（BH）max=16.517.5 MGOe煙。日亞化學也 在注射磁體中采用鉆鐵硼-物鐵氮混用技術，提高磁體的磁粉填充比和密度，實 驗室磁體（BHA達到21.99 MGOe ,批量產品（BH8為17.97 MGOe。北京科 技大學采用室溫預成形和中溫取向密實化的兩步溫壓成形法44,制備的磁體（BH）max比常規(guī)溫壓成形提高25% ,達到14.95 MGOe ;北京大學制備的磁場取 向注射成形物鐵氮磁體（BH）max達到了 12 MGOe。增材制造粘結稀土磁體近年來，3D打印技術受到密切關注并在諸多領域飛速發(fā)展。采用 3D打印 制備粘結磁體，不僅可以應對奇特形狀，而且能得到常規(guī)制備手

25、段無法企及的特 殊結構或性能。Huber等恫采用粒度50 mm左右的MQP-S霧化球形磁粉，以體積分數(shù)為 55%的比例與尼龍11混煉制成1.75 mm的絲材，再用熔融沉積建模法（FDM） 制備各向同性磁體，磁體孔隙率高達23.5% o Li等“47將200 mm以下的片狀MQP-B+磁粉以體積分數(shù)為65%的比例與尼龍12混煉制成顆粒料，然后將顆 粒料通過FDM法制備各向同性磁體，孔隙率雖然降到7.7%，但比注射磁體的2%3%仍高不少。Paranthaman等附采用粘結劑噴射的3D打印工藝，先平鋪 一層70 mm左右的片狀MQP-B磁粉，再噴射一層粘結劑并略微干燥，如此往 復，最后經固化處理制備

26、出磁粉含量46%（體積分數(shù)）、孔隙率14.5%的磁體。Compton 等49將體積分數(shù)為40%的120 mm以下類片狀MQA 38-14磁粉與 環(huán)氧類粘結劑混合制成懸濁液，采用噴墨打印的層積方式制備出孔隙率約為17%各向同性粘結磁體。熱壓/熱變形鉉鐵硼利用熱壓/熱變形工藝可將納米晶磁粉（如快淬Nd-Fe-B磁粉）制備成各向同 性的致密磁體（MQ-II磁體）和各向異性的致密磁體（MQ-III磁體）。鉉鐵硼快淬磁 粉可以通過緩慢而大幅度的熱壓變形誘發(fā)晶體擇優(yōu)取向，制成優(yōu)異的全密度各向異性磁體，而且很適合制造輻射取向薄壁磁環(huán)。MQ-III最具市場吸引力的是，其獨有的片狀納米晶結構可以在無重稀土 Tb

27、或Dy時實現(xiàn)高H%并且可以運用 背擠出成形工藝實現(xiàn)近終形、薄壁、輻射取向磁環(huán)的生產，因此絕大多數(shù)產品都 是輻射取向磁環(huán)，應用于汽車電動助力轉向 （EPS）電機和機器人伺服電機。目前 研發(fā)的熱點，一是結合工藝優(yōu)化或晶界擴散技術進一步提高Hcj ;另一個是開發(fā)單一取向板塊狀磁體的前擠出工藝，與燒結鉆鐵硼磁體競爭。背擠出成形工藝主要包含快淬位鐵硼磁粉冷壓、熱壓至實密度和背擠出熱變形取向3個步驟。在采用背擠壓熱變形壓制方法時，磁粉在上下壓頭的壓力作用 下在底部形成取向織構，并均勻地轉換成側壁的徑向取向，所以這是制造輻射取 向薄壁圓環(huán)較為理想的方法。在同等 Hj條件下，MQ-III磁體中的Dy含量比常

28、規(guī)燒結鉆鐵硼磁體低3%5%（質量分數(shù)），但通過晶粒細化結合晶界擴散燒結位 鐵硼磁體也可以將Dy含量降低到與MQ-III磁體相同的水平。北京鋼鐵研究總 院和中科院寧波材料所，近年來在國內率先進行了MQ-III技術的開發(fā)，成功制備出了（BHA=42 MGOe的輻射取向環(huán)。2010年7月，日本大同電子（大同制 鋼全資子公司）宣布開發(fā)成功省Dy型輻射環(huán) ND-43SHR Hj=20 kOe ,（BH）3=43 MGOe 。2018年大同電子發(fā)布了消息50,運用前擠出工藝生產的熱 變形取向塊狀磁體，磁性能達到輻射環(huán) ND-43SHR水平，應用于本田混合動力 汽車驅動馬達。Castle等皿開發(fā)了快速放電等

29、離子體燒結（Flash-SPS）技術，磁體的晶粒尺 寸比常規(guī)MQ-III更細小，Hj達到20 kOe。Mouri等52提出了兩步熱變形工藝， 第一階段變形量e1=050% ,第二階段變形量e2=70% ,使得磁體主相晶粒更 為細小，取向度提高，磁性能更佳。劉穎等5司設計出快速升溫熱壓/熱變形裝備， 制備出公斤級 MQ-III 磁體，Br=15.2 kGs , （BHax=51.65 MGOe 。2018年豐田開發(fā)出La-Ce部分替代Nd的熱壓磁體陽，通過熔融快淬細化 晶粒、熱擴散Nd70Cu30液體形成高Nd殼層、優(yōu)化La/Ce比例為1 ：3等方法, 使得磁體在130200 C下矯頑力比含4%

30、（質量分數(shù)）Dy的常規(guī)磁體更高，具 有不含Dy和Tb、Nd用量低（省Nd約20%50%）等優(yōu)點。燒結彩鉆燒結Sm-Co磁體因其具有遠高于Nd-Fe-B的工作溫度和相對更優(yōu)異的耐 蝕性，在航空、航天、國防和高能物理等特殊領域發(fā)揮著 Nd-Fe-B無法取代的 作用。燒結物鉆磁體的耐高溫特性一直是研發(fā)工作的一個重要方向，當前主要針對耐高溫燒結2:17型物鉆磁體，通過調整成分、優(yōu)化工藝條件從而提高磁體的矯 頑力，進而提升磁體的使用溫度，并且保持較高的磁性能。2017年，鞏劭廷等即成功制備燒結物鉆磁體，在 500 C下Hj=7.59 kOe , (BHA=10.96 MGOe ; 2018年，鋼研集團Y

31、u等55對物鉆磁體中的Fe和Cu含量進行調整，并采用階 段性的慢速冷卻，獲得的磁體在500 C下 Hj=6.3 kOe ,(BH8 =12.40 MGOe。 最高工作溫度達550 C的高溫Sm-Co磁體也已被開發(fā)和生產，具室溫磁性能 為：Hj=25.4 kOe , (BH6=16.0 MGOe , Hj在 550 C 時仍能達到 6.34 kOe55%近年來兼有高磁能積和高矯頑力的 2 ： 17型燒結Sm-Co磁體也不斷取得進 展。NEC TOKIN公司的Machida 等56成功獲得高性能 Sm-Co磁體：室溫下 (BHA為34 MGOe , Hj為23.5 kOe。鋼研總院Song等57網

32、獲得高性能Sm-Co 磁體：室溫下(BH)max=32 MGOe , Hj=31.5 kOe。寧波材料所Feng等59獲得高 性能 Sm-Co 磁體：室溫下(BH)max=31.74 MGOe , Hj=24.03 kOe 。3稀士永磁材料的產業(yè)發(fā)展我國的稀土永磁產業(yè)起步于1969年，到20世紀八十年代初規(guī)模還很小。由于第一代和第二代物鉆磁體的高成本，加之國內市場的需求又相當有限，所以 沒有出現(xiàn)生產物鉆磁體的大企業(yè)，而只有一些研究所里的小廠生產一些物鉆磁體, 以滿足我國軍事工業(yè)的需要。這些小廠的生產能力從1噸/年至5噸/年不等。到 80年代初，我國卷鉆永磁整體生產能力僅達到 20噸/年左右。至

33、1983年底，全國稀土永磁生產廠家不到 10個。隨著第三代稀土永磁鉉 鐵硼磁體的發(fā)現(xiàn)，在1985年以后涌現(xiàn)出大量的生產企業(yè)。1985年4月，中國 科學院三環(huán)新材料研究開發(fā)公司（1993年更名為“北京三環(huán)新材料高技術公司”， 簡稱“三環(huán)公司”）在北京創(chuàng)立。1986年8月，三環(huán)公司在寧波設立了我國第一 個燒結鉉鐵硼工廠一一三環(huán)寧波磁廠，后更名為“寧波科寧達工業(yè)有限公司”（簡 稱“寧波科寧達”），奠定了我國燒結鉉鐵硼產業(yè)發(fā)展的基石。經過30余年的發(fā)展，寧波已經成為全球最大的稀土永磁生產基地。進入二十一世紀后，以燒結鉆鐵硼磁體為代表的全球稀土永磁材料產量進入 高速增長時期。我國已經成為全球最大的燒結鉆

34、鐵硼、粘結鉆鐵硼和燒結物鉆生 產基地，產量超過全球的85% o3.1燒結鉉鐵硼產業(yè)燒結鉆鐵硼磁體以其高性能、低成本的特點，一經出世就得到廣泛應用并持 續(xù)發(fā)展。圖3給出了全球燒結鉆鐵硼磁體逐年的成品產量變化，它反映了全球各 地位鐵硼產業(yè)的發(fā)展情況。從圖中可以看出,燒結鉉鐵硼產業(yè)發(fā)展可分為兩個階 段：19872002年為第一個15年，增長率高（中國和全球的年平均增長率分別 為46.8%和31.7%）,但體量小，中國和全球的年平均成品產量增長分別為590噸和1030噸；20022017年為第二個階段，增長率放慢（中國和全球的年平均 增長率分別為17.8%和14.5%），但體量放大，中國和全球的年平均

35、產量增長分 別為6310噸和6920噸。進入二H一世紀以來，盡管日、美、歐等發(fā)達國家燒結被鐵硼產業(yè)發(fā)展減緩，但由于中國燒結被鐵硼產業(yè)的超常發(fā)展， 使得全球稀土 永磁產業(yè)依然保持了迅猛增長的態(tài)勢。2017年，我國燒結鉉鐵硼成品產量為10.4 萬噸，比上一年增長8.8%;全球產量12萬噸左右，我國占全球份額的 87% 0由于我國被鐵硼產業(yè)的突飛猛進，國外稀土永磁產業(yè)不斷整合和調整，目前 僅存5家大的被鐵硼企業(yè)：歐洲1家，德國的真空熔煉公司（VAC）,生產工廠在 兩個地方：一個在彳惠國的Hanau （VAC總部），另一個是在芬蘭的Pori （Neorem 公司）；日本有4家，日立金屬、信越化工、TD

36、K和大同制鋼。近年來的發(fā)展趨 勢是，歐洲和日本的企業(yè)均逐步在中國布局。中科三環(huán)與日立金屬在江蘇南通市啟東市設立合資公司“日立金屬三環(huán)磁材（南通）有限公司”，于2017年4月開 始供貨。Production output of sintered Nd-Fe-B magnets Gobte .Production output of sintered Nd-Fe-B magnets Gobte .9&4 1988 1992 1996 2O0ff 2004 2006 2012 2016 2030SheIeor120000eor100000aoooo6000020000圖3全球燒結鉉鐵硼成品年產量Fi

37、g.3 Annual production output of sintered Nd-Fe-B finished magnets in the world中國現(xiàn)有燒結被鐵硼生產企業(yè)170家左右，年產能力超過30萬噸，主要分布在滬浙、京津、山西、包頭、贛州和山東 6大地區(qū)。2017年燒結被鐵硼產量統(tǒng)計表明，浙江地區(qū)占40%,京津地區(qū)占11%,山西地區(qū)占10%,包頭地區(qū)占9%,江西地區(qū)占8%,山東地區(qū)占9%,其它地區(qū)占13% o按磁體產量計，年產 量3000噸以上的企業(yè)占7.5%,年產量15003000噸的企業(yè)占8.5%,年產 能1500噸以下的企業(yè)占84% 0前25家企業(yè)的產量份額占全國的 5

38、8%。中科 三環(huán)是我國最大的燒結位鐵硼生產企業(yè)， 其它代表性的企業(yè)還有寧波韻升、 煙臺 正海、煙臺首鋼、江西金力、包頭天和、中磁科技、廈門鴇業(yè)、北樂樂磁、安泰 科技、安徽大地熊等。粘結鉉鐵硼產業(yè)雖然粘結鉉鐵硼產業(yè)與燒結鉆鐵硼同時起步,但體量較小,產量不足燒結位鐵硼磁體的十分之一。麥格昆磁（Magnequench）公司于2000年將工廠從美國 印第安納搬到了中國天津，它不僅依靠強大的專利壟斷占據(jù)了80%以上的市場份額，而且以成熟的技術控制著高性能鉆鐵硼磁粉的供應。近幾年，MQ磁粉的 產量為6000噸左右，其中的五分之四用于制備粘結磁體，五分之一左右用于制 備熱壓/熱變形磁體。2014年7月以來，

39、由于麥格昆磁持有的專利到期，國內企 業(yè)快淬Nd-Fe-B磁粉紛紛進入市場，2017年國內磁粉產量達到了 3500噸。中 科三環(huán)的磁粉年產能力已達到 400噸，磁性能達到MQ粉的標準。國內從事鉉 鐵硼磁粉生產的企業(yè)有15家左右，其它代表性廠家還有江西鴇業(yè)、浙江朝日科、 綿陽西磁和沈陽新橡樹等。全球粘結鉆鐵硼磁體的生產廠家大部分集中在中國、 日本和東南亞，國內的 企業(yè)有30余家。規(guī)模大的代表性企業(yè)有成都銀河、 上海三環(huán)（中科三環(huán)控股子公 司）、日本大同電子、日本美培亞、臺灣天越、海美格（安泰科技）、寧波韻升、英 洛華、喬智、廣東江粉等。硬盤和光盤驅動器主軸電機應用的粘結鉆鐵硼磁體主要由上海三環(huán)、大

40、同電子和成都銀河 3家企業(yè)生產。圖4給出了全球粘結鉆鐵硼磁體年產量增長情況。從圖中可以看出，過去 20年中我國粘結被鐵硼產業(yè)持續(xù)發(fā)展，其它國家或地區(qū)的產量變化不大。20022017年的15年期間，中國和全球的年平均增長率分別為 10.1%和5.6%、年平均產量增長分別為 337和313噸。2017年，我國粘結被鐵硼產量為6600噸，比2016年增長10%左右，占全球份額的76% o 20072017年的10年間，我國年均增長率為8.2%,全球年均增長率為6.0%圖4全球粘結鉉鐵硼磁體年產量Fig.4 Annual production output of bonded Nd-Fe-B magn

41、ets in the world圖4全球粘結鉉鐵硼磁體年產量Fig.4 Annual production output of bonded Nd-Fe-B magnets in the world Other,與 EJWac EuropeCUSA Japan China告2; rKhno UOBunpcMd熱壓/熱變形被鐵硼產業(yè)在熱壓/熱變形被鐵硼產業(yè)方面，麥格昆磁依然是快淬磁粉的唯一供應商，日本大同電子則是全球最大的 MQ-III磁體生產企業(yè)。大同電子目前的主要產品是輻射取向環(huán)，主要應用是EPS電機，少量用于機器人伺服電機。近期，大同電子正在試制MQ-III方條磁體，擬應用于本田電動汽車或混合動力汽車。大同電子2017年的MQ-III磁體產量為800噸左右。在國內，在“十二五” “ 863”項目的支持下，寧波金雞與中科院寧波材料所合作，建立了 MQ-III磁環(huán)小批量 生產線；成都銀河于2012年3月開啟MQ-III項目，首期投資3800萬元建立 年產300噸MQ-III磁體的生產及后加工，2017年產量約20噸。中科三環(huán)正 在積極開展MQ-III磁體的研發(fā)。燒結彩鉆產業(yè)物鉆永磁材料的國外生產企業(yè)主要有日本 TDK、美國電子能源（EEC）、美國 阿諾（Arnold