永磁材料專題調(diào)研報告

加強稀土專利分析與戰(zhàn)略研究、知識產(chǎn)權保護機制研究，構建產(chǎn)業(yè)化導向的稀土技術核心專利和專利池。支持具有自主知識產(chǎn)權的項目開發(fā)，鼓勵企業(yè)申請國外專利。發(fā)揮稀土企業(yè)、科研院所、高校、學術團體和行業(yè)組織在標準制定中的重要作用，完善稀土國內(nèi)標準體系，嚴格執(zhí)行強制性標準，搭建稀土標準化信息平臺，服務行業(yè)管理。稀土磁性材料綜合性能（磁能積+矯頑力）由60提高到70以上，基本滿足電動汽車、風力發(fā)電設備等需要，汽車尾氣凈化催化器達到國V標準，國產(chǎn)石油裂化催化劑自給率超過90%，LED器件發(fā)光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上。推動集約化和高端化發(fā)展，調(diào)整優(yōu)化結構（一）推動稀土集約化發(fā)展繼續(xù)實施大集團戰(zhàn)略，進一步推動稀土礦山開采和冶煉分離、資源綜合利用的集約化生產(chǎn)，將礦山開采、冶煉分離及資源綜合利用全部納入六家集團管理，實現(xiàn)稀土集中生產(chǎn)、管理、工藝流程再造。完善集團間協(xié)作機制，加強行業(yè)自律，維護市場秩序，保持供需平衡，承擔社會責任。支持集團做大應用產(chǎn)業(yè)，提升核心競爭力。支持江西贛州中國稀金谷建設，推動內(nèi)蒙古包頭、福建龍巖、四川涼山等重點稀土資源地產(chǎn)業(yè)轉型升級，延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值。（二）促進稀土材料高值應用加快發(fā)展高性能稀土磁性、儲氫、晶體、發(fā)光、高頻等新材料，提升稀土關鍵材料和零部件保障能力，培育稀土在航空航天、軌道交通、海洋工程、工業(yè)機器人、高檔數(shù)控機床、醫(yī)療器械等領域的應用，發(fā)揮稀土材料在未來社會發(fā)展中數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化建設的支撐作用。產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整取得突破（一）產(chǎn)業(yè)集中度大幅提高稀土冶煉分離企業(yè)從99家壓縮到59家，6家稀土集團主導市場的格局初步形成，整合了全國23家稀土礦山中的22家、59家冶煉分離企業(yè)中的54家，扭轉了多、小、散的局面，冶煉分離產(chǎn)能從40萬噸壓縮到30萬噸。（二）產(chǎn)品結構進一步優(yōu)化以資源開采、冶煉分離和初級產(chǎn)品加工為主的產(chǎn)業(yè)結構加快向以中高端材料和應用產(chǎn)品為主的方向轉變，80%以上的初級加工品被用于制造磁性、催化、儲氫、發(fā)光、拋光等功能材料。（三）產(chǎn)業(yè)布局趨于合理圍繞資源地建成包頭、贛州、涼山、龍巖等稀土資源開采和冶煉分離基地，產(chǎn)能分別占全國90%、60%以上；圍繞消費市場建成寧波、廈門、成都、包頭等稀土應用產(chǎn)業(yè)基地，稀土磁性、催化、發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模分別占全國70%、50%、45%以上。強化資源和生態(tài)保護，促進可持續(xù)發(fā)展（一）加強稀土資源管理加強國家對稀土資源勘查、開發(fā)、利用的統(tǒng)一規(guī)劃，根據(jù)資源形勢和市場需求，合理調(diào)控開采、生產(chǎn)總量，保障國家經(jīng)濟安全和長遠發(fā)展需要，到2020年稀土年度開采量控制在14萬噸以內(nèi)。嚴厲打擊稀土生產(chǎn)違法違規(guī)行為，在開發(fā)中保護，在保護中開發(fā)。嚴格市場準入制度，除六家大型稀土企業(yè)集團外不再新增采礦權。繼續(xù)支持內(nèi)蒙古包頭、四川涼山、江西贛州、福建龍巖等重點資源地完善礦區(qū)資源保護和監(jiān)控設施，加強稀土礦采選項目技術改造。加強對探明的大中型礦產(chǎn)地資源儲備和保護，與《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》相銜接，劃定一批國家規(guī)劃礦區(qū)，實行統(tǒng)一規(guī)劃，規(guī)模開發(fā)，重點監(jiān)督，推動優(yōu)質資源保護與合理利用。（二）加強資源地生態(tài)保護嚴格執(zhí)行國家和地方污染物排放標準，對建設項目和企業(yè)環(huán)評嚴格審查，堅決淘汰落后產(chǎn)能。推廣采用采礦新技術、新工藝，落實稀土礦山地質環(huán)境保護與治理恢復保證金制度和經(jīng)濟責任，加強尾礦庫處理處置與綜合利用，實行生產(chǎn)排污許可證制度；推廣離子型稀土礦浸萃一體化、冶煉分離污染防治新技術，促進行業(yè)清潔生產(chǎn)。建立稀土綠色開發(fā)機制，落實行業(yè)規(guī)范條件，全面推行稀土行業(yè)強制性清潔生產(chǎn)審核。（三）按功能分元素管理稀土將稀土元素按資源稀缺程度及功能開發(fā)情況劃分為戰(zhàn)略性、關鍵性及一般性三類，實行元素分類管理，實現(xiàn)元素價值和經(jīng)濟利益相匹配。加強戰(zhàn)略性、關鍵性產(chǎn)品儲備，健全稀土儲備體系。加強對中重稀土元素的開采、生產(chǎn)、流通等全產(chǎn)業(yè)鏈管理，堅決打擊稀土違法違規(guī)生產(chǎn)和出口走私、逃避繳納稅款等行為。永磁材料行業(yè)的發(fā)展狀況磁性是物質的基本屬性之一，物質的磁性源于原子磁矩。按照原子磁矩的排列方式不同，可將物質的磁性分為順磁性、抗磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性和螺旋磁性等。通常意義上所說的磁性材料一般是指鐵磁性、亞鐵磁性或螺旋磁性材料，這些材料具有自發(fā)磁化的特點。磁性材料按功能可分為硬磁材料、軟磁材料、功能磁性材料（磁致伸縮材料、磁記錄材料、磁制冷材料等）三類，其中硬磁材料又稱為永磁材料，是磁性材料中應用最廣泛的材料之一。物質的磁性早在3000年以前就被人類認識和應用。我國早在戰(zhàn)國時期就有關于天然磁性材料（如磁鐵礦）的記載，并在11世紀發(fā)明了制造人工永磁材料的方法，是世界上最早發(fā)現(xiàn)物質磁性現(xiàn)象和應用磁性材料的國家。我國最早發(fā)明的指南器（司南）便是古人利用磁鐵礦制成的。人類最先大量使用的具有永磁性能的材料是馬氏體鋼，隨后逐漸被磁性能更高的永磁材料取代。稀土鐵氮永磁體具有優(yōu)良的熱力學穩(wěn)定性、抗氧化性和耐腐蝕性，該材料目前尚處于研發(fā)階段，制備工藝上亦存在技術難題，若未來技術取得重大突破，則有望成為第四代稀土永磁材料。（一）永磁材料的特點和標準永磁材料具有一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性，具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁的特點，其基本功能是不需要消耗電能便可提供穩(wěn)定持久的磁通量，同時可簡化機械設備結構，降低維護成本，對環(huán)境影響較小，有節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢。永磁材料產(chǎn)品的性能與品質主要參考指標為主要磁性能（PrincipalMagneticProperties）、輔助磁性能（AdditionalMagneticProperties）、尺寸精度、產(chǎn)品一致性等。主要磁性能為衡量材料磁性能高低最重要的依據(jù)，其包含四個重要指標：剩磁Br、磁極化強度矯頑力（即內(nèi)稟矯頑力）Hcj、磁感應強度矯頑力Hcb、最大磁能積（BH）max。輔助磁性能主要包括相對回復磁導率μrec、剩磁溫度系數(shù)α（Br）、磁極化強度矯頑力溫度系數(shù)α（Hcj）、居里溫度Tc、飽和磁化強度Ms等。剩磁、矯頑力和最大磁能積等除了與材料的內(nèi)稟性能有關，還受材料的微觀結構和制備工藝的影響，稱為結構敏感參量；居里溫度和飽和磁化強度等主要由材料本身的化學成分決定，而與材料的微觀結構和制備工藝關系不大，稱為非結構敏感參量。（二）鋁鎳鈷永磁材料介紹鋁鎳鈷永磁材料是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金，堅硬易脆，采用鑄造或者燒結工藝處理制成，具有極高的居里溫度，在20世紀70年代以前在磁性能方面長期處于永磁材料領先地位，其磁性能主要取決于調(diào)幅分解所形成的微觀組織結構，即弱磁相和強磁相的相互搭配。鋁鎳鈷永磁材料的居里溫度高達890攝氏度，具有非常高的溫度穩(wěn)定性。但隨著高性能稀土永磁材料的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模應用，鋁鎳鈷永磁材料逐步被替代，市場份額逐漸下降，目前憑借著其獨特的磁性能在儀器儀表、電機電器及航空航天器件等對溫度穩(wěn)定要求高的領域內(nèi)依然得到了一定應用。（三）永磁鐵氧體磁體介紹永磁鐵氧體磁體是以BaFe12O19、SrFe12O19及其固溶體為基礎的永磁材料，只需外部提供一次充磁能量，就能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，從而向外部持續(xù)提供磁能。永磁鐵氧體磁體按工藝可分為燒結永磁鐵氧體磁體和粘結永磁鐵氧體磁體，其中燒結永磁鐵氧體可分為干壓成型與濕壓成型兩類，粘結永磁鐵氧體磁體可分為擠出型、注射型與壓延成型三類。永磁鐵氧體磁體通常指燒結永磁鐵氧體磁體，是以SrO或BaO及Fe2O3為原料，通過陶瓷工藝（預燒、破碎、制粉、壓制成型、燒結和磨加工）制造而成，可提供穩(wěn)定持久的磁通量，不需要消耗電能，是節(jié)約能源的重要手段之一，是典型的高效、節(jié)能低碳工業(yè)產(chǎn)品。雖然永磁鐵氧體磁體的綜合磁性能相對燒結釹鐵硼永磁材料較弱，但其電阻率高、物理特性穩(wěn)定、環(huán)境耐受力強，同時由于其制備原料豐富，工藝成熟簡單，性價比高，因此在需要大量永磁電機的節(jié)能家電與汽車工業(yè)領域和需要大量電聲器件的消費電子領域得到了廣泛應用。（四）稀土永磁材料介紹稀土永磁材料是一類以稀土金屬元素（RE，即RareEarth，包括釤Sm、釹Nd、鐠Pr等17種元素）與過渡族金屬元素（TM，即TransitionMetals，包括鐵Fe、鈷Co等）所形成的金屬間化合物為基礎的永磁材料，亦稱為稀土金屬間化合物永磁。第一代、第二代稀土永磁材料釤鈷永磁體，具有高矯頑力、高磁能積、高居里溫度等優(yōu)點，采用粉末冶金工藝制備，主要原料為釤、鈷，由于價格昂貴且鈷屬于戰(zhàn)略資源，因此釤鈷永磁體量產(chǎn)和大規(guī)模使用受到了限制，并未得到廣泛應用，目前主要應用于航空航天及國防工業(yè)領域，占比40%以上，5G和高速軌道交通是釤鈷永磁體新的應用增長點。稀土永磁材料中目前應用最為廣泛的為第三代稀土永磁材料，即釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁材料是以金屬間化合物Nd2Fe14B為基礎的第三代稀土永磁材料，其主要成分為鐵（63．9-68．7%）、稀土元素釹（29-32．5%）及硼（1．1-1．2%）。為了獲得不同性能，材料中的釹可用部分鏑（Dy）、鐠（Pr）等其他稀土金屬替代，鐵可被鈷（Co）、鋁（Al）等其他金屬部分替代。Nd2Fe14B化合物具有四方晶體結構，具有高的飽和磁化強度和單軸各向異性場，是釹鐵硼永磁材料永磁特性的主要來源。釹鐵硼永磁材料不僅具有質量輕、體積小、高磁能積等優(yōu)異性能，而且相對于釤鈷永磁體，其機械性能較好，加工方便，成品率高，可在裝配后充磁，同時在成分上以價格相對低廉、儲量豐富的鐵和釹取代了昂貴的戰(zhàn)略物資鈷和資源稀缺的釤，質優(yōu)價廉的特點決定了其巨大的生產(chǎn)潛力和廣闊的應用前景，是迄今為止性價比最高的磁體，在磁學界被譽為磁王。但釹鐵硼永磁材料尚存在居里溫度相對較低、熱穩(wěn)定性不佳、抗腐蝕性較差等缺點，這在一定程度上限制了釹鐵硼永磁材料的應用場景。釹鐵硼永磁材料視生產(chǎn)工藝不同，可分為燒結、粘結和熱壓三類，其中燒結釹鐵硼市場份額超過90%。根據(jù)中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會于2017年10月14日發(fā)布的國家標準《燒結釹鐵硼永磁材料》（GB/T13560-2017），燒結釹鐵硼永磁材料按內(nèi)稟矯頑力大小分為低矯頑力N、中等矯頑力M、高矯頑力H、特高矯頑力SH、超高矯頑力UH、極高矯頑力EH、至高矯頑力TH七類品種。以速凝甩帶法制成，Hcj（KOe）+（BH）max（MGOe）＞60，用于制做中、小、微型特殊用途的永磁電機、傳感器、磁共振儀、高級音像設備等的燒結釹鐵硼永磁材料被收錄于《中國高新技術產(chǎn)品目錄2006》之6-新材料之60100-金屬材料中，編號6010066。行業(yè)內(nèi)通常認為內(nèi)稟矯頑力和最大磁能積之和大于60的燒結釹鐵硼永磁材料屬于高性能釹鐵硼永磁材料。打造新價值鏈，實現(xiàn)互利共贏（一）推進資源地產(chǎn)業(yè)轉型升級完善稀土開發(fā)收益分配機制，加大資源收益在資源地基礎設施建設、培育替代產(chǎn)業(yè)等方面的支持，促進資源地革命老區(qū)、貧困地區(qū)、民族地區(qū)的脫貧攻堅，改善當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活條件。鼓勵企業(yè)在靠近稀土資源地發(fā)展精深加工，由材料加工生產(chǎn)向部件制造、半成品及生產(chǎn)服務業(yè)延伸，增加產(chǎn)品附加值，推進資源地產(chǎn)業(yè)轉型升級。（二）建立新的價值鏈加強稀土供給側結構性改革，穩(wěn)定供需關系，引導價格預期，促進和擴大稀土在節(jié)能、環(huán)保和家電等下游領域的應用需求，實現(xiàn)上下游利益共享、協(xié)同發(fā)展。以資本和技術為紐帶，通過上市、增資、并購等手段整合中高端應用產(chǎn)業(yè)鏈，培育新的應用市場。引導具備條件的稀土企業(yè)開展軍民兩用稀土新材料的研制和生產(chǎn)，推動稀土新材料領域軍民資源共享。加大對品牌稀土產(chǎn)品宣傳推廣力度，引導企業(yè)增強品牌意識，支持企業(yè)爭創(chuàng)著名商標和國際品牌。圍繞互聯(lián)網(wǎng)+發(fā)展戰(zhàn)略，加強稀土產(chǎn)品電子商務平臺建設。應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果顯著（一）應用產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大稀土磁性、催化材料產(chǎn)量年均增幅超過15%，稀土磁性、發(fā)光、儲氫等主要功能材料產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量70%以上。（二）產(chǎn)品性能大幅提升稀土磁性材料綜合性能（磁能積+矯頑力）由60提高到70以上，基本滿足電動汽車、風力發(fā)電設備等需要，汽車尾氣凈化催化器達到國V標準，國產(chǎn)石油裂化催化劑自給率超過90%，LED器件發(fā)光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上。（三）取得一批突破性成果國產(chǎn)汽車尾氣催化劑和器件打入國際知名企業(yè)，稀土脫硝催化劑在電力、鋼鐵、玻璃等工業(yè)窯爐廢氣處理中實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化示范應用，高端稀土激光晶體、閃爍晶體、超高純稀土金屬和化合物、高性能稀土合金等關鍵制備技術取得突破，產(chǎn)品基本滿足重點工程和國防科工的急需。支持創(chuàng)新體系和能力建設，培育行業(yè)新動能（一）完善行業(yè)創(chuàng)新體系充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的核心引領作用，完善以企業(yè)為主體、市場為導向、政產(chǎn)學研用相結合的稀土創(chuàng)新體系，推進建設國家、行業(yè)創(chuàng)新中心和服務平臺。瞄準《中國制造2025》、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等國家戰(zhàn)略和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點，開展原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新，實現(xiàn)稀土功能材料在新一代信息技術、工業(yè)機器人等重點應用領域的突破，培育具有較強創(chuàng)新能力的先進企業(yè)；開展稀土金屬資源高效分離提取、低成本綠色冶煉分離、高端產(chǎn)品制備、廢舊稀土金屬回收等技術與關鍵裝備研究。（二）加強知識產(chǎn)權和標準體系建設加強稀土專利分析與戰(zhàn)略研究、知識產(chǎn)權保護機制研究，構建產(chǎn)業(yè)化導向的稀土技術核心專利和專利池。支持具有自主知識產(chǎn)權的項目開發(fā)，鼓勵企業(yè)申請國外專利。發(fā)揮稀土企業(yè)、科研院所、高校、學術團體和行業(yè)組織在標準制定中的重要作用，完善稀土國內(nèi)標準體系，嚴格執(zhí)行強制性標準，搭建稀土標準化信息平臺，服務行業(yè)管理。發(fā)展的主要機遇主要工業(yè)化國家高