新材料产业介绍解析课件.ppt

1、新材料产业介绍磁性材料邳州市高新区招商局邳州市高新区招商局高新区四大主导产业高新区四大主导产业一目录目录新材料简介及分类新材料简介及分类二常用永磁材料分类常用永磁材料分类三稀土、稀土永磁的发展历史稀土、稀土永磁的发展历史四钕铁硼磁性材料及其应用领域钕铁硼磁性材料及其应用领域五钕铁硼磁性材料的生产工艺钕铁硼磁性材料的生产工艺六国家主要的稀土行业发展政策国家主要的稀土行业发展政策七稀土永磁产业的发展概况稀土永磁产业的发展概况八高新区永磁材料企业介绍高新区永磁材料企业介绍九重点合作企业与研究机构重点合作企业与研究机构十一、高新区四大主导产业一、高新区四大主导产业节能环保节能环保环保环保新材料新材料生

2、物及新医药生物及新医药先进机械制造先进机械制造二、新材料简介及分类二、新材料简介及分类 1.1.什么是新材料？什么是新材料？ 新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。提高材料性能或出现新的性能都

3、可发展成为新材料。 2.2.新材料的分类新材料的分类 按组成成分可分为金属材料、无机非金属材料（按组成成分可分为金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。先进复合材料四大类。 按材料性能分为结构材料和功能材料。按材料性能分为结构材料和功能材料。 结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求；能要求； 功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效

4、应功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应， 以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。 按照新材料的用途和性质，按照新材料的用途和性质，中国新材料产品中国新材料产品与技术指导目录与技术指导目录将新材料产品分为：将新材料产品分为： 1.1.电子信息材料电子信息材料 2.2.节能新材料节能新材料 3.3.纳米材料纳米材料 4.4.先进复合材料先进复合材料 5.5.先进金属材料先进金属材料 6.6.化工新材料化工新材料 7.7.先进陶瓷材

5、料先进陶瓷材料 8.8.碳材料碳材料 9.9.膜材料膜材料 10.10.超导材料超导材料 11.11.生物医用材料生物医用材料 12.12.生态环境材料生态环境材料 13.13.新型建筑材料新型建筑材料 14.14.稀土材料稀土材料 15.15.磁性材料磁性材料 1.1.电子信息材料电子信息材料 （1 1）微电子材料：晶圆、封装料、光刻胶、金丝、浆料）微电子材料：晶圆、封装料、光刻胶、金丝、浆料、电子化学品、电子化学品、IGBTIGBT、功率、功率MOSMOS （2 2）光电子材料：光棒光纤、光器件、光盘、磁记录材）光电子材料：光棒光纤、光器件、光盘、磁记录材料料 （3 3）平板显示材料：偏光

6、片、滤光片、玻璃、液晶、）平板显示材料：偏光片、滤光片、玻璃、液晶、PDPPDP稀土荧光粉、稀土荧光粉、OLEDOLED发光料发光料 （4 4）固态激光材料：人工晶体、非线性光学材料、特种）固态激光材料：人工晶体、非线性光学材料、特种玻璃、镀膜材料玻璃、镀膜材料 2.2.节能新材料节能新材料 （1 1）半导体照明材料：衬底、外延片、）半导体照明材料：衬底、外延片、MOMO源、高纯气体源、高纯气体、封装料、封装料 （2 2）光伏电池材料：多晶硅、单晶硅、薄膜、玻璃）光伏电池材料：多晶硅、单晶硅、薄膜、玻璃 （3 3）新能源材料：燃料电池电极、固体氧化物、二次电）新能源材料：燃料电池电极、固体氧化

7、物、二次电池电极、膜、锂离子聚合物、储氢合金粉及其他储氢材料池电极、膜、锂离子聚合物、储氢合金粉及其他储氢材料 3.3.纳米材料纳米材料 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于当于1010010100个原子紧密排列在一起的尺度。个原子紧密排列在一起的尺度。 4.4.先进复合材料先进复合材料 复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微

8、观）上组成具有新性能的材理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。 金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。 非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维

9、、增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 5.5.先进金属材料先进金属材料 （1 1）超级钢：新普碳、超合金、复相、专用钢、耐高温）超级钢：新普碳、超合金、复相、专用钢、耐高温耐磨耐腐蚀材料、特种材、非晶合金（金属玻璃）耐磨耐腐蚀材料、特种材、非晶合金（金属玻璃） （2 2）贵金属与有色：高纯贵金属、铝镁钛轻合金及材、）贵金属与有色：高纯贵金属、铝镁钛轻合金及材、特种铜材特种铜材 6.6.化工新材料化工新材料 化工新材料是发展信息、航空、航天、能源、生物、汽车化工新材料是发展信息、航空、

10、航天、能源、生物、汽车、建筑、医药等涉及国民经济各个主要领域的重要基础材、建筑、医药等涉及国民经济各个主要领域的重要基础材料，具有广阔的行业发展前景。主要包括有机硅、有机氟料，具有广阔的行业发展前景。主要包括有机硅、有机氟、改性塑料、工程塑料及塑料合金、特种橡胶、特种纤维、改性塑料、工程塑料及塑料合金、特种橡胶、特种纤维、特种涂料、制冷剂、精细化工产品等。、特种涂料、制冷剂、精细化工产品等。 7.7.先进陶瓷材料先进陶瓷材料 主要分为功能陶瓷和结构陶瓷主要分为功能陶瓷和结构陶瓷 功能陶瓷特性：微波、瓷介电子元件、压电、敏感、透明功能陶瓷特性：微波、瓷介电子元件、压电、敏感、透明 结构陶瓷特性：

11、蜂窝、耐磨、高温、高韧、涂层、陶瓷基结构陶瓷特性：蜂窝、耐磨、高温、高韧、涂层、陶瓷基复合复合 8.8.碳材料碳材料 主要分为传统碳材料、新型碳材料和碳纳米材料主要分为传统碳材料、新型碳材料和碳纳米材料 传统碳材料：人靠石墨、活性炭、炭黑传统碳材料：人靠石墨、活性炭、炭黑 新型碳材料：碳纤维、玻璃碳、热解碳、高密度各向同性新型碳材料：碳纤维、玻璃碳、热解碳、高密度各向同性石墨、碳复合材料石墨、碳复合材料 碳纳米材料：富勒烯、碳纳米管碳纳米材料：富勒烯、碳纳米管 9.9.膜材料膜材料 膜结构材料是由基布和涂层两部分组成膜结构材料是由基布和涂层两部分组成. .基布主要采用聚基布主要采用聚酯纤维和玻

12、璃纤维材料酯纤维和玻璃纤维材料; ;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。乙烯。 10.10.超导材料超导材料 超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有2828种元素和种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。几千种合金和化合物可以成为超导体。 11.11.生物医用材料生物医用材料 生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人

13、工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。研。 12.12.生态环境材料生态环境材料 生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料。良好的环境协调性是指资源、能源消耗少协调性的材料。良好的环境协调性是指资源、能源消耗少，环

14、境污染小，再生循环利用率高。，环境污染小，再生循环利用率高。 13.13.新型建筑材料新型建筑材料 “新型建筑材料新型建筑材料”，简称新型建材，是区别于传统的砖瓦，简称新型建材，是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，行业内将新型建筑材、灰砂石等建材的建筑材料新品种，行业内将新型建筑材料的范围作了明确的界定，即新型建筑材料主要包括新型料的范围作了明确的界定，即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料四大类。装修材料四大类。 14.14.稀土材料稀土材料 稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中

15、发现的，稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的，“土土”是按当时的习惯，称不溶于水的物质，故称稀土。以是按当时的习惯，称不溶于水的物质，故称稀土。以稀土元素为材料的叫做稀土材料。稀土元素为材料的叫做稀土材料。 15.15.磁性材料磁性材料 磁性材料，通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老磁性材料，通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老而用途十分广泛的功能材料。磁性材料按磁化后去磁的难而用途十分广泛的功能材料。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁材料和硬磁材料（永磁材料）。磁化后容易易可分为软磁材料和硬磁材料（永磁材料）。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁去

16、掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小，硬磁性材料剩磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小，硬磁性材料剩磁较大。较大。 磁性材料的分类磁性材料的分类 软磁材料软磁材料功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。因此，对这类材料要求有功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。因此，对这类材料要求有较高的磁导率和磁感应强度，同时磁滞回线的面积或磁损耗要小。较高的磁导率和磁感应强度，同时磁滞回线的面积或磁损耗要小。 永磁材料永磁材料经外磁场磁化以后，即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部经外磁场磁化以后，即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的

17、磁性。对这类材料的要求是剩余磁感应强度或大部原磁化方向的磁性。对这类材料的要求是剩余磁感应强度B Br r高高，矫顽力，矫顽力B BH HC(C(即磁性材料抗退磁能力即磁性材料抗退磁能力) )强，磁能积强，磁能积(BH(BH）大。）大。 旋磁材料旋磁材料具有独特的微波磁性，如导磁率的张量特性、法拉第旋转、共振吸收具有独特的微波磁性，如导磁率的张量特性、法拉第旋转、共振吸收、场移、相移、双折射和自旋波等效应。、场移、相移、双折射和自旋波等效应。 压磁材料压磁材料这类材料的特点是在外加磁场作用下会发生机械形变，故又称磁致伸这类材料的特点是在外加磁场作用下会发生机械形变，故又称磁致伸缩材料，它的功能

18、是作磁声或磁力能量的转换。缩材料，它的功能是作磁声或磁力能量的转换。三、常用的永磁材料分类三、常用的永磁材料分类 铝镍钴类永磁合金铝镍钴类永磁合金 铁铬钴系永磁合金铁铬钴系永磁合金 永磁铁氧体永磁铁氧体 稀土永磁材料稀土永磁材料 复合永磁材料复合永磁材料 铝镍钴类永磁合金铝镍钴类永磁合金 以铁、镍、铝元素为主要成分，还含有铜、钴、以铁、镍、铝元素为主要成分，还含有铜、钴、钛等元素。具有高剩磁和低温度系数，磁性稳定钛等元素。具有高剩磁和低温度系数，磁性稳定。分铸造合金和粉末烧结合金两种。分铸造合金和粉末烧结合金两种。2020世纪世纪30306060年代应用较多，现多用于年代应用较多，现多用于仪表

19、仪表工业中制造工业中制造磁电磁电系仪表系仪表、流量计流量计、微特电机微特电机、继电器继电器等。等。 铁铬钴系永磁合金铁铬钴系永磁合金 以铁、铬、钴元素为主要成分，还含有钼和少量以铁、铬、钴元素为主要成分，还含有钼和少量的钛、硅元素。其加工性能好，可进行冷热塑性的钛、硅元素。其加工性能好，可进行冷热塑性变形，磁性类似于铝镍钴系永磁合金，并可通过变形，磁性类似于铝镍钴系永磁合金，并可通过塑性变形和热处理提高磁性能。用于制造塑性变形和热处理提高磁性能。用于制造各种截各种截面小、形状复杂的小型面小、形状复杂的小型磁体磁体元件元件。 永磁铁氧体永磁铁氧体 主要有钡铁氧体和锶铁氧体，其电阻率高、矫顽主要有

20、钡铁氧体和锶铁氧体，其电阻率高、矫顽力大，能有效地应用在大气隙磁路中，特别适于力大，能有效地应用在大气隙磁路中，特别适于作小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不作小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不含贵金属镍、钴等，原材料来源丰富，工艺简单含贵金属镍、钴等，原材料来源丰富，工艺简单，成本低，可代替铝镍钴永磁体制造，成本低，可代替铝镍钴永磁体制造磁分离器磁分离器、磁推轴承磁推轴承、扬声器扬声器、微波器件微波器件等。但其最大磁能等。但其最大磁能积较低，温度稳定性差，质地较脆、易碎，不耐积较低，温度稳定性差，质地较脆、易碎，不耐冲击振动，不宜作测量仪表及有精密要求的磁性冲击振动，不宜作测量仪表

21、及有精密要求的磁性器件。器件。 稀土永磁材料稀土永磁材料 主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。主要主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料。主要用于用于低速转矩电动机低速转矩电动机、启动电动机启动电动机、传感器传感器、磁磁推轴承推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料，其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前土永磁材料，其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高，不易碎，有较好的机械性能，合金密度低者高，不易碎，有较好的机械性能，合金密度低，有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超，有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性温度系数较高，限制了它的应小

22、型化。但其磁性温度系数较高，限制了它的应用。用。 钕铁硼永磁材料按生产工艺不同分为以下三种钕铁硼永磁材料按生产工艺不同分为以下三种 （1 1）、烧结钕铁硼（）、烧结钕铁硼（Sintered NdFeBSintered NdFeB）烧结钕铁硼烧结钕铁硼永磁体经过气流磨制粉后冶炼而成，矫顽力值很高，且拥永磁体经过气流磨制粉后冶炼而成，矫顽力值很高，且拥有极高的磁性能，其最大磁能积有极高的磁性能，其最大磁能积(BHmax)(BHmax)高过铁氧体高过铁氧体(Ferrite)10(Ferrite)10倍以上。其本身的机械性能亦相当之好，可倍以上。其本身的机械性能亦相当之好，可以切割加工不同的形状和钻孔

23、。高性能产品的最高工作温以切割加工不同的形状和钻孔。高性能产品的最高工作温度可达度可达200200摄氏度。由于它的物质含量容易导致锈蚀，所摄氏度。由于它的物质含量容易导致锈蚀，所以根据不同要求必须对表面进行不同的凃层处理。以根据不同要求必须对表面进行不同的凃层处理。( (如镀如镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等) )。非。非常坚硬和脆，有高抗退磁性，高成本常坚硬和脆，有高抗退磁性，高成本/ /性能比例，不适用性能比例，不适用于高工作温度（于高工作温度（200200）。）。 （2 2）、粘结钕铁硼（）、粘结钕铁硼（Bonded NdFeBB

24、onded NdFeB）粘结钕粘结钕铁硼是将钕铁硼粉末与树脂、塑胶或低熔点金属铁硼是将钕铁硼粉末与树脂、塑胶或低熔点金属等粘结剂均匀混合，然后用压缩、挤压或注射成等粘结剂均匀混合，然后用压缩、挤压或注射成型等方法制成的复合型钕铁硼永磁体。产品一次型等方法制成的复合型钕铁硼永磁体。产品一次成形，无需二次加工、可直接做成各种复杂的形成形，无需二次加工、可直接做成各种复杂的形状。粘结钕铁硼的各个方向都有磁性，可以加工状。粘结钕铁硼的各个方向都有磁性，可以加工成钕铁硼压缩模具和注塑模具。精密度高、磁性成钕铁硼压缩模具和注塑模具。精密度高、磁性能极佳、耐腐蚀性好、温度稳定性好。能极佳、耐腐蚀性好、温度稳

25、定性好。 （3 3）、注塑钕铁硼（）、注塑钕铁硼（Zhusu NdFeBZhusu NdFeB）有极高有极高之精确度、容易制成各向异性形状复杂的薄壁环之精确度、容易制成各向异性形状复杂的薄壁环或薄磁体。或薄磁体。 复合永磁材料复合永磁材料 由永磁性物质粉末和作为粘结剂的塑性物质复合由永磁性物质粉末和作为粘结剂的塑性物质复合而成。由于其含有一定比例的粘结剂，故其磁性而成。由于其含有一定比例的粘结剂，故其磁性能比相应的没有粘结剂的磁性材料显著降低。除能比相应的没有粘结剂的磁性材料显著降低。除金属复合永磁材料外，其他复合永磁材料由于受金属复合永磁材料外，其他复合永磁材料由于受粘结剂耐热性所限，使用温

26、度较低，一般不超过粘结剂耐热性所限，使用温度较低，一般不超过150 150 。但复合永磁材料尺寸精度高，机械性能。但复合永磁材料尺寸精度高，机械性能好，磁体各部分性能均匀性好，易于进行磁体径好，磁体各部分性能均匀性好，易于进行磁体径向取向和多极充磁。主要用于向取向和多极充磁。主要用于制造仪器仪表制造仪器仪表、通、通信设备、信设备、旋转机械旋转机械、磁疗器械磁疗器械及及体育用品体育用品等。等。 什么是稀土？什么是稀土？ 1.1.稀土是稀土是1717种金属的合称；种金属的合称； 2.2.元素各具有特异的光、电、磁和催化剂等性能元素各具有特异的光、电、磁和催化剂等性能，具有神奇的作用；，具有神奇的作

27、用； 3.3.世界上每六项发明就有一项与稀土有关；世界上每六项发明就有一项与稀土有关； 4.4.在军事方面，更有着不可替代的作用，是重要在军事方面，更有着不可替代的作用，是重要战略资源；战略资源； 5.5.中东有石油，中国有稀土。中东有石油，中国有稀土。元素元素序号序号化学化学符号符号名称名称英文名称英文名称应用范围应用范围21Sc钪Scandium铝钪合金（用于制造航天器械、水银灯配件）39Y钇Yttrium钇铝石榴石（YAG）、YBCO高温超导体、钇铁石榴石（YIG）57La镧Lanthanum高折射率玻璃、燧石、氢气储藏装置、电池电极、相机镜片、石油提炼液体催化过程（FCC）催化剂58C

28、e铈Cerium氧化剂、抛光粉、玻璃和瓷器的黄色染料、石油提炼液体催化过程（FCC）催化剂59Pr镨Prageodymium稀土磁铁、激光、玻璃和珐琅制品染料、燧石60Nd钕Neodymium稀土磁铁、激光、玻璃和瓷器的紫色染料、陶瓷电容器61Pm钷Promethium核电池62Sm钐Samarium稀土磁铁、激光、中子捕获装置、激微波元素元素序号序号化学化学符号符号名称名称英文名称英文名称应用范围应用范围63Eu铕Europium红色和蓝色的荧光粉、激光、水银灯部件64Gd钆Gadolinium稀土磁铁、高折射指数玻璃、石榴石、激光、X射线管、电脑记忆体、中子捕获装置65Tb铽Terbium

29、绿色荧光粉、激光、荧光灯66Dy镝Dyasprosium稀土磁铁、激光67Ho钬Holmium激光68Er铒Erbium激光、钒钢69Tm铥Thulium便携式X射线机70Yb镱Ytterbium红外线激光、还原剂71Lu镥Lutetium高折射率玻璃 我国的稀土分布我国的稀土分布 三大基地：三大基地： 1.1.以包头混合型稀土矿为原料形成的北方以包头混合型稀土矿为原料形成的北方稀土生产基地，年分离能力约稀土生产基地，年分离能力约8 8万吨；万吨； 2.2.以南方七省的离子型矿为原料的中重稀以南方七省的离子型矿为原料的中重稀土生产基地，年分离能力为土生产基地，年分离能力为6 6万吨；万吨； 3

30、.3.以四川冕宁氟碳铈矿为原料的氟碳铈矿以四川冕宁氟碳铈矿为原料的氟碳铈矿生产基地，年分离约生产基地，年分离约3 3万吨。万吨。 什么是稀土永磁？什么是稀土永磁？ 稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。得的一种磁性材料。四、稀土、稀土永磁的发展历史四、稀土、稀土永磁的发展历史 我国的稀土发展：我国的稀土发展： 1.1.始于始于2020世纪世纪5050年代，工艺技术落后，只能出口矿年代，工艺技术落后，只

31、能出口矿石；石； 2.19722.1972年徐光宪教授实现了分离稀土技术的突破；年徐光宪教授实现了分离稀土技术的突破； 3.203.20世纪世纪8080、9090年代，稀土开发得到了迅猛发展，年代，稀土开发得到了迅猛发展，高峰时占世界产能的高峰时占世界产能的97%97%； 4.4.分离技术领先，应用技术落后。分离技术领先，应用技术落后。 稀土永磁的发展：稀土永磁的发展： 19631963年美国人发现了钐钴永磁为第一代稀土永磁年美国人发现了钐钴永磁为第一代稀土永磁，最大磁能积超过，最大磁能积超过199KJ/m199KJ/m3 3； 19731973年又出现了性能更好的第二代稀土永磁，最年又出现了

32、性能更好的第二代稀土永磁，最大磁能积已达大磁能积已达258.6KJ/m258.6KJ/m3 3； 19831983年日本住友特殊金属公司和美国通用公司各年日本住友特殊金属公司和美国通用公司各自研制成功钕铁硼永磁，最大磁能积高达自研制成功钕铁硼永磁，最大磁能积高达431.3KJ/m431.3KJ/m3 3，称为第三代稀土永磁，被誉为，称为第三代稀土永磁，被誉为“万万磁之王磁之王”。 近年来研发的纳米晶双相复合永磁材料，其理论近年来研发的纳米晶双相复合永磁材料，其理论磁能积可达磁能积可达1090KJ/m1090KJ/m3 3，是任何一种单相永磁材料，是任何一种单相永磁材料所无法达到的。所无法达到的

33、。第一代SmCo5第二代Sm2Co17第三代Nd2Fe14B第四代Nd2Fe14B/-FeNd2Fe14B/Fe3B纳米晶双相复纳米晶双相复合永磁材料合永磁材料五、钕铁硼磁性材料及其应用领域五、钕铁硼磁性材料及其应用领域 钕铁硼磁性材料是钕、氧化铁等的合金，又称磁钕铁硼磁性材料是钕、氧化铁等的合金，又称磁钢。作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其钢。作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为优异的磁性能而被称为“万磁之王万磁之王”。 钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技度的优点使钕铁硼永磁

34、材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。成为可能。 钕铁硼磁性材料的应用领域：钕铁硼磁性材料的应用领域： 电声领域：扬声器、受话器、传声器、报警器、舞台音响电声领域：扬声器、受话器、传声器、报警器、舞台音响、汽车音响等。、汽车音响等。 电子电器：永磁机构真空断路器、磁保持继电器、电度表电子电器：永磁机构真空断路器、磁保持继电器、电度表、水表、计声器、干簧管、传感器等。、水表、计声器、干簧管、传感器等。 电机领域：电机领域：VCMVCM、

35、CDDVD-ROMCDDVD-ROM、发电机、电动机、伺服电机、发电机、电动机、伺服电机、微型电机、马达、振动马达等。、微型电机、马达、振动马达等。 机械设备：磁分离、磁选机、磁吊、磁力机械等。机械设备：磁分离、磁选机、磁吊、磁力机械等。 医疗保健：核磁共振仪、医疗器械、磁疗保健品、磁化节医疗保健：核磁共振仪、医疗器械、磁疗保健品、磁化节油等。油等。 其它行业：磁化防蜡器、管道除垢器、磁夹具、自动麻将其它行业：磁化防蜡器、管道除垢器、磁夹具、自动麻将机、磁性锁具、门窗磁、箱包磁、皮具磁、玩具磁、工具机、磁性锁具、门窗磁、箱包磁、皮具磁、玩具磁、工具磁、工艺礼品包装等。磁、工艺礼品包装等。 钕铁

36、硼磁性材料最主要的应用领域是钕铁硼磁性材料最主要的应用领域是VCMVCM（音圈马（音圈马达），目前国外生产的烧结钕铁硼磁体约有一半达），目前国外生产的烧结钕铁硼磁体约有一半用于用于VCMVCM。除。除VCMVCM以外，应用较多的领域是电动机以外，应用较多的领域是电动机和发电机，随着汽车工业的发展，今后这一领域和发电机，随着汽车工业的发展，今后这一领域对钕铁硼磁体的需求量将有较大增长。对钕铁硼磁体的需求量将有较大增长。 稀土永磁电机市场潜力大，是国内尚未充分开发稀土永磁电机市场潜力大，是国内尚未充分开发的巨大领域。目前稀土永磁电机约有的巨大领域。目前稀土永磁电机约有200200万万kWkW，只，

37、只相当于各类电机总容量相当于各类电机总容量4 4亿亿kWkW的的0.5%0.5%。若用稀土高。若用稀土高效节电机替代老式效节电机替代老式J-JOJ-JO及及J2-JO2J2-JO2系列电机的系列电机的50%50%，即即1 1亿亿kWkW，则约需高性能烧结钕铁硼磁体，则约需高性能烧结钕铁硼磁体5 5万吨。万吨。使用稀土永磁高效电机可节能使用稀土永磁高效电机可节能15%-20%15%-20%，减轻电机，减轻电机重量重量20%20%以上。稀土永磁高效电机已列为科技部以上。稀土永磁高效电机已列为科技部 稀土应用工程稀土应用工程 重点项目。重点项目。阿尔法磁谱仪阿尔法磁谱仪-2-2 阿尔法磁谱仪是一台先

38、进技术的宇宙射线探测仪阿尔法磁谱仪是一台先进技术的宇宙射线探测仪，设计者是华裔物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇，设计者是华裔物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中，其设计和建造的初衷是寻找宇宙中的反物质中，其设计和建造的初衷是寻找宇宙中的反物质和躲藏在黑暗中的暗物质，磁谱仪安装在国际空和躲藏在黑暗中的暗物质，磁谱仪安装在国际空间站的外部主桁架上，最初的磁铁仅仅能发挥几间站的外部主桁架上，最初的磁铁仅仅能发挥几年的功效，更换后的永久磁铁能够运转更长的时年的功效，更换后的永久磁铁能够运转更长的时间。间。六、钕铁硼磁性材料的生产工艺六、钕铁硼磁性材料的生产工艺 近几年近几年, , 国内部分口岸的监管部门相继发现

39、并查国内部分口岸的监管部门相继发现并查扣了多批以稀土精矿、稀土铁合金、稀土氧化物扣了多批以稀土精矿、稀土铁合金、稀土氧化物等名义报关进口的钕铁硼废料。由于这类废物没等名义报关进口的钕铁硼废料。由于这类废物没有列入我国允许进口的废物目录中有列入我国允许进口的废物目录中, , 根据根据固体固体废物污染环境防治法废物污染环境防治法及相关规定及相关规定, , 钕铁硼废料钕铁硼废料是目前我国不能进口的。但大量的钕铁硼废料进是目前我国不能进口的。但大量的钕铁硼废料进口说明了它的商业特性和资源特性。钕铁硼永磁口说明了它的商业特性和资源特性。钕铁硼永磁材料主要成分为稀土、铁、硼材料主要成分为稀土、铁、硼, ,

40、 其中稀土主要为其中稀土主要为金属钕金属钕, , 也可用部分镝、镨等其他稀土金属替代也可用部分镝、镨等其他稀土金属替代, , 铁也可被钴、铝等替代。铁也可被钴、铝等替代。 钕铁硼的工业生产方法主要有烧结法和粘结法两钕铁硼的工业生产方法主要有烧结法和粘结法两大类大类, , 由于烧结钕铁硼的产量比粘结钕铁硼要大由于烧结钕铁硼的产量比粘结钕铁硼要大得多得多, , 因此因此, , 烧结钕铁硼生产过程是废料的主要烧结钕铁硼生产过程是废料的主要来源来源, , 烧结钕铁硼的生产工艺如下图所示：烧结钕铁硼的生产工艺如下图所示：配料冶炼与铸锭粗破制粉磁场取向与压型烧结性能检测回火机械加工与表面处理 钕铁硼生产过

41、程从原料预处理到最后产品检测钕铁硼生产过程从原料预处理到最后产品检测, , 每一步都不可避免地产生废料或废品。每一步都不可避免地产生废料或废品。 (1) (1) 原料预处理工序中产生各种单一原料的损耗原料预处理工序中产生各种单一原料的损耗物物, , 如金属钕、纯铁、硼铁、金属镝、钴等。如金属钕、纯铁、硼铁、金属镝、钴等。 (2) (2) 制粉过程的同时进行分级制粉过程的同时进行分级, , 粒径大于要求的粒径大于要求的颗粒返回气流磨进行处理颗粒返回气流磨进行处理, ,粒径小于要求的颗粒被粒径小于要求的颗粒被分出来分出来, , 粉粒构成了碎屑的一部分；粉粒构成了碎屑的一部分； (3) (3) 磁场

42、取向和压型中按照产品要求将粉末压制磁场取向和压型中按照产品要求将粉末压制成一定形状与尺寸的压坯并保持在磁场取向中获成一定形状与尺寸的压坯并保持在磁场取向中获得的晶体取向度得的晶体取向度, , 在压坯从模具中脱模时在压坯从模具中脱模时, , 由于由于脱模不完全脱模不完全, , 会产生一些缺角、开裂等形状缺陷会产生一些缺角、开裂等形状缺陷的残次品；的残次品； (4) (4) 烧结过程使压坯发生一系列的物理化学变化烧结过程使压坯发生一系列的物理化学变化, , 如粉末颗粒表面吸附气体被排除、有机物蒸发与如粉末颗粒表面吸附气体被排除、有机物蒸发与挥发、应力消除、粉末颗粒表面氧化物还原、变挥发、应力消除、

43、粉末颗粒表面氧化物还原、变形颗粒回复和再结晶等形颗粒回复和再结晶等, , 在这些过程中容易产生在这些过程中容易产生因内应力消除不完全造成的开裂等形状缺陷的残因内应力消除不完全造成的开裂等形状缺陷的残次品次品, , 也会产生因磁性能不合格的残次品；也会产生因磁性能不合格的残次品； (5)(5)机械加工过程中的切割和打磨产生一部分碎机械加工过程中的切割和打磨产生一部分碎屑；屑； (6)(6)表面处理表面处理( ( 镀铜、镀镍、镀锌等镀铜、镀镍、镀锌等) )的不合格的不合格品；品； (7) (7) 在一些工序中被严重氧化的钕铁硼废料在一些工序中被严重氧化的钕铁硼废料, , 如熔炼铸锭工序产生的氧化皮

44、、在制粉工序产如熔炼铸锭工序产生的氧化皮、在制粉工序产生的超细粉由于暴露空气中而着火的磁粉生的超细粉由于暴露空气中而着火的磁粉, , 在在磁场成型时散落的合金粉磁场成型时散落的合金粉, , 机加工工序中的磨机加工工序中的磨削粉等。全流程产生废料大约为削粉等。全流程产生废料大约为30%30%40%40%。在。在这些环节中，机加工所产生的废料占全部废料这些环节中，机加工所产生的废料占全部废料的的80-90%80-90%。除此之外也有来源于钕铁硼磁性产。除此之外也有来源于钕铁硼磁性产品的设备报废后的回收物。品的设备报废后的回收物。 目前常用的钕铁硼废料回收工艺，根据磁性废料目前常用的钕铁硼废料回收工

45、艺，根据磁性废料的组分及特性的组分及特性, , 第一步是采用硫酸溶解、硫酸钠第一步是采用硫酸溶解、硫酸钠复盐沉淀、草酸转化、烘干煅烧等工艺过程获得复盐沉淀、草酸转化、烘干煅烧等工艺过程获得氧化钕氧化钕, , 工艺流程如下图工艺流程如下图：焙烧细磨酸溶复盐沉淀草酸转化烘干煅烧氧化钕产品钕铁硼废料钕铁硼废料硫酸硫酸硫酸钠硫酸钠草酸草酸 该工艺流程稳定可行，具有工艺流程短，设备少该工艺流程稳定可行，具有工艺流程短，设备少， 易于解决，作业简便且稳定；产品质量好易于解决，作业简便且稳定；产品质量好(Nd2O395%)(Nd2O395%)，回收率高，回收率高( 85%)( 85%)；原辅材料耗；原辅材料

46、耗量少，产品成本低等特点。工艺过程完全闭环量少，产品成本低等特点。工艺过程完全闭环, , 基本可以达到无排放、成本低、无污染。基本可以达到无排放、成本低、无污染。 我国稀土矿存在过度开采等现象我国稀土矿存在过度开采等现象, , 造成生态破坏造成生态破坏和环境污染。利用钕铁硼废料有利于保护我国矿和环境污染。利用钕铁硼废料有利于保护我国矿山环境和矿产资源。山环境和矿产资源。七、国家主要的稀土行业发展政七、国家主要的稀土行业发展政策策 20112011年国务院出台了年国务院出台了关于促进稀土行业持续健关于促进稀土行业持续健康发展的法律法规若干意见康发展的法律法规若干意见的文件（国发的文件（国发201

47、120111212号）。文件指出，稀土是不可再生的重号）。文件指出，稀土是不可再生的重要战略资源，在新能源、新材料、节能环保、航要战略资源，在新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等领域的应用日益广泛。有效空航天、电子信息等领域的应用日益广泛。有效保护和合理利用稀土资源，对于保护环境，加快保护和合理利用稀土资源，对于保护环境，加快培育发展战略性新兴产业，改造提升传统产业，培育发展战略性新兴产业，改造提升传统产业，促进稀土行业持续健康发展，具有十分重要的意促进稀土行业持续健康发展，具有十分重要的意义。义。 其中提出了六条重要意见，概述如下：其中提出了六条重要意见，概述如下： 1 1、明确指

48、导思想、基本原则和发展目标。、明确指导思想、基本原则和发展目标。 2 2、关于建立健全行业监管体系，加强和改善行业、关于建立健全行业监管体系，加强和改善行业管理。管理。 3 3、依法开展稀土专项整治，切实维护良好的行业、依法开展稀土专项整治，切实维护良好的行业秩序。秩序。 4 4、关于加快稀土行业整合，调整优化产业结构。、关于加快稀土行业整合，调整优化产业结构。 5 5、加强稀土资源储备，大力发展稀土应用产业。、加强稀土资源储备，大力发展稀土应用产业。 6 6、加强组织领导，营造良好的发展环境。、加强组织领导，营造良好的发展环境。八、稀土永磁产业的发展概况八、稀土永磁产业的发展概况 一、稀土永

49、磁产业的发展一、稀土永磁产业的发展现状现状 1.1.行业供给市场分析行业供给市场分析 1)1)行业生产规模行业生产规模 2001-20122001-2012年，我国稀土永磁年，我国稀土永磁材料的生产规模不断扩大，从材料的生产规模不断扩大，从20012001年的产量不足年的产量不足1 1万吨到万吨到20122012年的年的9.629.62万吨，万吨，1111年期间年期间增长了近增长了近1010倍。倍。 20102010年，我国稀土永磁材料产量为年，我国稀土永磁材料产量为8260082600吨（实物吨（实物），比），比20092009年增长年增长48.56%48.56%，其中：烧结钕铁硼磁，其中：

50、烧结钕铁硼磁体体7800078000吨，较吨，较20092009年增长年增长50%50%；粘结钕铁硼磁体；粘结钕铁硼磁体40004000吨，较吨，较20092009年增长年增长33.33%33.33%；钐钴磁体；钐钴磁体600600吨，吨，与与20092009持平。持平。20112011年，我国稀土永磁材料产量年，我国稀土永磁材料产量8.858.85万吨，已超过世界总产量的万吨，已超过世界总产量的85%85%，粘结钕铁硼，粘结钕铁硼的产量为的产量为44004400吨左右。吨左右。20132013年，我国的稀土永磁年，我国的稀土永磁材料为材料为9.439.43万吨。万吨。2009年年2013年中