日本磁性材料生產科研走勢

      日本磁性材料生產及應用現狀從總的情況看，在各類磁性材料中，自90年代初期以來，日本除了在新興的第三代稀土永磁體NdFeB上仍有較大發展外，其它磁性材料的產量、產值均為負增長或基本持平。其中，日本鐵氧體軟磁的產量、產值近幾年基本保持在4.6萬噸、7.2億美元左右，其產量約占世界總量的18%，產品主要用于消費類家用電器（包括小家電）、開頭電源及抗電磁干擾等領域。在燒結永磁中，燒結鐵氧體永磁的產量、產值由8.1萬噸、4.2億美元降低到4.8萬噸、2.9億美元，年均分別減少7.1%和5.2%，目前占世界產量的12.6%，產品主要用在汽車、摩托車電機及電聲器件上，燒結稀土永磁由1698噸、3.9億美元增至4600噸、6.1億美元，年增長率分別達15.3%和6.6%，但這種高速增長主要發生在NdFeB永磁上，1999年日本燒結NdFeB6404噸，占世界產量的42.4%，處于*的*地位，產品大部分用在計算機硬盤驅動器（HDD）用音圈電機（VCM）、核磁共振成像儀（MRI）及其它電機上；燒結Sm-Co稀土永磁近年來呈下降趨勢，目前日本年產量約350噸，占世界產量的50%，產品主要用在軍用電子對抗、電機及導航系統上。鑄造AlNiCo永磁由于處在廉價鐵氧體和高性能NdFeB永磁的夾攻中，加之貴金屬Co的價格居高不下，在日本的發展也不樂觀，其產量、產值呈下降趨勢，年均分別減少6.5%和7.4%，目前產量約為1000噸，占世界的16.4%，產品主要用于工作條件惡劣、溫度穩定性要求很高的儀表領域（如汽車傳感器等）。 適應電子信息整機輕、薄、短、小要求而發展起來的粘結永磁，可分為粘結鐵氧體和粘結稀土兩類。其中粘結鐵氧體永磁應用*早、用量*大，但發展趨于平緩，目前日本年產約2萬噸（產值近1.9億美元），占世界產量的33%，傳統用途是電冰箱門封條、復印機和打印機磁輥及各種磁片；粘結Sm-Co永磁60年代末進入市場，在粘結NdFeB出現后其產量明顯下降，但因其熱穩定性好，在精密電機和大功率電機中仍有一席之地，目前日本的產量約70噸，占世界產量的44%，預計今后幾年日本的粘結鐵氧體和粘結Sm-Co的產量將保持相對穩定；在粘結永磁中發展*快的是1987年才開始商品化的各向同性粘結稀土磁體NdFeB，日本的產量由1987年的約15噸增至1999年的930噸左右，年均增長高達45.5%，目前約占世界的60%，產品主要用在HDD、FDD（軟驅）、CD-ROM、DVD-ROM及家電中的微型直流主軸電機和步進電機中。對于性能更優異、潛在應用市場更廣闊的各向異性粘結NdFeB永磁，目前日本三菱和旭化成等公司已開始進行小批量生產。這類磁體將給汽車擋風玻璃雨刮驅動電機、玻璃清潔電機、觀后鏡驅動電機、電動門鎖和電動調節座椅電機等帶來革命性變化。預計2004年日本各向異性粘結NdFeB永磁產量將達到5000噸以上。值得一提的是，從上述指標中雖反映出日本近年來多種磁性材料的產量和產值均為負增長，但這并不意味著日本磁性材料需求量的相應下降，比如鐵氧體永磁，該國正繼續將其生產轉移到海外，以低成本來對付日元升值、勞動力成本增加以及滿足日本在海外生產整機的企業的需求。目前日本在海外工廠生產的鐵氧體永磁已高達8萬噸，加上本土生產的約5萬噸，這就是說其實際產量在13萬噸左右，仍比中國的產量略高，中國要成為真正的世界*尚需持續努力。而在NdFeB永磁上，日本之所以能不斷增長，主要有三方面的原因：一是新用途不斷被開發出來；二是計算機領域的需求量不斷增大；三是國外特別是我國價格低廉的NdFeB永磁（僅為日本產品的1/3左右）無法進入受專利保護的日本市場，使其受沖擊較少。日本約有60家廠商在從事磁性材料的開發與生產，其中TDK公司生產各類磁性材料元器件及磁應用制品，是全球磁性材料品種*全的生產廠家，該公司在鐵氧體軟磁、鐵氧體永磁生產上長期穩居世界*位，其稀土永磁生產也頗具規模（在日本排第三位），是舉世公認的磁性材料王國中的“王中王”。住友特殊金屬公司是世界燒結NdFeB永磁的專利擁有者和*大生產廠家，其AlNiCo永磁在日本也排*位（其次是三菱制鋼公司）。但日本磁性材料行業一些人士評論，日本信越化學工業公司的NdFeB生產有可能趕超住友公司。在粘結稀土永磁的開發生產上，日本精工愛普生公司的年產量>400噸以上，占日本總產量的40%左右；緊跟其后的是大同特殊金屬公司，該公司于1992年停止生產鐵氧體永磁而把重心放在發展粘結稀土永磁上。此外，意欲在永磁方面不落后于其它大公司而對產品結構作調整的還有日立金屬、東北金屬、三菱制鋼等著名磁材公司。日本磁性材料科研進展在鐵氧體軟磁高頻低功耗材料方面，自70-90年代，日本TDK、FDK、東京鐵氧體、川崎制鐵等鐵氧體知名公司已先后開發出四代開關電源用功率鐵氧體材料，目前這些公司都能大批量生產PC40、PC44、PC50等第三、四代材料，其使用頻率一般可達數百kHz-1MHz，為開關電源的小型化作出了顯著貢獻。另外，為適應計算機顯示器和HDTV發展的需要，TDK等公司在90年代初還開發出用于制作回掃變壓器的HV22、HV38、HV45高頻鐵氧體材料，也有極低的功耗和高飽和磁感應強度。在鐵氧體軟磁高磁導率（μi）材料方面，TDK在過去生產H5C2（μi=10000）的基礎上，90年代又先后開發出（μi=13000）、H5D（μi=15000）和H5E（μi=18000）材料；FDK、東京鐵氧體等公司也相繼開發出μi=12000-15000的材料；用這種材料制作的電感器、濾波器、扼流圈、寬帶變壓器和脈沖變壓器，需求量很大，可廣泛用在數字技術和光纖通信等高新技術領域。在鐵氧體抗電磁干擾材料及元件方面，目前TDK公司已開發出6種EMI吸收材料、23個抗EMI器件71個品種，是目前世界上開發生產鐵氧體吸收材料及抗EMI元器件品種*全、水平*高的企業。在鐵氧體永磁方面，盡管日本早已實現“444”即Br≥4000Gs(0.4T)、Hcj≥4000 Oe(320kA/m)、（BH）max≥4MGOe(32kJ/m3)的目標，但因離鐵氧體的理論值還有一段不長不短的路要走，為此許多日本企業仍在想盡辦法推進永磁性能的發展。如TDK公司繼在90年代初率先推出具有世界*水平的FB5、FB6系列材料后，近年又通過選用高純原材料、合理調整配方、摻雜、提高取向和密度嚴格控制產品的顯微結構等措施，使鐵氧體永磁的性能指標再次發生飛躍，已大大接近其理論值（FB9系列）。住友特殊金屬公司對鐵氧體永磁的研制，*近也取得了突破性的進展，已將剩磁（Br）提高到450mTc以上，并將這一技術成果在日本、西歐、我國申請了專利。日本金屬公司緊步后塵也開發出四種與TDK公司FB6系列性能水平大致相當的材料（YBM-6B系列）。日本鐵氧體磁體開發的另一個動向，是從磁性能的改進轉入便入使用的改進上，如發展超大弧度、超長、超厚磁體等等。在NdFeB永磁方面，日本科研開發的方面主要有四方面，一是向高磁能積方向發展，目前批量生產水平在400kJ/m3左右，如TDK的NEOREC-50、住友特金的NEOMAX50、NEOMAX48BH、日立金屬的HIROREX-SUPER52等； 二是向特高內稟短頑力方向發展，如住友特金的28EH、32EH產品，其Hcj超過1000kA/m(25kOe)，工作溫度*高可達240℃；三是研究開發（BH）m≥256kJ/m3、耐腐蝕性優于燒結磁體的各向異性粘結NdFeB永磁；四是積極探索納米復合雙相稀土永磁，向（BH）m≥800kJ/m3的目標邁進。  
 

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