日本磁性材料生產(chǎn)科研走勢(shì)

      日本磁性材料生產(chǎn)及應(yīng)用現(xiàn)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(fā)展外，其它磁性材料的產(chǎn)量、產(chǎn)值均為負(fù)增長(zhǎng)或基本持平。其中，日本鐵氧體軟磁的產(chǎn)量、產(chǎn)值近幾年基本保持在4.6萬噸、7.2億美元左右，其產(chǎn)量約占世界總量的18%，產(chǎn)品主要用于消費(fèi)類家用電器（包括小家電）、開頭電源及抗電磁干擾等領(lǐng)域。在燒結(jié)永磁中，燒結(jié)鐵氧體永磁的產(chǎn)量、產(chǎn)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(chǎn)量的12.6%，產(chǎn)品主要用在汽車、摩托車電機(jī)及電聲器件上，燒結(jié)稀土永磁由1698噸、3.9億美元增至4600噸、6.1億美元，年增長(zhǎng)率分別達(dá)15.3%和6.6%，但這種高速增長(zhǎng)主要發(fā)生在NdFeB永磁上，1999年日本燒結(jié)NdFeB6404噸，占世界產(chǎn)量的42.4%，處于*的*地位，產(chǎn)品大部分用在計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）用音圈電機(jī)（VCM）、核磁共振成像儀（MRI）及其它電機(jī)上；燒結(jié)Sm-Co稀土永磁近年來呈下降趨勢(shì)，目前日本年產(chǎn)量約350噸，占世界產(chǎn)量的50%，產(chǎn)品主要用在軍用電子對(duì)抗、電機(jī)及導(dǎo)航系統(tǒng)上。鑄造AlNiCo永磁由于處在廉價(jià)鐵氧體和高性能NdFeB永磁的夾攻中，加之貴金屬Co的價(jià)格居高不下，在日本的發(fā)展也不樂觀，其產(chǎn)量、產(chǎn)值呈下降趨勢(shì)，年均分別減少6.5%和7.4%，目前產(chǎn)量約為1000噸，占世界的16.4%，產(chǎn)品主要用于工作條件惡劣、溫度穩(wěn)定性要求很高的儀表領(lǐng)域（如汽車傳感器等）。 適應(yīng)電子信息整機(jī)輕、薄、短、小要求而發(fā)展起來的粘結(jié)永磁，可分為粘結(jié)鐵氧體和粘結(jié)稀土兩類。其中粘結(jié)鐵氧體永磁應(yīng)用*早、用量*大，但發(fā)展趨于平緩，目前日本年產(chǎn)約2萬噸（產(chǎn)值近1.9億美元），占世界產(chǎn)量的33%，傳統(tǒng)用途是電冰箱門封條、復(fù)印機(jī)和打印機(jī)磁輥及各種磁片；粘結(jié)Sm-Co永磁60年代末進(jìn)入市場(chǎng)，在粘結(jié)NdFeB出現(xiàn)后其產(chǎn)量明顯下降，但因其熱穩(wěn)定性好，在精密電機(jī)和大功率電機(jī)中仍有一席之地，目前日本的產(chǎn)量約70噸，占世界產(chǎn)量的44%，預(yù)計(jì)今后幾年日本的粘結(jié)鐵氧體和粘結(jié)Sm-Co的產(chǎn)量將保持相對(duì)穩(wěn)定；在粘結(jié)永磁中發(fā)展*快的是1987年才開始商品化的各向同性粘結(jié)稀土磁體NdFeB，日本的產(chǎn)量由1987年的約15噸增至1999年的930噸左右，年均增長(zhǎng)高達(dá)45.5%，目前約占世界的60%，產(chǎn)品主要用在HDD、FDD（軟驅(qū)）、CD-ROM、DVD-ROM及家電中的微型直流主軸電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)中。對(duì)于性能更優(yōu)異、潛在應(yīng)用市場(chǎng)更廣闊的各向異性粘結(jié)NdFeB永磁，目前日本三菱和旭化成等公司已開始進(jìn)行小批量生產(chǎn)。這類磁體將給汽車擋風(fēng)玻璃雨刮驅(qū)動(dòng)電機(jī)、玻璃清潔電機(jī)、觀后鏡驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電動(dòng)門鎖和電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅電機(jī)等帶來革命性變化。預(yù)計(jì)2004年日本各向異性粘結(jié)NdFeB永磁產(chǎn)量將達(dá)到5000噸以上。值得一提的是，從上述指標(biāo)中雖反映出日本近年來多種磁性材料的產(chǎn)量和產(chǎn)值均為負(fù)增長(zhǎng)，但這并不意味著日本磁性材料需求量的相應(yīng)下降，比如鐵氧體永磁，該國正繼續(xù)將其生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到海外，以低成本來對(duì)付日元升值、勞動(dòng)力成本增加以及滿足日本在海外生產(chǎn)整機(jī)的企業(yè)的需求。目前日本在海外工廠生產(chǎn)的鐵氧體永磁已高達(dá)8萬噸，加上本土生產(chǎn)的約5萬噸，這就是說其實(shí)際產(chǎn)量在13萬噸左右，仍比中國的產(chǎn)量略高，中國要成為真正的世界*尚需持續(xù)努力。而在NdFeB永磁上，日本之所以能不斷增長(zhǎng)，主要有三方面的原因：一是新用途不斷被開發(fā)出來；二是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的需求量不斷增大；三是國外特別是我國價(jià)格低廉的NdFeB永磁（僅為日本產(chǎn)品的1/3左右）無法進(jìn)入受專利保護(hù)的日本市場(chǎng)，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(fā)與生產(chǎn)，其中TDK公司生產(chǎn)各類磁性材料元器件及磁應(yīng)用制品，是全球磁性材料品種*全的生產(chǎn)廠家，該公司在鐵氧體軟磁、鐵氧體永磁生產(chǎn)上長(zhǎng)期穩(wěn)居世界*位，其稀土永磁生產(chǎn)也頗具規(guī)模（在日本排第三位），是舉世公認(rèn)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(jié)NdFeB永磁的專利擁有者和*大生產(chǎn)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(yè)一些人士評(píng)論，日本信越化學(xué)工業(yè)公司的NdFeB生產(chǎn)有可能趕超住友公司。在粘結(jié)稀土永磁的開發(fā)生產(chǎn)上，日本精工愛普生公司的年產(chǎn)量>400噸以上，占日本總產(chǎn)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(chǎn)鐵氧體永磁而把重心放在發(fā)展粘結(jié)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(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作調(diào)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(jìn)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(fā)出四代開關(guān)電源用功率鐵氧體材料，目前這些公司都能大批量生產(chǎn)PC40、PC44、PC50等第三、四代材料，其使用頻率一般可達(dá)數(shù)百kHz-1MHz，為開關(guān)電源的小型化作出了顯著貢獻(xiàn)。另外，為適應(yīng)計(jì)算機(jī)顯示器和HDTV發(fā)展的需要，TDK等公司在90年代初還開發(fā)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(yīng)強(qiáng)度。在鐵氧體軟磁高磁導(dǎo)率（μi）材料方面，TDK在過去生產(chǎn)H5C2（μi=10000）的基礎(chǔ)上，90年代又先后開發(fā)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(fā)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(shù)字技術(shù)和光纖通信等高新技術(shù)領(lǐng)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(fā)出6種EMI吸收材料、23個(gè)抗EMI器件71個(gè)品種，是目前世界上開發(fā)生產(chǎn)鐵氧體吸收材料及抗EMI元器件品種*全、水平*高的企業(yè)。在鐵氧體永磁方面，盡管日本早已實(shí)現(xiàn)“444”即Br≥4000Gs(0.4T)、Hcj≥4000 Oe(320kA/m)、（BH）max≥4MGOe(32kJ/m3)的目標(biāo)，但因離鐵氧體的理論值還有一段不長(zhǎng)不短的路要走，為此許多日本企業(yè)仍在想盡辦法推進(jìn)永磁性能的發(fā)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?cè)�材料、合理調(diào)整配方、摻雜、提高取向和密度嚴(yán)格控制產(chǎn)品的顯微結(jié)構(gòu)等措施，使鐵氧體永磁的性能指標(biāo)再次發(fā)生飛躍，已大大接近其理論值（FB9系列）。住友特殊金屬公司對(duì)鐵氧體永磁的研制，*近也取得了突破性的進(jìn)展，已將剩磁（Br）提高到450mTc以上，并將這一技術(shù)成果在日本、西歐、我國申請(qǐng)了專利。日本金屬公司緊步后塵也開發(fā)出四種與TDK公司FB6系列性能水平大致相當(dāng)?shù)牟牧希╕BM-6B系列）。日本鐵氧體磁體開發(fā)的另一個(gè)動(dòng)向，是從磁性能的改進(jìn)轉(zhuǎn)入便入使用的改進(jìn)上，如發(fā)展超大弧度、超長(zhǎng)、超厚磁體等等。在NdFeB永磁方面，日本科研開發(fā)的方面主要有四方面，一是向高磁能積方向發(fā)展，目前批量生產(chǎn)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(nèi)稟短頑力方向發(fā)展，如住友特金的28EH、32EH產(chǎn)品，其Hcj超過1000kA/m(25kOe)，工作溫度*高可達(dá)240℃；三是研究開發(fā)（BH）m≥256kJ/m3、耐腐蝕性優(yōu)于燒結(jié)磁體的各向異性粘結(jié)NdFeB永磁；四是積極探索納米復(fù)合雙相稀土永磁，向（BH）m≥800kJ/m3的目標(biāo)邁進(jìn)。  
 

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