2012年12月19日10:33 来源:人民网-财经频道
钕(Nd)、铁(Fe)及硼(B)类磁铁(以下称钕磁铁)是高性能磁铁的主角,其中的省镝及脱镝(Dy)化在2012年取得了快速进展。日立金属公司、TDK公司及大同电子公司等都在推广完全不含镝或镝含量大幅减少的钕磁铁。
尽管钕磁铁为强力磁铁,但在超过100℃的高温环境中,表示磁铁强度大小的剩磁通密度会大幅降低。因为镝对这种现象具有抑制效果,所以大多数钕磁铁都会添加镝。比如,使用温度高达170~200℃以上的混合动力车(HEV)及纯电动汽车(EV)的驱动马达用产品就按6~10%的重量比添加镝。使用温度不如HEV或EV高的空调压缩机的马达用产品也按4~6%的重量比添加,HDD(硬盘)磁头致动器等使用的产品则按1~2%的重量比添加。
但镝存在很大采购风险。镝的绝大部分产量集中在中国,中国限制出口配额之后,对供应量产生了影响。受其影响,2009年之前价格一直为每公斤100~200美元左右的镝,从2010年开始价格急剧上涨,到了2011年中期,竟然暴涨至每公斤3500美元以上。因价格高涨,镝的采购风险备受关注。进入2012年之后,其价格仍处在每公斤1000美元以上的高位。
在这种形势下,完全不含镝的无镝钕磁铁开始问世。TDK与大同电子分别在2012年7月举行的“TECHNO-FRONTIER 2012”上展出了无镝钕磁铁。
TDK发布了通过将以前为5μ~10μm的磁铁结晶粒径减小至5μm以下来实现无镝化的新产品(图1)。减小结晶粒径,能够提高高温时的剩磁通密度,该公司称,因为需要在生产工艺中进行严格的管理,所以制造起来并不简单。
图1 :TDK的无镝钕磁铁
大同电子制造的钕磁铁不是普通烧结磁铁,而是通过约800℃热锻挤压制造的产品,该公司已宣布开始量产环状无镝磁铁。大同电子称,这种磁铁目前已被FA设备用马达采用。而且,该公司还在推广使用相同材料的板状磁铁(图2)
图2 :大同电子的无镝板状钕磁铁
这种无镝磁铁的目标是取代此前按照1~2%的重量比例添加镝的产品。与其说是不使用镝的技术,倒不如称其为把镝添加量按重量比减少1~2%的技术更为准确。HEV及EV的马达使用的磁铁含有重量比为6~10%的镝,这种磁铁还无法实现无镝化。无镝磁铁的目标是在该应用领域大幅减少镝的含量。
以新制造工艺“PLP” (Press Less Process)为武器涉足钕烧结磁铁业务的日本Intermetallics公司(以下称IMJ),将从2013年1月开始量产镝用量大幅减少的钕磁铁(图3)。该公司称,2013年4月以后上市的HEV或EV(或二者)使用的驱动马达已确定采用这种钕磁铁。
图3 :IMJ量产的省镝磁铁的特性
拥有钕磁铁基本专利的日立金属公司,目前已开始向汽车厂商等提供省镝钕磁铁样品,这种磁铁的镝添加量只占总重量的约1%,却具备与目前镝添加量达到6%的产品相当的磁特性(矫顽力约为2000kA/m)。该公司称,力争2014~2015年作为HEV及EV的驱动马达用磁铁配备在实车上。2012年是钕磁铁的省镝及脱镝化大步前进的一年。(日经技术在线 供稿)