稀土功能材料作为我国最具有资源特色的关键战略材料之一,是支撑新一代信息技术、航空航天与现代武器装备、先进轨道交通、节能与新能源汽车、高性能医疗器械等高技术领域的核心材料。按照应用领域,稀土功能材料主要包括永磁材料、催化材料、发光材料、储氢材料和抛光材料。另外,高纯稀土金属及合金靶材、电极材料、陶瓷材料、屏蔽材料和抗菌材料等也开始受到广泛关注。
本世纪以来我国长期占据全球稀土消费量第一的位置,2022年消费量占全球的75%,较2000相比增长了近10倍。2022年中国稀土下游消费主要包括永磁材料、冶金机械、石油化工、抛光材料、玻璃陶瓷、储氢、催化、发光材料,其中永磁材料需求最多,占比达到42%。
稀土永磁材料是稀土领域发展最快、产业规模最大最完整的发展方向。经过50多年的发展,已经形成具有实用价值的三代稀土永磁材料,并伴随着磁性能的三次重大突破。第一代稀土永磁材料以SmCo5合金为代表,第二代稀土永磁材料以Sm2Co17合金为代表,第三代稀土永磁材料以NdpFeg4B合金为主要代表。其中,第一代和第二代稀土永磁材料统称为够钴永磁材料,第三代统称为钦铁硼永磁材料。
第一代、第二代稀土永磁材料钤钴永磁体由于价格昂贵且属于战略资源,因此其量产和大规模使用受到了限制,目前主要应用于航空航天及国防工业领域,5G和高速轨道交通是新应用增长点。
第三代稀土永磁材料,即钦铁硼永磁材料,目前应用最为广泛。Nd2Feu4B化合物是四方晶体结构,具有高饱和磁化强度和单轴各向异性场,是钦铁硼永磁材料永磁特性的主要来源。为了获得不同性能,材料中的钦可用部分镝(Dy)、错(Pr)等其他稀土金属替代,铁可被钴(Co)、铝(AI)等其他金属部分替代。
我国是稀土永磁材料的主要生产国和出口国。根据海关总署数据,2016-2024年我国稀土永磁材料出口数量整体呈增长态势,从2016年2.7万吨增长到2024年5.8万吨,年均复合增长率为10%。进口方面,我国稀土永磁材料进口数量相对较少,且2019年以来下降明显,2023年进口0.19万吨,同比减少9.4%; 2024年进口0.2万吨。总体来看,我国稀土永磁材料以出口为主,稀土产业链向高附加值的中下游产品转型。
钦铁硼永磁材料属高性能的稀土材料,从20世纪80年代问世,就凭借其卓越的磁性能快速占领永磁材料市场,拥有着“永磁王冠”的美称,也由于它具备高剩磁、高矫顽力、高磁能积的特点,被广泛应用于新能源汽车、风能发电、节能家电和信息产业等高新技术领域。
钦铁硼永磁材料按其制造工艺不同可分为烧结、粘结和热压三类,该三类在制造工艺、性能和应用领域方面存在显著差异。烧结钦铁硼永磁材料采用的是粉末冶金工艺,熔炼后的合金制成粉末并在磁场中压制成压胚,压胚在惰性气体或真空中烧结达到致密化;粘结钦铁硼是将永磁体粉碎,与塑料混合,在磁场中压制成型;热压钦铁硼永磁材料是通过热挤压、热变形工艺制成的磁性能较高的磁体。
我国拥有全球最大的稀土储量和产量,具有生产钦铁硼永磁材料的原材料优势。2023年,中国钦铁硼永磁材料产量为25万吨,较2022年同比增长10%。
稀土永磁材料高端应用市场的快速发展也在推动着钦铁硼磁体制备技术的革新,尤其是对于磁体在高工作温度下长期服役的要求越来越高。内禀矫顽力(Hcj)是体现钦铁硼磁体抵抗热退磁能力大小的重要指标,理论上钦铁硼磁铁应具有高矫顽力,以承受高工作温度下的退磁场。
烧结铵铁硼永磁体根据内禀矫顽力的不同可分为七个系列:N、M、H、SH、UH、EH和TH,越靠后的系列内禀矫顽力越大。
价格方面,从近一年的价格走势来看,烧结钦铁硼各种产品价格在2023年初至今呈现下降的态势。但长期来看,随着高性能磁材在新能源汽车、风力发电、工业机器人、节能变频空调等下游应用领域需求的快速增长,高性能铵铁硼行业将会迎来高速发展期,铵铁硼永磁材料行业需求将持续增长,市场规模持续扩大。
竞争格局方面,全球稀土磁性材料生产企业有日本的日立金属株式会社、TDK株式会社、信越化学工业株式会社,德国VAC以及加拿大的麦格昆兹。国内铵铁硼磁性材料企业数量较多,目前已经有金力永磁、正海磁材、中科三环、宁波韵升、银河磁体、大地熊、英洛华、安泰科技、厦门钨业、北矿科技、北方稀土、广晟有色、盛和资源等公司具备生产稀土磁性材料产能。其中,北方稀土磁材公司的磁性材料产能9万吨/年。
稀土磁性材料领域建议关注上市公司:金力永磁、正海磁材、中科三环、铂科新材、宁波韵升、新莱福、悦安新材、银河磁体、大地熊、英洛华、北矿科技、安泰科技、云路股份、屹通新材和龙磁科技。