1、軟磁鐵氧體材料的基本情況
根據磁性強弱,物質的磁性可以分為抗磁性、順磁性、反鐵磁性、鐵磁性和亞鐵磁性,其中鐵磁性和亞鐵磁性物質為強磁性物質。磁性材料通常指稱強磁性物質,主要由過渡族元素鐵、鈷、鎳等元素及其合金組成。
根據應用類型的不同,磁性材料可以分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。軟磁材料是對磁通密度及磁化強度具有低矯頑力的磁性材料,與硬磁材料相比,其易于磁化,亦易于退磁,通常用于制備成電感、電子變壓器等各類電子磁性元件實現電能傳輸、電能變換、信號篩選等功能。
根據材質和結構的不同,軟磁材料可以分為金屬軟磁、軟磁鐵氧體和非晶、納米晶軟磁合金。
金屬軟磁以硅鋼片為典型代表,是最早的軟磁材料,由于其電阻率較低,在高頻下損耗較高,更適用于低頻場景。金屬軟磁粉芯由鐵鎳、鐵硅、鐵硅鋁等合金軟磁粉制成,對傳統硅鋼片高頻高損耗的缺點有所改進。軟磁鐵氧體材料具有較高的電阻率和較低的飽和磁通密度,因在中高頻場景內損耗較小,機械加工特性好,在諸多領域被廣泛應用。
非晶合金軟磁由合金溶液在急速冷卻的工藝下制備成非晶態(tài)合金薄帶,納米晶軟磁在非晶合金軟磁的基礎上通過適當的退火環(huán)節(jié)得到納米級別的軟磁合金,上述材料在飽和磁通密度和電阻率上具備更優(yōu)良的綜合性能,但在技術成熟度上低于金屬軟磁和軟磁鐵氧體。
總體來看,不同種類的軟磁材料由于在電磁特性、技術成熟度、產品價格上的差異,應用于不同的需求場景。
軟磁鐵氧體按照配方的不同主要包括錳鋅系、鎳鋅系和鎂鋅系,其中錳鋅系鐵氧體是應用最廣、產量最大的軟磁鐵氧體材料,根據 QY Research 的統計,2020年錳鋅軟磁鐵氧體的產量占軟磁鐵氧體總產量的 75.6%。
2、軟磁鐵氧體市場發(fā)展概況
(1)磁性材料市場的基本情況
磁性材料是國民經濟生產過程中重要的基礎性材料,廣泛應用于電子、電力、信息、機械、交通、新能源、醫(yī)療衛(wèi)生、國防軍工等領域,用于存儲和傳輸電能。
根據 QY Research 的統計和預測數據,2016 年至 2022 年,全球磁性材料的產量從 186.59 萬噸增長至 241.70 萬噸,年均增長率為 4.4%,預計到 2027 年,全球磁性材料的產量將達到 344.23 萬噸,2021 年至 2027 年的年均增長率為 7.2%。
我國憑借資源和勞動力優(yōu)勢,以及產業(yè)鏈和市場的配套支持,已發(fā)展成為全球磁性材料主要的生產基地和銷售市場。根據中國電子材料行業(yè)協會磁性材料分會的統計,2021 年中國磁性材料產業(yè)的合計營業(yè)收入已經超過 1,000 億元2。
(2)軟磁鐵氧體市場的基本情況
軟磁鐵氧體是軟磁材料中的重要品種,其工業(yè)化生產可追溯至 20 世紀 40 年代,半個多世紀以來,軟磁鐵氧體的電磁性能、工藝成熟度、生產規(guī)模和自動化水平不斷提升,滿足下游不斷更新的應用需求。
由于軟磁鐵氧體在中高頻條件下功率損耗較低,具有良好的機械加工特性,技術路徑相對成熟,因而在家用電器、計算機、手機通訊等領域中被廣泛應用,用于制造成電子變壓器、電感等各類電子磁性元件。伴隨著無線充電、新能源汽車、光伏發(fā)電、綠色照明等新興市場的崛起,軟磁鐵氧體的應用范圍和市場需求將持續(xù)保持良好增長。
我國軟磁鐵氧體的生產起步于 20 世紀 50 至 60 年代。受益于家電產業(yè)鏈的帶動,20 世紀 80 至 90 年代我國軟磁鐵氧體的工業(yè)化生產得到高速發(fā)展,企業(yè)數量不斷增加,產量規(guī)模迅速擴大。國外知名磁性材料生產企業(yè)亦逐漸加大在我國投資建廠的力度,帶動我國磁性材料生產規(guī)模、生產技術和產品性能的提升。
根據中國電子材料行業(yè)協會磁性材料分會的統計,2021 年我國軟磁鐵氧體的銷量約為 46.0 萬噸,銷量同比增速為 10.8%,我國已成為全球規(guī)模最大的軟磁鐵氧體生產國。同時,中國未來軟磁鐵氧體的產量將會以 10%的年均增速向前發(fā)展,增速超過世界軟磁鐵氧體材料每年 6%的年均增速。