2022金属非金属新材料行业研究-知我者二三子磁材行业云飞风起.docx

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1、内容目录1 .磁性材料相关概念41.1. 磁性材料简介41.2. 磁性材料的分类71.2.1, 高性能软磁材料：高功率密度趋势下的优选71.2.2, 永磁材料102 .制备工艺与设备122.1. 软磁材料制备工艺1222永磁材料制造工艺153 .磁性材料产业链183.1. 铁氧体软磁/永磁183.2. 合金软磁：以柏科新材为例193.3. 稀土永磁：以金力永磁为例193.4. 非晶、纳米晶：以云路股份为例214 .市场空间225 .行业公司整理265.1. 各行业代表企业：275.1.1, 金属软磁275.1.2, 铁氧体285.1.3, 非晶、纳米晶软磁合金材料295.1.4, 永磁材料30

2、6.风险提不336.1. 下游市场需求不及预期336.2. 上游原材料价格波动336.3. 公司扩产不及预期33图表目录图1：一些常见的磁铁5图2：软磁材料应用导图5图3:磁性材料分类7图4：硅钢片8图5：坡莫合金8图6：软磁铁氧体材料8图7：非晶合金、纳米晶合金、磁性粉末应用频率依次升高9图8：非晶磁性材料9图9：纳米晶磁性材料10图10：稀土永磁材料11图11：热轧硅钢片Th产流程12图12：合金软磁酚芯Th产流程13图14：纳米晶超薄带Th产流程14图15：烧结钦铁硼永磁体制造工艺15图16：黏结永磁体15图17：烧结轨铁硼晶界结构与晶界扩散示意图16图18：工业Th产中涂覆晶界扩散剂示

3、意图与不同重稀土扩散剂的扩散效果17图19：晶界扩散与现存烧结工艺的结合17图20：永磁铁氧体产业链18图21：软磁铁氧体产业链19图22：合金软磁产业链19图23：稀土永磁产业链20图24：稀土产业链上游20图25：2014年以来稀土价格再次飙升21图26：非晶合金产业链21图27：非晶纳米晶产业链21图28：我国磁性材料产值持续增长22图29：我国永磁铁氧体行业产量稳定于50万吨左右23图30：我国稀土永磁产量、消耗量持续增长24图31：我国铁氧体软磁产量呈上升趋势24图32：2015-2019中国非晶带材市场规模持续增长25图33：20152019年中国纳米晶材料市场规模持续增长25图3

4、4：行业标的整理26图35：粕科新材近年营收持续增长27图36：东睦股份近年营收快速增长27图37：横店东磁近年营收稳定增长28图38：天通股份近年营收快速增长29图39：安泰科技近年营收保持稳定29图40：云路股份近年营收稳步增长30图41：金力永磁近年营收快速增长31图42：中科三环近年营收稳步增长31图43：大地熊近年营收快速增长32图44：正海磁材近年营收稳定增长32表1：磁性材料主要关注的指标参数5磁性材料分类众多，在永磁与软磁两种大分类下，又可根据磁材性质分成许多种子类，每一种材料都有其适合的应用场景。但无论如何分类，不可绕过的高功率密度发展趋势对磁性材料提出了更高的要求：更高的饱

5、和磁感应强度、更低的损耗和更好的稳定性。对于软磁材料来说，更好的磁性能意味着：更高的磁导率、更低的矫顽力与更大的电阻率。从工艺路径的实现上来说，硅钢软磁需要把硅钢片做得更薄，以增大电阻率、节省材料；合金软磁粉需要把粒径做得更细，意味着更大的比表面积与更好的绝缘包覆，同时可以把电子元器件做得更小；非晶材料作为亚稳态的磁性材料，需要研究磁性材料的改性添加成分配方以减缓磁导率的下降与热稳性的降低，且需要通过Th产工艺的优化降低产业化Th产的难度。对于永磁材料来说，更好的磁性能意味着：更大的磁能积、更高的矫顽力与更好的温度稳定性。从工艺路径的实现来说，高性能铁氧体永磁需要铁红原材料拥有极高的纯度；晶界

6、扩散技术作为当前领先的稀土永磁制备技术，需要在尽量减少昂贵稀土耗量的基础上，有更均匀的扩散效果，以获得更好的磁性能。除了上游磁材公司需要不断的技术进步，下游的电感厂、电机厂等同样需要不断地技改，在降低Th产成本的同时达到更好的性能。当前，我国在磁性材料产业链的许多环节上还有许多进步的空间，正在不断地追赶国际领先标准。在整个行业蓬勃发展的过程中，中国诞Th了一大批优秀的企业，比如横店东磁、粕科新材、云路股份、金力永磁、中科三环等，正在积极地整合全球的产业链，巩固我国在磁性材料产业规模上的领先地位。1 .磁性材料相关概念1.1. 磁性材料简介磁性是物质最基本的性质之一，来源于不对称电子的运动产Th

7、的磁矩，其相应磁矩分别称为自旋磁矩（铁、钻、银及其合金的磁性）和轨道磁矩（稀土永磁的磁矩）。磁性体根据磁化率/的大小又可分为： 铁磁性（包括亚铁磁性）体：铁、钻、银、铁氧体、稀土永磁等，表现很强的磁性； 顺磁性体：铝、铭、钠、钠、氧等，不表现或表现极弱的磁性； 抗磁性体：铜、金、银、水银、锌、氢、颊等，有非常微弱的抗磁性； 完全抗磁性体：超导体磁性材料是应用广泛、品种繁多的重要功能材料，按应用类型大致可分为软磁、永磁等材料。 软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料，易于磁化，也易于退磁，如同一个可以快速充放水的水池。其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输，广泛用于如电感、变压器等各种电能变

8、换设备中。软磁材料主要包括金属软磁材料、铁氧体软磁材料以及其他软磁材料。 永磁材料，又称“硬磁材料”，指的是一经磁化即能保持恒定磁性的材料，如同一个一旦充水就保持常满的水池。永磁材料广泛应用于电声、电子电器、电机、机械设备等领域。常用的永磁材料分为铝银钻系永磁合金、铁铭钻系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料等。利用上述功能，人们在很早之前便开始制作指南针、变压器、马达、扬声器、磁致伸缩振子、记录介质、各类传感器等各种各样的磁性器件，被广泛应用于机器人、计算机、工作图1:一些常见的磁铁资料来源：海星磁电官网天风证券研究所目前，磁性材料已成为支持并促进社会发展的关键材料。近年来，磁性

9、材料在非晶合金、稀土永磁化合物、超磁致伸缩、巨磁电阻等新材料相继发现的同时彳导益于组织的微细化、晶体学方位的控制、薄膜化、超晶格等新技术的开发，其特性显著提高，这些不仅对电子、信息产品等特性的飞跃提高做出了重要贡献，而且成为新产品开发的源动力。表1:磁性材料主要关注的指标参数磁性能指京医叉磁导率磁通密度（磁感应强度B）与其对.应的磁化力（磁场强度H）之比。对于电子元器件所用的磁性材料而言：越高的磁导率意味着单位元体积内更高的储能。饱和磁通密磁性材料中可能的最大磁通密度，/值越大意味着元件体积可以做得更小。度为矫顽力磁化至饱和，从而使该磁场密度达到零所必须的退磁场强度。对于软磁材料来说，矫顽力越

10、小越好；对于永磁材料来说，矫顽力越大越好。电阻率材料的电阻率。对于制作电感材料的磁性材料来说，电阻率越大意味着更小的感应电流也就意味着更小的涡流损耗避免器件发热。居里温对于铁磁性体，其磁性急剧消失对应的温度，即使是强力磁铁在居里点之上也会变为顺磁性体。高居里温度的度磁性材料意味着在不同温度下更稳定的磁导率以匹配电子元器件对稳定性的要求。资料来源:图解磁性材料，大风证券研究所基于不同的磁材具有不同的特性，人们给各类磁材定义了其最匹配的工作环境:软磁（硅钢、合金软磁、铁氧体、非晶合金、非晶纳米晶）：图2:软磁材料应用导图/-I/硅钢、非晶合金合金软磁、非晶纳米晶铁氧体 应用于变压器、电机等领域 适

11、用于低频高功率场景应用于消费电子.光伏、新能源车等领域适用于中高频、中高功率场景 应用于消费电子、通信等领域 适用于高频低功率、弱点的工作环境频率50Hz资料来源：公路股份招股说明书，天风证券研究所 硅典县因为含铁量高,其饱和磁感应强度高、磁导率高，匹配高压大电流的高功率工作环境。但是同时也是因为含铁量高导致电阻率低，在高频下产Th的涡流损耗大、发热严重，更适用于10kHz以下低频的工作环境。因此，硅钢软磁材料被广泛应用于变压器、电机等低频高功率场景。 合金软磁材料多为铁硅、铁硅铝合金，兼具高饱和磁密、高磁导率与高电阻率的优点,匹配中高频巾高功率的应用场景但当涉及到1.5MHz以上的更高频的工

12、作环境时，涡流损耗成为铁损的大头，电阻率变得尤为重要，合金软磁的电阻率相比于铁氧体仍低了不少，便略逊一筹了。因此，合金软磁适合20kHz到1.5MHz的中高频、中高功率的工作环境，广泛应用于消费电子、光伏、新能源车等场景中。 转包姆主要应用于高频低功率的场景。铁氧体本质为一种陶瓷材料，由三氧化二铁组成。归功于其致密的氧化层，铁氧体的电阻率是目前所有软磁材料中相对最大的，因而在高频下可以有效降低变化磁场引起的感应电流带来的涡流损耗，镒锌铁氧体适合201000kHz的中高频，银锌铁氧体适合1M几百兆Hz的高频。但是同样由于铁氧体中铁含量不高，使得铁氧体的饱和磁感应强度不高，在大功率环境下容易饱和。

13、因此，铁氧体适合高频低功率、弱电的工作环境，广泛应用于消费电子、通信等场合。 韭量含金工作环境与硅钢相似是硅钢的良好替代产品。非晶合金矫顽力显著低于硅钢，磁导率和电阻率显著高于硅钢，具有优秀的软磁特性。目前非晶合金广泛应用于配电变压器等领域，非晶变压器的空载损耗相较硅钢变压器可降低7g，是电网提效改造的优选。 纳米晶软磁材料工作环境与合金软磁、铁氧体皆有重叠，是重点发展的高性能软磁材料。得益于较高的磁导率与饱和磁感、较低的矫顽力特性，纳米晶材料在kHz频段有非常好的效果。如在对磁导率要求极高的无线充电应用中，纳米晶作为薄且高磁导率的材料，作为隔磁片被广泛应用。当频率上升到MHz段时，纳米晶因为

14、电阻率不及铁氧体，损耗略高。表2：硅钢具有较大的饱和磁感应强度；非晶纳米晶具有较高的磁导率；铁氧体具有较大的电阻率磁性参数Fe-Si硅钢片Mn-Zn铁氧体50Ni坡莫合金80Ni坡莫合金牯基非晶铁基非晶铁基纳米晶饱和磁感应强度及(T)2.030.51.550.740.581.561.25矫顽力He(A/M)408122.40.42.41.2初始磁导率出15003000600040000100000500080000最大磁导率4m20000600060000200000100000050000400000电阻率P505*10八73060140130115居里温度750220500450250399570资料来源：KingMagnetics，天风证券研究所永磁(铁氧体永磁、稀土永磁)： 铁氧体永磁与稀土永磁应用场景相近，相较而言，稀土永磁是磁性能更好的永磁材料，具有更大的磁能积与更高的矫顽力。然邕俺丞崂的缺点是因为磁