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稀土永磁材料高值化發展的幾點建議
作者:管理員    發布于:2018-04-25 21:53:31    文字:【】【】【
摘要:稀土是改造傳統產業、發展新興產業與國防科技工業不可或缺的關鍵元素。《稀土行業發展規劃(2016-2020 年)》將稀土材料高值利用作為“十三五”期間行業發展的重點。
稀土是改造傳統產業、發展新興產業與國防科技工業不可或缺的關鍵元素。《稀土行業發展規劃(2016-2020 年)》將稀土材料高值利用作為“十三五”期間行業發展的重點。目前我國稀土產業整體上還處于全球稀土產業鏈的中低端,高端材料和器件與發達國家差距較大,自主知識產權缺乏,這些嚴重制約著稀土高值利用的突破。稀土永磁材料作為深加工應用發展最為成熟的功能材料之一,是稀土高值利用突破的重點。
稀土永磁材料是稀土高值利用的突破口
(一)稀土永磁是支撐產業轉型升級的重要戰略性材料,處于發展關鍵期
作為我國稀土應用發展最快、規模最大的領域,稀土永磁材料廣泛應用于航空航天、衛星、計算機、通信系統、雷達系統、激光、航空電子設備、夜視設備、石油開采、電動汽車等領域。特別是高磁性能、溫度穩定性高和加工性能好的稀土永磁材料,已應用于北斗二代導航衛星、嫦娥探月飛船、神州系列飛船、大型運輸機、無人機和核動力潛艇等國防軍工高端裝備中。稀土永磁材料廣闊的應用前景和極強的產業發展帶動力,使其成為支撐產業轉型升級的重要戰略性材料。專家預測,在未來15-20 年,很難有一種實用材料可以替代稀土永磁材料。“十三五”時期是稀土永磁材料應用發展的關鍵時期,國家密集出臺扶持政策支持產業化應用。四部委聯合發布的《新材料產業發展指南》明確指出,要“加快實現稀土磁性材料及其應用器件產業化”。《中國制造2025》、《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》等也都將稀土磁性材料作為重點發展方向,未來國家將在應用技術和產業化、上下游產業協同創新和應用產品初期市場培育等方面給予大力支持。
(二)稀土永磁材料高值應用已取得明顯成效
在高性能燒結磁體永磁材料產業化的關鍵技術突破方面,我國已取得多項核心自主知識產權,材料的綜合性能穩中有升。在稀土永磁塊體材料、納米顆粒、磁性薄膜、稀土磁體回收技術以及稀土永磁生產裝備制造等方面,也都取得了長足的進步。目前,我國高性能燒結釹鐵硼永磁材料的產業化水平基本與日本、德國相當,處于國際先進水平。


制約稀土永磁材料高值化發展的主要因素
(一)存在“卡脖子”技術難題
一是高端應用領域基礎研究欠缺。目前,由于我國稀土永磁產品的關鍵材料和核心裝備受制于人,導致產品低端化,難以完全支撐高精尖應用領域的發展需求。如何獲得具有自主知識產權的高性能稀土永磁材料工程化制備及應用技術,是目前基礎研究的重點。我國的各向異性粘結稀土磁體成形技術尚不成熟,嚴重阻礙了此類磁體的推廣應用。新型永磁材料(如納米雙相永磁材料、雙/多永磁主相材料和混合稀土永磁材料等)在磁體一致性、抗腐蝕能力、表面處理、釹鐵硼晶界擴散、熱壓磁環制備等方面技術與國際先進水平還存在差距,尤其是在提高燒結釹鐵硼溫度穩定性和添加碳、氟的技術手段,以及降低燒結時效承載釹鐵硼產品成本等方面仍屬于技術空白點。此外,我國熱壓/熱流變稀土永磁體的基礎研究近年才起步,目前僅有一些科研院所可以進行小批量生產,而日本等國已處于產業化應用階段,應用熱變形磁體的汽車助力轉向裝置和變頻家電伺服電機等部件已在市場廣泛使用。
二是高豐度稀土元素應用研究不足。高豐度稀土元素鑭、鈰在稀土永磁材料中尚未得到有效應用。如果能將高豐度稀土元素大量應用于稀土永磁材料的制備,一方面可以緩解對釹、鐠等稀土元素的過度消耗,另一方面也能實現高豐度輕稀土資源的合理利用,節省人力物力成本,降低環境污染。目前,低成本、高性價比的高豐度稀土永磁材料研發尚未成熟,要解決的關鍵技術瓶頸就是鑭、鈰直接加入釹鐵硼引起的磁性能急劇下降問題。
(二)終端應用推廣速度緩慢
稀土永磁電機和稀土永磁傳動裝置具有高效、節能、節材等特點,在水泥、化工等高耗能行業應用前景廣闊。同時,因其短小精薄且性能優異,稀土永磁產品應用于冰箱、空調可有效節能。然而,由于其價格高,企業采購意愿并不強,推廣存在困難。消費者對永磁產品的功能性認識不足,對應用稀土永磁產品而產生的消費品售價上漲難以接受,這也在一定程度上阻礙了稀土永磁產品的應用。
(三)專利壁壘限制市場發展
一是關鍵領域自主知識產權專利欠缺。稀土釹鐵硼永磁體的專利主要掌握在日、美等發達國家手中,我國稀土永磁產業擁有自主知識產權的新技術、新成果較少。從全球申請數量看,我國稀土永磁材料總體專利申請量為2500 項,低于日本的3700項,而且我國的專利申請量在2013 年后才有大幅增長。從專利覆蓋內容來看,在燒結釹鐵硼相關專利中,我國在“工藝改進”、“成分改進”和“微觀結構改進”等領域的專利申請量均落后于日本,雖然在“設備改進”領域專利數量占據優勢,但專利保護效力明顯弱于產品專利。在鑭、鈰等輕稀土相關專利申請量方面,我國雖遠高于其他國家,但卻以高校及研究院所申請居多,輕稀土技術仍處于研究階段。
二是國際專利壁壘限制。釹鐵硼方面的專利申請量中,日本的申請量占主要國家申請量的40%以上。燒結釹鐵硼方面,日立金屬公司為核心專利權人;粘結釹鐵硼磁體的專利為美國麥格昆磁公司(MQ)獨家壟斷。稀土釹鐵硼永磁體產品在美、日、歐等國家市場銷售,需獲得相應專利許可。目前國內僅有中科三環、寧波韻升、煙臺正海、安徽大地熊、清華銀納等8 家公司獲得了專利許可,其他未獲授權的稀土企業則難以向這些國家出口稀土高端應用產品,客觀上影響了國際市場拓展,同時,獲得授權的支出也會大大增加企業成本。2013 年開始,我國沈陽中北通磁科技股份有限公司等7 家企業成立的稀土聯盟,對日立金屬的專利封鎖提出了訴訟,2016 年,最終判定其2 項核心專利無效。此次訴訟獲勝有望打破日立金屬對我國企業的專利封鎖,提升國內產品出口需求。
發展建議
(一) 制定稀土永磁基礎研究與技術創新發展戰略規劃
一是通過科研規劃與政策引導,完善稀土永磁材料基礎研究和技術開發,提高稀土永磁材料生產企業的國際競爭力。二是對于面向國家重大需求的稀土永磁材料與器件研發和產業化中的關鍵技術,應加大支持力度。三是要重點加強對軍用領域關注的高穩定性稀土永磁材料制備技術和超低溫度系數稀土磁體、超高使用溫度釤鈷磁體、高可靠稀土磁體生產,以及永磁傳動技術與制動的應用研究,特別是永磁傳動技術中磁體排列應用和永磁傳動裝置配套器件國產化的研究,拓展永磁傳動技術在其他領域的應用,加大對產業發展的引領作用。
(二)出臺針對性的稀土永磁產品產業化應用扶持政策
一是將稀土永磁產品產業化應用納入國家新材料重大專項,以及“中國制造2025”、“工業強基專項行動”等國家政策支持范圍內,以產業重大研究專項課題和研發專項資金的方式,對重點產品產業化應用提供支持。二是由“國家新材料產業發展領導小組”統籌研究稀土永磁產業重大政策、重大工程,協調解決稀土永磁產業上中下游協調發展中出現的重點和難點問題。三是出臺推動稀土永磁材料產業化應用具體措施:把稀土永磁產品列入新材料產品名錄,對重點應用產品予以示范推廣;將自主知識產權磁制動產品納入國家商用車《重點技術裝備應用指導目錄》;推動永磁產業技術研發平臺建設,針對具有產業化發展潛力的稀土磁傳動應用產品開展科技合作;完善價格補貼機制,促進和擴大稀土在節能、環保和家電等下游領域的應用;加大對稀土永磁應用的宣傳、推廣力度,可考慮組織召開全國稀土永磁產業發展現場會。
(三)制定稀土永磁應用產品國家標準
一是圍繞稀土永磁產品不同的應用領域,制定分行業國家標準。充分發揮優勢企業、研究機構和中介組織的作用,鼓勵聯合開展標準研制。二是鼓勵領軍企業、優勢企業參與國際標準的制訂,促進標準走出去,提升我國稀土永磁產業標準的影響力,實現國內標準與國際標準的銜接。
(四)加大對稀土永磁產品的金融支持力度
一是鼓勵政府和民間資本建立稀土永磁產業發展基金,引導社會資源投資新材料應用領域,通過政策杠桿、金融杠桿,為民營企業發展提供資金支持。二是鼓勵金融機構創新符合稀土永磁產業發展特點的信貸產品和服務,合理加大信貸支持力度,支持符合條件的稀土永磁企業上市融資、發行債券。

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