1、软磁铁氧体材料的基本情况
根据磁性强弱,物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性,其中铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质。磁性材料通常指称强磁性物质,主要由过渡族元素铁、钴、镍等元素及其合金组成。
根据应用类型的不同,磁性材料可以分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。软磁材料是对磁通密度及磁化强度具有低矫顽力的磁性材料,与硬磁材料相比,其易于磁化,亦易于退磁,通常用于制备成电感、电子变压器等各类电子磁性元件实现电能传输、电能变换、信号筛选等功能。
根据材质和结构的不同,软磁材料可以分为金属软磁、软磁铁氧体和非晶、纳米晶软磁合金。
金属软磁以硅钢片为典型代表,是最早的软磁材料,由于其电阻率较低,在高频下损耗较高,更适用于低频场景。金属软磁粉芯由铁镍、铁硅、铁硅铝等合金软磁粉制成,对传统硅钢片高频高损耗的缺点有所改进。软磁铁氧体材料具有较高的电阻率和较低的饱和磁通密度,因在中高频场景内损耗较小,机械加工特性好,在诸多领域被广泛应用。
非晶合金软磁由合金溶液在急速冷却的工艺下制备成非晶态合金薄带,纳米晶软磁在非晶合金软磁的基础上通过适当的退火环节得到纳米级别的软磁合金,上述材料在饱和磁通密度和电阻率上具备更优良的综合性能,但在技术成熟度上低于金属软磁和软磁铁氧体。
总体来看,不同种类的软磁材料由于在电磁特性、技术成熟度、产品价格上的差异,应用于不同的需求场景。
软磁铁氧体按照配方的不同主要包括锰锌系、镍锌系和镁锌系,其中锰锌系铁氧体是应用最广、产量最大的软磁铁氧体材料,根据 QY Research 的统计,2020年锰锌软磁铁氧体的产量占软磁铁氧体总产量的 75.6%。
2、软磁铁氧体市场发展概况
(1)磁性材料市场的基本情况
磁性材料是国民经济生产过程中重要的基础性材料,广泛应用于电子、电力、信息、机械、交通、新能源、医疗卫生、国防军工等领域,用于存储和传输电能。
根据 QY Research 的统计和预测数据,2016 年至 2022 年,全球磁性材料的产量从 186.59 万吨增长至 241.70 万吨,年均增长率为 4.4%,预计到 2027 年,全球磁性材料的产量将达到 344.23 万吨,2021 年至 2027 年的年均增长率为 7.2%。
我国凭借资源和劳动力优势,以及产业链和市场的配套支持,已发展成为全球磁性材料主要的生产基地和销售市场。根据中国电子材料行业协会磁性材料分会的统计,2021 年中国磁性材料产业的合计营业收入已经超过 1,000 亿元2。
(2)软磁铁氧体市场的基本情况
软磁铁氧体是软磁材料中的重要品种,其工业化生产可追溯至 20 世纪 40 年代,半个多世纪以来,软磁铁氧体的电磁性能、工艺成熟度、生产规模和自动化水平不断提升,满足下游不断更新的应用需求。
由于软磁铁氧体在中高频条件下功率损耗较低,具有良好的机械加工特性,技术路径相对成熟,因而在家用电器、计算机、手机通讯等领域中被广泛应用,用于制造成电子变压器、电感等各类电子磁性元件。伴随着无线充电、新能源汽车、光伏发电、绿色照明等新兴市场的崛起,软磁铁氧体的应用范围和市场需求将持续保持良好增长。
我国软磁铁氧体的生产起步于 20 世纪 50 至 60 年代。受益于家电产业链的带动,20 世纪 80 至 90 年代我国软磁铁氧体的工业化生产得到高速发展,企业数量不断增加,产量规模迅速扩大。国外知名磁性材料生产企业亦逐渐加大在我国投资建厂的力度,带动我国磁性材料生产规模、生产技术和产品性能的提升。
根据中国电子材料行业协会磁性材料分会的统计,2021 年我国软磁铁氧体的销量约为 46.0 万吨,销量同比增速为 10.8%,我国已成为全球规模最大的软磁铁氧体生产国。同时,中国未来软磁铁氧体的产量将会以 10%的年均增速向前发展,增速超过世界软磁铁氧体材料每年 6%的年均增速。