NdFeB市場とその下流アプリケーションの分析

- Mar 23, 2019-

Ndfeb永久磁石は、希土類永久磁石材料の第3世代です。 1983年の誕生以来、ndfebは優れた磁気特性を持つ「King of Magnet」として知られており、現代の産業や電子技術で広く使用されています。 30年の発展の後、中国ndfeb磁石産業は完全な産業システムを形成しました。

2000年、中国は日本を抜いて世界最大のNDFE磁石の生産国になりました。 2000年から2015年にかけて、中国におけるndfeb生産の年間複合成長率は約25%に達しました。 過去4年間で、中国のndfeb生産は世界の総生産の90%以上を占めています。

 

第1章Ndfeb業界の概要

 

1.1業界の概要

Ndfebは電気信号変換、電気エネルギー/機械エネルギー伝達および他の重要な機能を達成することができる新しいタイプの永久磁石材料です、それはエネルギー、輸送、機械、医療、コンピューターおよび家電分野で広く使用されています。

 

チャート1:永久磁石材料の性能比較


フェライト

Sm-Co

NdFeB

Br T

≥0.39

1.05

1.17

Hcb
KAM-1

240以上

676

844

Hcj KAM-1

≥356

≥1194

1592以上

BHマックス
kJm-3

≥3.4

26-30

31〜33

α(Br)%℃-1

-0.18

-0.03

-0.126

μr

1.1

1.03

1.05

キュリー点
-1℃

460

850

340〜400

 

永久磁性材料は、広いヒステリシスループ、高い保磁力および高い残留磁気を持ち、磁化されると一定の磁気を維持することができます。


一般的に使用される永久磁石材料は、金属磁石、フェライト磁石、希土類永久磁石などを含む。 希土類永久磁石は最新かつ最強の永久磁石材料であり、これまで3世代の製品が広く使用されてきました。

第一世代は、SmCo 5で表される、RCo 5と呼ばれる、1:5に従う希土類原子とコバルト原子とからなる化合物である。 第二世代の希土類永久磁石合金(R2Co17)は、2:17の比の希土類原子とコバルト原子からなる。 主に希土類と鉄族元素の金属間化合物を含む希土類 - 鉄 - ホウ素の永久磁石材料の第三世代。 それは一種のコバルトフリー高性能実用新案永久磁石材料であり、主な代表としてNdFeB磁石は、高性能永久磁石新材料主流の新世代となっています。

2000年には、希土類永久磁石の出力値が初めてフェライトを上回り、2010年には、ndfeb磁石の出力値も総合的にフェライト磁石を上回り、永久磁石産業における真の「主役」となりました。

 

1.2産業分類

 

製造工程によると、ndfebは結合、焼結、ホットプレスの3つの異なる製品に分けられます。

 

a。 担保付きNdFeB

Bonded ndfebにはかけがえのないアプリケーションがあります。 ndfebの製造方法は、次のとおりです。ndfebの磁性粉末と高分子材料および各種添加剤を均一に混合した後、金型プレスまたは射出成形プロセスで製造します。 ボンデッドndfebの磁気特性は焼結ndfebほど高くはありませんが、その製造工程は単純、低コスト、小型、高精度、磁場均一安定性です。 Bonded ndfebは、情報技術、OA、家電その他の分野でかけがえのないものです。

 

図表2:債券ndfebアプリケーションの割合

image


b。 焼結NdFeB

焼結ndfebは、最も広く使用されている希土類永久磁石材料です。 粉末冶金技術により、焼成前の材料をマイクロパウダーにし、型押ししてブランクにし、そして焼結します。 その製造工程には、配合設計、スリングベルト、水素爆発、粉体製造、細かい混合、成形、焼結、研削、仕上げ、表面処理、包装およびその他のリンクが含まれます。 焼結ndfebは、高い磁気エネルギー、高いHcb、および高い使用温度を持っています。 しかし、その大きな公差と小さな形状の自由度のために、それは大および中型のモーター、風力タービンと忠実度の高いスピーカーで主に使用されています。

 

チャート3:焼結ndfeb用途の割合

image

c。 ホットプレスNdFeB

 

ホットプレスされたndfebは優れた性能を持ちますが、用途は限られています。 ホットプレスされたndfebは、高い磁気特性を有する熱間押出プロセスによって製造される。 焼結ndfebと比較して、ホットプレスndfebは、制御精度、歩留まり、高温耐性、耐食性およびコストにおいて利点を有する。 現在ホットプレスNdFeBの主な生産者はGM、DAIDO、DELTAです。 中国ではそれを作る能力を持っているのは銀河系磁気学だけです。 ホットプレスされたndfebの生産は依然として少なく、結合および焼結されたndfeb磁石よりはるかに遅れている。

 

 

チャート4:3種類のNdFeBの性能比較


担保付きNdFeB

焼結NdFeB

ホットプレスNdFeB

(BH)最大
MGOe

6-12

35〜52

28〜43歳

Hcj
こえ

7〜18歳

12〜30

10〜25

Br
KG

6-8

11-15

12-14

作業温度

150

250

200

利点

成形が簡単、高精度、加工、低消費電力、重希土類なし

非常に高いエネルギー

中希土類および重希土類を使用せずに、高エネルギーと低加工損失を達成できます。

不足

低磁気特性、特許独占、低動作温度

重希土類を含み、加工損失が大きい

高価

 

 

第2章産業チェーン分析

 

ndfeb産業の上流は、重希土製錬業、軽希土製錬業、製鉄業、エネルギー・電力業など、主に希土類製錬業です。 Midstreamはndfebのプロデューサーです。 下流には、電子製品、可変周波数空調、省エネエレベーター、風力発電、伝統的な自動車、新エネルギー車、知能ロボットなどの分野があります。 電子製品には、VCM、携帯電話、ディスクドライブなどがあります。

 

2.1 ndfeb産業の供給状況分析

第三世代の希土類永久磁性材料は、誕生以来急速に発展しています。 特に21世紀に入ってから、ndfebに代表される希土類永久磁石の生産は急速な成長期に入りました。 近年、他の国々の希土類永久磁石産業は減速していますが、中国の希土類磁石産業の驚異的な発展のために、世界のndfeb磁石は急速な成長の勢いを維持しています。

30年の発展の後、中国ndfeb磁石産業は完全な産業システムを形成しました。 2000年、中国は日本を凌いで世界最大のNDFE磁石の生産国になりました。 2000年から2015年にかけて、中国におけるndfeb生産の年間複合成長率は約25%に達しました。 中国は過去4年間で世界のndfeb生産の90%以上を生産しています。

 

チャート5:2012年から2015年までの中国のNdFeB生産高

imageimage



統計データによると、中国の生のndfeb生産能力は年間60万トンを超えています。 2014年と2015年に、中国は112,000トンと127,000トンのndfebを生産しました。 ローエンドのndfeb業界の利用率は30%未満です。 ローエンドのndfeb業界の障壁が低いほど、製品の差別化は小さくなり、メーカーの交渉力が乏しくなり、業界全体の収益性は低くなります。 多くの中小製造業者は彼らのローエンドNDFEB磁石の販売に非常に苦労していました。

2015年の高性能NDFEBの世界生産は43,000トンで、そのうち中国の高性能NDFEBの生産量は約58.7%で、全NDFB材料の割合(88%)を大幅に下回っています。 しかし、2010年以来、中国の高性能NDFEBの材料比率は上昇しています。

 

チャート6:2012年から2015年までの中国の高性能NdFeB Out

image


2.2 NdFeB磁石の下流用途の分析

 

2.3.1 VCM

 

VCMとは

VCM - ボイスコイルモーター、VCMは 電気エネルギーを直動機械エネルギーに直接変換することができる 特別なタイプの直接駆動モーター です。 原理は、均一な空隙磁場に円筒状の巻線を入れることであり、巻線は電磁力を発生させて負荷を駆動して直線往復運動させ、電流の強さと極性を変え、電磁力の大きさと方向を変えることができる。

image

VCMは、高応答、高速、高加速度、簡単な構造、小型、良好な力特性および便利な制御などの利点を有する。VCMは、それがHDDのディスクヘッドとしての動きを主に提供するので、HDDの重要なコア構成要素である。

今後数年間で、メカニカルディスクの出荷台数は全体的に継続的に減少する傾向を示すと予想されます。 HDDの出荷および高性能NDFEBの需要を予測します。

主な前提は次のとおりです。

1. 2016-2018年のハードディスクドライブの出荷台数が-2%CAGRであるとします。

2.各ハードディスクドライブが10 ndの高性能ndfebを使用すると仮定します。 2016/17/18年の自動車用マイクロモーターのNdFeB需要は1,654 / 1,621 / 1,589トンで、年間複利成長率は-2%でした。

 

チャート6:世界のHDD生産高と高性能ndfebの需要

image

 

VCMはハイエンドのndfebアプリケーション分野であり、技術的な限界は長い間先進国によって独占されています。 VCMの日本最大のユーザー。これは、VCM生産全体の約50%を占めています。

 

2.3.2メカニカルハードディスクVSソリッドステートディスク

メカニカルハードディスクの市場は圧迫されています。 2015年、全世界で4億6,900万台のメカニカルハードディスクが出荷され、前年同期比で17%減少しました。 メカニカルハードディスクの出荷台数は近年着実に減少しています。これは、主にソリッドステートディスクが近年、メカニカルハードディスクの市場シェアを奪ってきたためです。

SSDの利点は、速いアクセス速度、耐衝撃性、ノイズがないなどです。そして、容量が増加し、コストが減少していることは、メカニカルハードディスク市場にとって深刻な脅威となっています。 高性能ndfeb磁石の市場は縮小しています。これは、SSD内に可動部品がなく、機械式モーターやファンがないため、NdFeB磁石がないためです。

ただし、セキュリティと低コストの利点により、メカニカルハードディスクを将来にわたって完全にソリッドステートドライブに置き換えることは困難になります。 現時点では、SSDのパフォーマンスは完全にメカニカルハードディスクのパフォーマンスを超えているわけではなく、まだ小さな記憶容量、高コスト、貧弱なデータセキュリティなどのいくつかの欠点があります。 また、大型コンピュータ、ビデオ監視、軍事産業、大容量記憶装置、データセキュリティなどの特定の分野では、メカニカルハードディスクにはまだ絶対的な利点があります。

今後数年間に期待されて、機械的なディスク出力は全体的に継続的な減少の傾向を示します。

 

2.3.3スマートフォン

高性能ndfebは、スマートフォンに欠かせないハイエンドのアクセサリーです。 スマートフォンの電気音響部分(マイクロマイク、マイクロスピーカー/レシーバー、ブルートゥースヘッドセット、ハイファイステレオヘッドセット)、振動モーター、カメラフォーカス、さらには将来のセンサーアプリケーション、ワイヤレス充電およびその他の機能には、ndfeb magneticの適用が必要です。特性 機能を置き換えるスマートフォンの波は終わりを迎えています。 スマートフォンの急速な普及に牽引されて、絶え間ない代替の潮流は近年、世界の携帯電話の生産高の高い成長率を維持しています。 2013年、スマートフォンの出荷台数はフィーチャーフォンの出荷台数を初めて上回りました。

IDCによると、2016年第1四半期の3億3490万台のスマートフォンの出荷台数は、2015年第1四半期の3億3430万台からほぼ横ばいでした。しかし、将来的には、携帯電話のアップグレード速度は加速するでしょう。売上高は安定的に推移すると予想される。

世界のスマートフォンの出荷台数は今後数年間安定していると予想されます。

電子製品は、伝統的なアプリケーションドメインである高性能のndfeb磁石です。 近年では、機械的なハードディスク市場のスペースのためにスペースが脅かされているとインテリジェントな携帯電話の波は徐々に終わって、それは高性能NDFEBの需要の分野に徐々に縮小します。

2.3.4周波数変換エアコン

急速な成長の数年後、世界的な空調市場は将来的に着実な成長期に入るでしょう。 JARNによると、2015年の世界の空調市場は前年比で3.6%減少した。 それは2012年以来2番目の減少でした。冷たいエアコン生産の世界規模は2018年に過去最高を打つと予測します。2015年には、可変周波数エアコンの世界生産は4343万に達し、売上高は4255万に達しました。前年同期比34.2%の成長。

Ndfeb磁石がフェライト磁石に取って代わる巨大なスペースがあります。 永久磁石材料は主にDC可変周波数エアコンの可変周波数圧縮機に使用されています。 可変周波数空調コンプレッサーはフェライト磁石とndfeb磁石を使用した。 フェライトは価格とコストの面で有利ですが、性能面でndfebと比較して明らかに不利です。 まず、フェライトは磁気特性が良くありません。 次に、1台のエアコンに大量のフェライトが使用されているため、体積が大きくなります。 さらに、近年、希土類の価格が下落しており、それがフェライトの明白なコスト上の優位性をもたらし、多くのエアコン製造業者にndfebの使用を再開させている。 周波数変換のndfebのためにエアコンの透磁率は低いです、将来の透磁率増加スペースは巨大です。

 

2.3.5省エネエレベーター

エレベーターの省エネ技術はグリーンエレベーター技術です。 エレベーターの省エネ技術は、主に2つの側面に反映されています。1つは周波数変換技術を使用したエレベータードラッグシステム、もう1つは永久磁石同期式ギアレストラクション技術の駆動システムです。 一般的な非同期電動機と比較して、エレベーター周波数変換技術は電気エネルギーの25%を節約することができ、そして永久磁石同期牽引機は伝統的な非同期牽引機械と比較して電気エネルギーの約30%を節約することができる。 永久磁石同期式トラクターは高性能のndfebを必要とします。

中国の年間エレベーター生産量は、2012年以来約15%増加しています。中国のエレベーター生産量は、1990年の10,300から2014年には70万まで増加し、年間複合成長率は18.7%でした。 長期的に見て、エレベーター業界は力強い成長の勢いを維持しています。 中国は世界のエレベーター生産の約60%を占めています。

 

2.3.6風力

風力発電は、風力エネルギーを風力発電によって電気エネルギーに変換する一種の発電方法です。 クリーンで低炭素の再生可能エネルギーとして、世界100カ国以上で風力発電が積極的に開発されています。 今後10年間、風力発電は急速に発展し続けると予想されます。 2015年末までに、世界の風力発電容量は432,419メガワットに達し、前年同期比で16.7パーセント増加しました。 2015年の世界の風力発電容量は約63,467 MWで、前年同期比で約22.6%の増加でした。

GWECは、今後5年間で風力発電の累積容量の成長率は11〜15%のままであると予測しています。 2020年までに、世界の風力発電容量は約700ギガワットに達するでしょう。 中国は今後も世界の風力発電の原動力となるでしょう。 2015年に、中国の新たに設置された風力発電容量は、前年同期比32.6%増の30753MWに達しました。 合計92,981の風力発電装置が設置され、総設備容量は145,362mwで、前年比26.8%増加した。

直接駆動永久磁石モータは風力発電技術の将来の発展方向である。

風力発電の分野では、高性能ndfebは主に風力タービンで使用されます。 現段階で一般的に使用されている風力タービンは主に非同期発電機と同期発電機の2種類の技術的経路を持っている。 非同期発電機はリスかごに分けられ、二重に供給され、同期発電機は励磁直接駆動と永久磁石直接駆動の2つの形式に分けられます。 現在、二重供給発電機が風力発電モーターの主流であり、市場の約80%を占めています。 二重供給風力タービンは多段変速機駆動ブラシ付き二重供給非同期発電機の使用を特徴とし、その発電機速度は高速、小トルク、軽量、小容量、コンバータ容量は小さいが、変速機運転と保守コストが高く、機械的な操作上の損失があります。 永久磁石直接駆動は、近年開発された風力発電技術です。 永久磁石直接駆動はギアボックスを持たず、それはいくつかの機械的な故障点を回避し、長期間の衝撃振動と広範囲の温度変化の条件下で永久磁石の磁気安定性の問題を解決することができます。 直接駆動永久磁石ファンは風力発電技術の将来の発展方向であり、その市場浸透度は向上し続けます。

世界的な風の場永久磁気ダイレクトドライブの割合は着実に増加しています。 近年、世界の新しい風力発電設備における永久磁石直接駆動の割合は上昇し続けている、それは主に中国の新しい風力発電設備における永久磁石直接駆動の割合の明らかな増加によるものである。 低風速の3種類の風力エネルギー資源は中国の全風力エネルギー資源の約50%を占めているが、永久磁石直接駆動ファンは低風速地域での使用により適している。 中国の新たな設備容量における永久磁石の直接通風ファンの割合は、2015年に約40%に達し、急速に増加した。将来的には、中国における風力発電の急速な発展により、世界の風における永久磁石の直接通風ファンの割合分野は着実に増加します。

 

2.3.7自動車産業

伝統的な自動車における高性能ndfebの応用は、主にEPSとマイクロモーターに焦点を合わせています。

21世紀の初めから、自動車産業に大きな変化が起こりました。 自動車部品製造業者は、製品設計において快適性と安全性を追求し始めています。 エレクトロニクスによって自動車の快適性と安全性を高めることは重要な開発方向です。

世界の自動車産業は、2015年に前年同期比3.63%増の9,608万台の自動車を販売した。 金融危機後も自動車販売は増加し続けましたが、2012年以降成長は鈍化しています。

 

EPS

 

車両の重要な部分として、ステアリングシステムは、車両の安定性、快適性および安全性に影響を与える重要なシステムの1つです。 ステアリングシステムの設計では、ほとんどの商用車と50%の乗用車が、ステアリングの明るさとステアリングの感度の矛盾を緩和するためにパワーステアリングシステムを採用しています。 1950年代以来、パワーステアリングシステムは3つの開発段階を経てきました:従来の油圧パワーステアリングシステム(HPS)、電気油圧式パワーステアリングシステム(EHPS)、そして電動パワーステアリングシステム(EPS)。電子およびインテリジェント開発の傾向。 その高度な技術と優れた性能により、EPSは他のパワーステアリング技術に取って代わり、将来的にはパワーステアリング技術の主流になるでしょう。

EPSは高性能永久磁石モータを必要とします。 したがって、EPSの永久磁石材料は、主に高性能のndfeb磁石、主に焼結ndfebです。 EPSシステムでは、ホットプレスされたndfebが焼結されたndfebに置き換わることが予想されます。 これは、ホットプレスされたndfebの高エネルギーのために、ホットプレスされたNdFeBは、リングおよび高収率にすることしかできない。 現在のところ、ホットプレスされたndfebのコストは、焼結されたndfebのコストより20%高くなっています。 将来的には、技術がさらに成熟するにつれて、コストはさらに削減され、優れたコストパフォーマンスが期待されます。

2010年以来、EPS普及率は徐々に増加しています

 

Strategic Analyticsによると、EUにおけるEPSデバイスの普及率は、2010年の70%から2015年には81%に上昇しました。 中国は遅れ始め、2010年の10%未満から今日の約38%まで上昇しました。 自動車市場の継続的な急成長、およびEPS普及率の絶え間ない進歩に伴い、永久磁石市場にはEPSのための広いスペースがあります。 2015年から、中国はヨーロッパ、アメリカ、日本を超えて世界最大のEPS市場になるでしょう。

 

Micromotor - ndfeb磁石がフェライト磁石に代わる

 

マイクロモーターは自動車に広く使用されています。 エンジンを始動させるためのスターターエンジンに加えて自動車では、自動車の様々な部分に分配されたモーターの残りの部分はマイクロモーターです。 以前は、自動車のマイクロモーターはワイパー、フロントガラスのスクラバー、電動オイルポンプ、自動アンテナなどの電源としてのみ使用されていました。 マイクロモーターは現代の自動車の不可欠な部分となっています。 サンルーフモーター、シート調整、シートベルトモーター、電気モーター、アンテナ起動モーター、バッフルクリーニング機、冷却ファンモーター、ドームライト、エアコンモーター、フォグランプ付きステアリングリンケージ、電動ウォーターポンプ、電動ポンプ、電子空調ユニット、スピーカー、センサー(位置、速度、圧力など)やその他の自動車部品は、すべてマイクロモーターが必要です。 自動車産業の見積もりによると、各高級車は約100個のマイクロモーターを装備するべきであり、Aグレード車は少なくとも60個のマイクロモーターを装備するべきであり、エコノミー車は少なくとも20個のマイクロモーターを装備するべきである。

現在、自動車用マイクロモーターの分野ではフェライト磁石が主な磁性材料です。 ボンデッドndfebマイクロモーターはフェライトマイクロモーターよりも8〜50%効率が良く、消費電力は10%以上、重量は50%以上減少しました。 「効率的な小型化および軽量化」は、自動車会社にとって、省エネルギーおよび排出削減の傾向に対処するための避けられない選択肢となっている。 そのため、今後のマイクロモータ分野では、ndfeb磁石をフェライト磁石に置き換えるための大きなスペースがあります。

image