Retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagos yra didelio našumo{0}}magnetinės medžiagos, pagamintos naudojant retųjų žemių metalus, tokius kaip samaris ir neodimis, kaip pagrindines žaliavas, kartu su pereinamaisiais metalais, tokiais kaip geležis ir boras, kad susidarytų lydinio milteliai, kurie vėliau apdorojami presuojant, sukepinant ir kitais būdais. Palyginti su tradicinėmis magnetinėmis medžiagomis, ryškiausias jų pranašumas yra galimybė sukurti itin stiprų magnetinį lauką tame pačiame tūryje, o tai leidžia pasiekti didesnį magnetinių savybių šuolį. Šiuo metu plačiausiai naudojamas ir visapusiškai geriausiai veikiantis-rūšis yra trečiosios-kartos retųjų žemių nuolatinio magneto medžiaga-neodimio-geležies-boras (NdFeB). Magnetinės energijos produktas gerokai viršija įprastų medžiagų gaminį, todėl jis vadinamas „magnetų karaliumi“. Jo magnetinės savybės gali būti daugiau nei dešimt kartų didesnės nei tradicinių ferito magnetų, o ypač mažas NdFeB magnetas gali atlaikyti siurbimo jėgą, gerokai viršijančią jo paties svorį,{10}}tai yra tikrai nepaprastas pranašumas.
Dėl šių unikalių medžiagų savybių retųjų žemių nuolatiniai magnetai tapo strategiškai svarbia nauja medžiaga Kinijoje ir pagrindine konkurencijos arena pasaulinėje aukščiausios klasės gamybos pramonėje. Jų nepakeičiama strateginė vertė daugiausia atsispindi trimis aspektais. Pirma, jie pasižymi itin dideliu energijos konversijos efektyvumu: naudojami variklinėje įrangoje sumažina elektros energijos nuostolius ir sumažina įrangos įkaitimą, ženkliai pagerindami elektromechaninių sistemų veikimo efektyvumą. Antra, jie suteikia išskirtinius lengvumo ir miniatiūrizavimo pranašumus: nors ir užtikrina tą pačią galią, varikliai su NdFeB nuolatiniais magnetais yra tik maždaug trečdalis įprastinių variklių dydžio, todėl puikiai atitinka aukščiausios klasės lengvo ir integruoto dizaino įrangos kūrimo poreikius. Trečia, jų taikymas yra nepakeičiamas: pagrindinėse srityse, tokiose kaip nauji energiją naudojančių transporto priemonių varikliai, didelio masto vėjo energijos įrenginiai ir aukščiausios klasės pramoniniai servovarikliai, šiuo metu nėra alternatyvios technologijos, kurios būtų panašiai ekonomiškai efektyvios ir našios, ir kuri galėtų juos visiškai pakeisti, todėl jos yra svarbios pažangios gamybos plėtros pagrindas.
Retųjų žemių nuolatinių magnetų taikymas automobiliuose: už pagrindinės pavaros ribų
Paprastai manoma, kad retųjų žemių nuolatiniai magnetai naudojami tik naujos energijos transporto priemonių (NEV) varomuosiuose varikliuose, tačiau iš tikrųjų jie jau plačiai įsiskverbė į įvairius šiuolaikinių automobilių pagrindinius ir pagalbinius komponentus{0}}tiek tradicinės vidaus degimo variklių transporto priemonės, tiek NEV yra labai priklausomi nuo jų, o taikymo scenarijai apima visą transporto priemonę, įskaitant jėgos pavarą ir išmanųjį valdymą.
Variklis yra pats svarbiausias ir svarbiausias retųjų žemių nuolatinių magnetų naudojimo automobilių srityje scenarijus. Šiuo metu „Tesla“ ilgo nuotolio{1}}modeliai, visa BYD NEV serija ir pagrindiniai NEV prekių ženklai, tokie kaip NIO, Li Auto ir XPeng, naudoja NdFeB nuolatinio magneto sinchroninius variklius kaip pagrindinius maitinimo blokus. Palyginti su ankstesniais kintamosios srovės indukciniais varikliais ir perjungiamaisiais varikliais, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai sujungia daugybę privalumų-didelį efektyvumą, energijos taupymą, mažą vibraciją ir triukšmą bei didelį galios tankį-ir visapusiškai puikų našumą. Palaipsniui diegiamos 800 V aukštos -įtampos transporto priemonių platformos, todėl nuolat atnaujinami aukštai -temperatūrai-atsparūs ir labai stabilūs NdFeB magnetai gali palaikyti ilgalaikį stabilų veikimą dideliu{11}}greičiu, didele{12}}galia ir garantuoti aukštą{12}įmagnetinimo sąlygas, efektyvių elektrinių pavarų sistemų diegimui NEV.
Be pagrindinės jėgos pavaros, daugybė integruotų mikro{0}}variklių yra svarbi ir stabili retųjų žemių nuolatinių magnetų taikymo bazė. Vidutinio-ir -aukštos{4}}degalus varančios transporto priemonės turi 40–100 mikro-variklių, o NEV skaičius yra dar didesnis. Šie mikro{9}}varikliai yra plačiai naudojami įvairiuose patobulintuose funkciniuose scenarijuose visoje transporto priemonėje. Be to, pagrindiniai valdymo komponentai, tokie kaip elektrinis vairo stiprintuvo sistemos ir elektroninės stovėjimo stabdžių sistemos, remiasi nuolatinio magneto varikliais, kad būtų pasiektas greitas atsakas ir stabilus sukimo momentas, užtikrinantis važiavimo saugumą ir valdymo tikslumą. Tuo tarpu komforto funkcijos, tokios kaip oro kondicionieriaus amortizatorių reguliavimas, elektrinis sėdynės reguliavimas, langų ir stoglangių valdymas, valytuvų judėjimas taip pat priklauso nuo mažų nuolatinio magneto variklių NdFeB, užtikrinančių stabilų veikimą. Nors kiekvienas toks variklis sunaudoja tik nedidelį kiekį magnetinės medžiagos, didelis jų įsiskverbimo greitis ir didžiulis skaičius sudaro stabilų ir tvirtą retųjų žemių nuolatinių magnetų poreikį automobilių sektoriuje.
Tuo pačiu metu retųjų žemių nuolatiniai magnetai taip pat yra svarbus automobilių tikslaus valdymo sistemų kertinis akmuo. Pagrindiniuose elektroninio valdymo komponentuose, tokiuose kaip stabdžių antiblokavimo sistemos, elektroninės stabilumo kontrolės sistemos, automatinės pavarų dėžės perjungimo mechanizmai ir kintamo vožtuvo laiko nustatymo sistemos, didelio našumo -NdFeB magnetai užtikrina stabilų ir tikslų magnetinį lauką, užtikrinantį greitą reakciją ir tikslų įvairių jutiklių bei elektromagnetinių pavarų veikimą. Jie teikia patikimą techninę pagalbą stabdymo saugai, galios reguliavimui ir eksploatacinių sąlygų pritaikymui, todėl jie yra nepakeičiama pagrindinė medžiaga išmaniai ir tiksliai valdyti transporto priemones.
Dabartinė plėtros būsena: didėjanti paklausa ir spartėjanti pajėgumų didinimo konkurencija
Dėl sparčios naujos energetikos pramonės iteracijos ir kylančios išmaniosios įrangos industrializacijos retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagų paklausa rinkoje ir toliau auga. Pramonė žengia į spartaus augimo fazę vienu metu plėtojant pajėgumus, tobulinant technologijas ir konkuruojant pasaulinėje tiekimo grandinėje. Vienas iš pagrindinių veiksnių – NEV pramonė yra pagrindinis variklis, skatinantis retųjų žemių nuolatinių magnetų paklausos augimą. 2025 m. pasauliniai NEV pardavimai viršijo 20 milijonų vienetų, o skverbtis į rinką artėjo prie 25%. Pramonės skaičiavimais, akumuliatoriaus elektromobilio varomajam varikliui ir įvairiems mikro{9}} varikliams sunaudojama vidutiniškai 2–3 kilogramai NdFeB ruošinių, o hibridinės transporto priemonės sunaudoja apie 60 proc. Vien NEV sektoriuje per metus reikia 50 000–60 000 tonų NdFeB medžiagų. Remiantis pramonės prognozėmis, tikimasi, kad iki 2030 m. pasauliniai NEV pardavimai viršys 40 milijonų vienetų, o tada NdFeB paklausa šiame sektoriuje viršys 100 000 tonų, o tai rodo didžiulį augimo potencialą.
Be NEV, sparti humanoidinių robotų industrializacija atvėrė visiškai naują antrąją retųjų žemių nuolatinių magnetų augimo kreivę. Nuo 2025 metų humanoidinių robotų komercinis diegimas pastebimai paspartėjo. Vienam robotui humanoidiniam robotui reikia apie 40 didelio-tikslumo jungties variklių, o kiekvienas jungties variklis priklauso nuo didelio-našumo NdFeB magnetų. Palaipsniui įgyvendinant pirmaujančių kompanijų, pvz., „Tesla Optimus“, „Unitree“ ir „Figig AI“, masinės gamybos planus, humanoidiniai robotai sukurs kelių{8}}milijardų- juanių retųjų žemių nuolatinių magnetų rinką ir toliau išplės pramonės ilgalaikės plėtros erdvę.
Pasaulinio tiekimo požiūriu Kinija tvirtai užima dominuojančią padėtį retųjų žemių nuolatinių magnetų pramonėje, kuri sudaro daugiau nei 90 % pasaulinės produkcijos, o jos gamybos pajėgumai ir technologinis lygis yra tarp geriausių pasaulyje. Pavyzdžiui, JL Mag Baotou bazė sėkmingai pradėjo eksploatuoti pirmąjį ir antrąjį etapus, kurių bendras pajėgumas yra 20 000 tonų, o gamyba ir toliau vyksta etapais. Tikimasi, kad iki 2027 m. pabaigos bendras bendrovės pajėgumas pasieks 60 000 tonų per metus, nuosekliai atitikdamas didėjančią pasaulinės rinkos paklausą. Tuo pat metu užsienio rinkose spartinamas-savo tiekimo grandinių kūrimas, o JAV ir Europa pradeda magnetų gamybos gamyklų ir retųjų žemių perdirbimo projektus, siekdamos nutraukti priklausomybę nuo tiekimo grandinės. Tačiau trumpuoju laikotarpiu vis dar sunku užginčyti visapusiškus Kinijos pranašumus tiekimo grandinės vientisumo, gamybos sąnaudų ir pagrindinių technologijų srityse.
Važiavimas banga: retųjų žemių nuolatiniai magnetai pradeda naują pramonės ciklą
Produkto taikymo požiūriu retųjų žemių nuolatiniai magnetai jau buvo visiškai integruoti į automobilius, giliai įterpti į visą vertės grandinę-nuo jėgos pavaros iki valdymo iki pažangaus valdymo,-tarnaujantys kaip pagrindinis mobiliojo ryšio operatorius šiuolaikiniams NEV ir net visiems šiuolaikiniams automobiliams ir teikiantis pagrindinę paramą efektyviam, stabiliam ir protingam transporto priemonių veikimui. Žvelgiant iš pramonės plėtros perspektyvos, dėl nuolatinio NEV kiekio augimo ir laipsniško humanoidinių robotų augimo, retųjų žemių nuolatinių magnetų pramonė oficialiai įžengė į naują augimo ciklą. Pirmaujančios šalies įmonės koncentruotai išlaisvina pajėgumus, o sektoriaus augimas ir investicijų vertė tampa vis ryškesnė. Žvelgiant iš pramonės tendencijų perspektyvos, pasaulinis perėjimas prie energijos elektrifikavimo yra nesustabdoma megatrenda. Retųjų žemių nuolatiniai magnetai, kaip veiksmingo elektros energijos konvertavimo pagrindas, yra tinkami ne tik automobilių pramonei, bet ir bus plačiai naudojami įvairių tipų aukštos klasės elektrifikuotoje įrangoje-automobiliams – tai tik pirmasis didelio masto{8}}diegimo scenarijus.
Apskritai, įveikę NEV elektrifikacijos bangą, retųjų žemių nuolatiniai magnetai jau sėkmingai „įlipo“ į automobilių pramonę. Be to, besivystančioms pramonės šakoms toliau kartojantis ir tobulinant, šis plėtros traukinys tik ką tik nuskriejo, o ateities augimo erdvės ir didžiulis potencialas laukia didžiulis.