磁性材料按应用类型可分为软磁和永磁等材料。
磁性材料是应用广泛、品种繁多的重要功能材料,按应用类型可以分为软磁(多用于电气电路控制)、永磁(多用于高性能电机)等材料。软磁材料主要 包括铁氧体软磁材料、金属软磁材料及其他软磁材料。
中国是全球磁性材料的主要生产国,产量占全球的60%以上,其次是日本、韩国、印度和越南等国。目前,国内磁性材料整个产业呈现出明显的规模和 地域集中趋势,企业主要集中在华东(43%)、华南(17%)、中部地区(14%)、华北京津地区(11%)、西南部主要集中在绵阳成都重庆周边地区(11%)等区域; 华东地区磁性材料产能产量超过50%。国内专业从事磁性材料生产加工的企业约1600多家,其中永磁铁氧体生产企业约340家(烧结、粘结、加工)、各类 软磁铁氧体生产企业约230家,非晶软磁合金及金属磁粉芯生产企业约250多家,稀土永磁企业约300多家(烧结、粘结、加工、不含贸易),其他磁性材料 生产企业约100家左右,其余为磁性材料加工和粉料生产企业。
国内磁性材料运行的主要特点: 1)两极分化。永磁产业的下游主要面向家电和汽车,产业景气度弱,产销已逐步进入存量竞争阶段,再叠加业内企业的扩产,使得行业竞争进一步加剧; 软磁和稀土钕铁硼产业得益于新能源汽车、光伏、充电桩、风力发电等应用领域扩大或渗透率的提升,总体保持了较好的增长; 2)行业集中度提升。头部企业、重点企业以其较强的技术、资金、资源整合和市场拓展能力,经营保持了较好的韧性,行业集中度有望进一步提升; 3)自动化。业内企业大多在积极加大自动化推进、生产工艺提升、新产品开发和转型升级的力度,以减少用工人数。

磁性材料作为电子元器件产品产业链上游的关键电子材料,高性能的软磁材料对制造业体系产业升级具有重要的战略性意义。工业和信息化部于2021 年年初印发《基础电子元器件产业发展行动计划(2021—2023年)》,明确提出要面向智能终端、5G、工业互联网、数据中心、新能源汽车等重点市场, 推动基础电子元器件产业实现突破,并增强关键材料、设备仪器等供应链保障能力。其中,明确要在磁性材料等电子元器件上游配套关键产业实现技术 突破,重点发展高磁导率、低磁损耗的软磁元件。产业政策的支持将促进电子元器件及电子材料产业规模的扩大、技术水平的提升以及行业内大型企业 综合竞争力的增强。
软磁材料和硬磁材料二者区分的主要标准是磁滞回线的宽度和斜率。软磁材料通过比较低的磁场强度就能够获得比较高的磁感应强度,这意味着软磁材料 可以很容易的磁化和去磁。软磁材料的矫顽力比较低并且B-H回线比较窄。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,其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,广泛用于各种电能变换设备中。 软磁产业随着新能源汽车、光伏等产业对磁性材料和器件的需求不断增加,预计未来有望保持较好的增长态势。
软磁材料总体上具有饱和磁感应强度高、磁导率高、矫顽力低、损耗低和环境稳定性好的特点,被广泛应用于通信、电源、计算机和各种电子 产品等领域。从软磁材料细分品类的应用看,市场应用最广泛的主要有铁氧体软磁和金属软磁材料;而金属软磁材料又包括金属磁粉芯、工业 纯铁及传统合金、非晶及纳米晶合金,其中金属磁粉芯在金属软磁材料中占据重要地位,市场容量持续快速扩大。
强者恒强,软磁行业集中度有望持续提升。国内磁性材料及器件生产企业快速发展,在大公司战略推动下,一批初步具有国际竞争力的本土企 业通过上市融资获得充足的发展资金,产能迅速扩张,管理日益规范,质量不断提升,市场份额不断提升。相比较之下,中小微企业在成本高、 原料涨、人工缺等现实困难下,创新实力不足,新型磁材技术发展步伐相对缓慢,企业利润微薄,经营艰难。
铁氧体软磁是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,用铁的氧化物与其他金属氧化物混合在一起烧结而成,有Mn-Zn、Ni-Zn等等,其中Mn-Zn 铁氧体的产量和用量最大,占比能够达到70%,其次Ni-Zn铁氧体的占比能够达到10%。铁氧体软磁在高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗 等特点,能够实现批量生产、性能稳定且成本较低,所以在大功率设备中,铁氧体是最常使用的一种磁性材料。

全球铁氧体软磁产能主要集中在中国和日本。中国在产量上占据优势,日本在技术上占据优势。国内软磁铁氧体产能超过50万吨/年,传统产品 竞争激烈,逐步往中高端市场传递。截至2020年底,国内从事软磁铁氧体生产的企业共约230多家,初具规模的企业约100多家。大多数企业的 生产规模在500t/a,1000t/a以上的企业约80家,约10家企业能达到上万吨的产能。整体而言国内市场集中度并不高,但随着行业标准不断加强 且龙头企业规模效应凸显,预计行业将会进行洗牌,行业集中度有望迅速提升。
金属软磁粉芯是通过将金属或合金软磁材料制成的粉末与绝缘添加物混合压制而成的一种复合软磁材料。由于铁磁性颗粒小,又被非磁性绝缘介 质隔开,因此,金属软磁粉芯电阻率比金属及其合金要大的多,涡流损耗小,适用于较高频率。金属软磁粉芯具有损耗低、磁导率高、饱和磁感 强度高、电阻率高、优良的磁和热各向同性、工作频率范围较宽等特点,克服了铁氧体饱和磁感强度较低以及金属软磁合金高频下涡流损耗大的 特点,同时最大限度结合了两者的优点,可应用于传统软磁材料难以满足要求的领域。
金属软磁粉芯的发展历史悠久,从最早的纯铁磁粉芯开始,经历纯铁磁粉芯-铁镍磁粉芯-铁硅铝磁粉芯-钼坡莫合金磁粉芯-非晶和纳米晶磁粉芯的 演变。铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元,金属软磁粉芯就是以这三种元素为主要部分,或是它们中的单一金属,或是它们 中的两种乃至三种的适当组分配合,或是在此基础上再添加一种或多种别的元素组合而成的。
金属软磁粉芯是具有分布式气隙的软磁材料,随着各类电子产品向微型化、小型化方向发展,凭借其温度特性良好、损耗小、饱和磁通密度高等 优良特性,可以更好的满足电能变换设备高效率、高功率密度、高频化的要求,近年来市场前景尤为突出。金属软磁粉芯产品可广泛应用于光伏 发电、变频空调、新能源汽车及充电桩、数据中心、储能、消费电子、电能质量整治等领域。
非晶合金又称“液态金属或金属玻璃”,是一种新型软磁合金材料,主要包含铁、硅、硼等元素。其主要制品非晶合金薄带是采用急速冷却技术将 合金熔液以每秒百万度的速度快速冷却,得到厚度约0.03mm的非晶合金薄带,其物理状态表现为金属原子呈长程无序的非晶体排列。得益于上述 极端生产工艺形成的特殊原子结构,使得非晶合金具有低矫顽力、高磁导率、高电阻率等良好的性能。
20世纪60年代,非晶合金薄带在美国、日本首次实现产业化,国内产业化始于20世纪80年代。目前,非晶合金薄带的主要应用领域为全球配电变 压器领域。相较于传统材料硅钢,非晶合金的低矫顽力、高磁导率、高电阻率等特性使得材料更易于磁化和退磁,可显著降低电磁转换损耗,是中、 低频领域电能传输优选材料。此外,非晶合金材料具有突出的节能环保特性,是“制造节能、使用节能、回收节能”的全生命周期可循环绿色材料。 非晶合金材料自实验室问世至今仅有约60年历史,除优异的电磁性能外,还有优异的力学性能、化学性能及催化性能等特点,其在相关领域具有 较大的应用潜力。