創業板上市的廣州新萊福專注磁性材料和電子陶瓷業務，是國內釤鐵氮永磁體開發和產業化領軍企業。新萊福在去年接受調研和投資互動時多次提到——現階段公司釤鐵氮產品為粘結型磁體，燒結磁體工藝難度很大，業界至今尚未取得應用。不過據日本特殊陶業（Niterra）在9月10日公開消息，該公司與日本國立產業技術綜合研究所設立的聯合實驗室開發出新型燒結釤鐵氮永磁體技術，有望率先實現用于電動汽車的耐高溫高效電機永磁體的商業化。

粘結型釤鐵氮磁體（來源：新萊福）

為什么是釤鐵氮

釤鐵氮（SmFeN）永磁體的研究始于20世紀80年代末，由日本東京工業大學研究團隊推動。之所以在釹鐵硼（NdFeB）永磁體取得極大成功后進行這項研究，主要是由于釹鐵硼的磁性存在高溫衰減問題，而釤鐵氮除了熱穩定性好，其他原因還包括低成本（氧化釤原材料價格低，僅為氧化釹價格的約五十分之一）、供應鏈以及特性潛力等。

為什么要開發燒結型永磁體

新萊福在2022年已建成一條粘接型釤鐵氮中試生產線，可實現吸附應用領域的量產需要，在需要高吸力的相關產品上已開始應用和銷售。對比粘接型釹鐵硼，除具備原材料成本優勢明顯的顯著特征外，剩磁溫度系數更小、耐腐蝕性更好。而新萊福在2023年總投1.3億元的“新型稀土永磁材料產線建設項目”，旨在通過制備出高性能、耐腐蝕性及性價比的釤鐵氮產品，實現在高吸力展覽展示、強力連接等領域的廣泛應用，極大拓展現有吸附功能材料的使用場景。

但是，粘接型釤鐵氮并不能替代燒結釹鐵硼。一方面，粘接型磁體由于使用粘結劑（通常是環氧樹脂或尼龍）將磁粉粘合，導致其密度較低，磁性能較弱，器件磁體密度不足（粘接型釤鐵氮的最大磁能積一般10-20MGOe之間，而燒結釹鐵硼的最大磁能積通常可以超過50MGOe）；另一方面，粘接型磁體力學性能（如抗壓強度、抗彎強度）不如燒結型磁體，在高應力或高溫條件下，粘接型磁體更容易破裂或失效。

難點

釤鐵氮稀土永磁材料作為新一代的稀土永磁材料，目前尚處于起步階段，雖然部分特點和優勢已顯現，但釤鐵氮也存在一個嚴重問題——填充在釤鐵化合物晶體結構間隙中的氮會在約500℃至600℃之間開始分解，這也導致它難以像釹鐵硼那樣燒結。新萊福也多次表態，燒結型釤鐵氮還處于持續研發狀態，粘結型釤鐵氮是目前主要發展方向。

基于燒結助劑的新進展

回到文章開頭提到，日本特殊陶業（Niterra）的新型燒結釤鐵氮永磁體技術，其核心是一種新型燒結助劑的開發。

不燒結與新型燒結永磁體的磁性對比（左）與結構對比（右）

目前的NdFeB磁鐵中，常添加鏑(Dy)和碲(Tb)等重稀土類元素來保持磁性和確保耐熱性，不僅成本高，并且存在供應鏈風險。隨著電動汽車產業對電機耐熱性能、成本的追求，耐熱性優異的SmFeN磁鐵的開發成為熱點。但是，為了獲得高的磁性能特別是高的磁化強度，必須使磁化化合物在單位體積內盡可能多，即提高致密性（燒結），前文提到開發難點主要在于釤鐵氮的高溫分解。于是，降低燒結溫度就是本次研究的問題解決方向。

無燒結助劑與添加燒結助劑的截面電鏡圖對比

不添加燒結助劑與添加燒結助劑的產品性能對比

特殊陶業表示，曾經使用熔點較低的鋅作為燒結助劑，但會導致磁性下降，本次開發的Sm₂Fe₁₇N₃永磁體使用了鎂、鈣等合金材料，實現了不降低磁性能前提下的致密化提升。而目前這項成果還在繼續優化，比如對粉體原料設計，提高取向性（磁粉顆粒在外部磁場作用下，其磁矩排列的一致性和方向性），取向良好的磁粉可以產生更高的剩磁（Br）和更高的磁能積（(BH)max），也有助于提高矯頑力（Hcj）。

小結

綜上，釤鐵氮的溫度系數明顯優于釹鐵硼，非常適宜于對溫度敏感的一些電機領域的應用。隨著技術的不斷深入研究與時間的推移，其更多的潛在優勢將會被發掘出來，而對于燒結型永磁體方面取得的研究進展，甚至有可能會掀起一場產業革命，國內研發和產業化提速也需要更快、更準、更強。

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