วัสดุแม่เหล็กเป็นวัสดุที่เรียงตามสนามแม่เหล็กซึ่งมีคุณสมบัติเป็นเฟอร์โรแมกเนติกหรือเฟอร์ริแมกเนติก และมีคุณค่าในการใช้งานจริง ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างพวกมันกับวัสดุอื่นคือพวกมันไวต่อสนามแม่เหล็กภายนอก วัสดุแม่เหล็กที่กำหนดอย่างกว้างๆ ยังรวมถึงวัสดุต้านแม่เหล็กไฟฟ้าและวัสดุแม่เหล็กอ่อนอื่นๆ ที่มีคุณค่าในการใช้งานจริงหรือที่เป็นไปได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการโดยรวมสำหรับอุตสาหกรรมวัสดุแม่เหล็กได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และการพัฒนาอย่างรวดเร็วของแอปพลิเคชันขั้นปลายน้ำ เช่น การจัดเก็บแสง พลังงานลม ยานพาหนะพลังงานใหม่ หุ่นยนต์ ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และการชาร์จแบบไร้สาย ได้นำโอกาสในการพัฒนามาสู่ อุตสาหกรรมวัสดุแม่เหล็ก

Ⅰ. หน่วยเมตริกสำหรับการวัดประสิทธิภาพของวัสดุแม่เหล็ก

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กมีการวัดดังนี้:

ความมั่นคง: พารามิเตอร์หลักคือการดึงดูดแม่เหล็กตกค้างและผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด ยิ่งค่าสูง สนามแม่เหล็กก็จะยิ่งแรงขึ้น และแม่เหล็กก็จะสามารถรักษาคุณสมบัติทางแม่เหล็กได้ดีขึ้น

ความต้านทานการล้างอำนาจแม่เหล็ก: ตัวแปรหลักคือแรงบีบบังคับจากภายใน ยิ่งค่าสูง ความต้านทานต่อการล้างอำนาจแม่เหล็กก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและค่าประสิทธิภาพก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

ทนต่ออุณหภูมิ:พารามิเตอร์หลัก ได้แก่ ความบีบบังคับภายใน อุณหภูมิการทำงานสูงสุด และอุณหภูมิคูรี ยิ่งค่าสูง ความต้านทานต่ออุณหภูมิก็จะดีขึ้น และประสิทธิภาพของวัสดุแม่เหล็กก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น

Ⅱ. การจำแนกประเภทของวัสดุแม่เหล็กและการประยุกต์ในยานพาหนะพลังงานใหม่

วัสดุแม่เหล็กแบ่งตามฟังก์ชันและสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: วัสดุแม่เหล็กถาวร วัสดุแม่เหล็กอ่อน และวัสดุแม่เหล็กที่ใช้งานได้ ปัจจุบันการใช้งานทั่วไปในรถยนต์พลังงานใหม่ ได้แก่ แม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียมเหล็กโบรอนและแม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์ในหมู่วัสดุแม่เหล็กถาวร และเหล็กซิลิคอน แกนผงแม่เหล็กอ่อนของโลหะ แม่เหล็กอ่อนเฟอร์ไรต์ในหมู่วัสดุแม่เหล็กอ่อน

• วัสดุแม่เหล็กถาวร-NdFeB

วัสดุแม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียมเหล็กโบรอน (Nd-เฟ-B) ที่มี Nd2Fe14B เป็นส่วนประกอบหลักมีลักษณะของการรีแมนซ์สูงและแรงบีบบังคับสูง รถยนต์พลังงานใหม่แต่ละคันต้องใช้วัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB ประมาณ 2.5 กก. ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน, เอบีเอส, กำไรต่อหุ้น และส่วนประกอบอื่น ๆ วัสดุนี้มีสมรรถนะที่ยอดเยี่ยมและสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ได้อย่างมากและลดการสูญเสียพลังงาน นอกจากนี้ ลำโพงติดรถยนต์และเซ็นเซอร์ต่างๆ ยังเป็นสถานการณ์ที่มีการใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรที่เป็นเหล็ก-เหล็ก-โบรอนในยานพาหนะพลังงานใหม่

• วัสดุแม่เหล็กถาวร-เฟอร์ไรต์

วัสดุแม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์ทำจาก ซีเนียร์ หรือ เบ้า และ Fe2O3 เป็นวัตถุดิบผ่านเทคโนโลยีเซรามิก เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุแม่เหล็กถาวรของธาตุหายาก แม้ว่าวัสดุแม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์จะไม่มีข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพ แต่ก็ยังมีการใช้ในหลายสาขาเนื่องจากมีวัตถุดิบมากมาย ราคาต่ำ ขั้นตอนการเตรียมง่าย ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีเยี่ยม และการดึงดูดแม่เหล็กตกค้างขนาดใหญ่ . เป็นวัสดุที่เลือกใช้ ในรถยนต์พลังงานใหม่ ส่วนใหญ่จะใช้ในมอเตอร์ขับเคลื่อน คอนเวอร์เตอร์ เสาชาร์จ และส่วนประกอบอื่นๆ

• วัสดุแม่เหล็กอ่อน-เหล็กซิลิคอน

เหล็กซิลิคอนเป็นโลหะผสมเหล็ก-ซิลิคอนที่เกิดขึ้นจากการเติมซิลิคอนจำนวนเล็กน้อย (โดยทั่วไปน้อยกว่า 4.5%) ลงในเหล็กบริสุทธิ์ มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เช่น การซึมผ่านของแม่เหล็กสูง การสูญเสียฮิสเทรีซีสต่ำ และการสูญเสียธาตุเหล็กต่ำ ในรถยนต์พลังงานใหม่ เหล็กซิลิกอนเป็นหนึ่งในวัสดุที่สำคัญของมอเตอร์ ซึ่งสามารถลดการสูญเสียธาตุเหล็กและการสูญเสียฮิสเทรีซิสของมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของมอเตอร์ นอกจากมอเตอร์แล้ว เหล็กซิลิกอนยังสามารถนำมาใช้ในกองชาร์จ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ ชิ้นส่วนโครงสร้างตัวถัง ฯลฯ ของยานพาหนะพลังงานใหม่

• วัสดุแม่เหล็กอ่อน - แกนผงแม่เหล็กอ่อนโลหะ

แกนผงแม่เหล็กอ่อนของโลหะเป็นวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่ถูกกดด้วยผงแม่เหล็กที่เคลือบด้วยตัวกลางที่เป็นฉนวน เป็นการผสมผสานข้อดีของวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่เป็นโลหะและเฟอร์ไรต์แม่เหล็กอ่อนเข้าด้วยกัน เนื่องจากผงของมันทำจากอนุภาคเฟอร์โรแมกเนติก ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กความอิ่มตัวจึงสูง ในเวลาเดียวกันเนื่องจากมีชั้นฉนวนความต้านทานจึงสูงเช่นกัน ส่วนใหญ่จะใช้ในการใช้งาน 3 ด้าน ได้แก่ แท่นชาร์จ เครื่องชาร์จ เครื่องปรับอากาศ/กระแสตรง ที่ติดตั้งในยานพาหนะ และตัวแปลง กระแสตรง/กระแสตรง ที่ติดตั้งในยานพาหนะในภาคยานยนต์พลังงานใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้แนวโน้มของแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง 800V แกนผงแม่เหล็กอ่อนที่เป็นโลหะจะได้รับประโยชน์มากขึ้น และคาดว่าการใช้จักรยานจะเพิ่มขึ้นจากปัจจุบันประมาณ 0.7 กก. เป็น 2.7 กก.

• วัสดุแม่เหล็กอ่อน-เฟอร์ไรต์

เฟอร์ไรต์แบบอ่อนคือเฟอร์ริแมกเนติกออกไซด์ที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Fe2O3 ซึ่งผลิตโดยใช้วิธีโลหะผสมผง มีหลายประเภท เช่น มน-สังกะสี, ลูกบาศ์ก-สังกะสี, นิ-สังกะสี เป็นต้น ซึ่งเฟอร์ไรต์ มน-สังกะสี มีเอาต์พุตและการใช้งานมากที่สุด เนื่องจากเป็นวัสดุฟังก์ชันอิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าความถี่สูงที่ดีเยี่ยม ต้นทุนค่อนข้างต่ำ และแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ ได้ง่าย เฟอร์ไรต์แบบอ่อนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ โอบีซี ของรถยนต์พลังงานใหม่ อุปกรณ์ชาร์จ อีวี การแปลงพลังงานของระบบไฟฟ้า เอชอีวี ตัวแปลง กระแสตรง -กระแสตรง, ระบบจัดการแบตเตอรี่, หน่วยจ่ายไฟ ฯลฯ

Ⅲ. แนวโน้มการประยุกต์ใช้วัสดุแม่เหล็กในรถยนต์พลังงานใหม่

การพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุแม่เหล็กในประเทศจีนเริ่มเป็นรูปเป็นร่างในช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1980 สาเหตุหลักมาจากความนิยมในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องบันทึกเทปและโทรทัศน์ ความต้องการวัสดุแม่เหล็กที่ใช้ในลำโพงเสียงจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ปัจจุบัน การพัฒนายานยนต์พลังงานใหม่ที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วได้นำพื้นที่การพัฒนาขนาดใหญ่มาสู่วัสดุแม่เหล็ก จากข้อมูลจากสมาคมผู้ผลิตรถยนต์แห่งประเทศจีน การผลิตและการขายรถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศของฉันในไตรมาสที่ 1 ปี 2566 จะสูงถึง 1.65 ล้านและ 1.586 ล้านตามลำดับ เพิ่มขึ้น 27.7% และ 26.2% เมื่อเทียบเป็นรายปี ตามลำดับ โดยมีส่วนแบ่งตลาด 26.1% การพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ในประเทศของฉันได้เข้าสู่ขั้นตอนใหม่ของการพัฒนาขนาดอย่างรวดเร็ว โดยไม่คำนึงถึงส่วนแบ่งปลายน้ำในอนาคตหรืออัตราการเติบโตของวัสดุแม่เหล็กที่สำคัญ การพัฒนาด้านยานพาหนะพลังงานใหม่มีความสำคัญอย่างยิ่งและมีอิทธิพลในวงกว้าง

เนื่องจากเป็นวัสดุหลักพื้นฐานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ วัสดุแม่เหล็กจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกด้านของมอเตอร์ขับเคลื่อนรถยนต์พลังงานใหม่ เสาชาร์จ ระบบจัดการแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จ เครื่องปรับอากาศ/กระแสตรง ตัวแปลง กระแสตรง/กระแสตรง และส่วนประกอบอื่นๆ ด้วยแรงกระตุ้นจากความต้องการ จำนวนองค์กรในประเทศที่มีส่วนร่วมในการผลิตและการผลิตวัสดุแม่เหล็กยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และขณะนี้ได้มีการสร้างระบบผลิตภัณฑ์วัสดุแม่เหล็กครบวงจรแล้ว ในฐานะที่เป็นแผนกย่อยของวัสดุแม่เหล็กรถยนต์พลังงานใหม่ การแข่งขันในตลาดก็รุนแรงเช่นกัน บริษัทที่มีความได้เปรียบในการแข่งขันส่วนใหญ่ ได้แก่ จินลี่ ถาวร แม่เหล็ก, เทียนถง บริษัท., บจ., เจิ้งไห่ แม่เหล็ก วัสดุ, หยิงลั่วฮวา, กาแล็กซี่ แม่เหล็ก, ซิโนสตีล เทียนหยวน, เหิงเตี้ยน ทิศตะวันออก แม่เหล็ก, เจียงเฟิน แม่เหล็ก วัสดุ, หนิงโป หยุนเฉิง, จงเค่อ ซาน แหวน เป็นต้น