I. Núcleo da Indústria: Atlas de Classificação e Aplicação de Materiais
Os materiais magnéticos são "pedras angulares funcionais" indispensáveis da indústria moderna, divididos principalmente em dois pilares:
Materiais Permanentemente Magnéticos: Uma vez magnetizados, mantêm um alto magnetismo por longos períodos (alta coercitividade, alta remanência), servindo como o meio central para a conversão de energia elétrica em energia mecânica.Ímãs Permanentes de Ferrite: (Composição principal: SrO·6Fe₂O₃ ou BaO·6Fe₂O₃) Os mais amplamente utilizados e econômicos, representando mais de 75% da produção mundial (em peso). Principais aplicações: motores de automóveis (limpadores de para-brisa, motores de partida, etc.), motores de eletrodomésticos (ar-condicionados, compressores de geladeiras, aspiradores de pó, etc.), ferramentas elétricas e alto-falantes.
NdFeB: (Composição principal: Nd₂Fe₁₄B) Conhecido como o "Rei Magnético", com BH excedendo amplamente as ferrites e uma ampla faixa de desempenho ajustável. Domina o mercado de ímãs permanentes de alto desempenho. Principais aplicações: motores de tração de VNEs (cruciais para projetos de alta velocidade e leveza), geradores de turbinas eólicas (ímãs permanentes de acionamento direto/semi-direto), compressores de ar-condicionado inverter, máquinas de tração de elevadores de economia de energia, eletrônicos de consumo de alta qualidade (por exemplo, motores lineares de smartphones, fones de ouvido TWS) e servomotores de robôs industriais.
SmCo: Apresenta excelente resistência a altas temperaturas e à corrosão, mas é caro (contém o metal estratégico Co). Destina-se principalmente a setores de alta qualidade: aeroespacial (atuadores, navegação), defesa (radar, orientação de mísseis), equipamentos de perfuração de petróleo em altas temperaturas e sensores de alta qualidade. A participação de mercado é relativamente pequena.
AlNiCo: O ímã permanente mais antigo, com boa estabilidade a altas temperaturas e alta indução magnética, mas baixa coercitividade. Utilizado principalmente em campos tradicionais, como sensores e dispositivos eletroacústicos.
Materiais Magnéticos Moles: Apresentam baixa coercitividade, permitindo fácil magnetização e desmagnetização. São fundamentais para a conversão e regulação de energia elétrica-magnética-elétrica, com características centrais de alta permeabilidade e baixa perda.
Ferrites Magnéticas Moles: (Composição principal: MnZn, NiZn) Alta resistividade e baixa perda em altas frequências. Aplicações fundamentais: fontes de alimentação de comutação de alta frequência (por exemplo, adaptadores de carregamento rápido para smartphones, adaptadores de alimentação para PC), transformadores de alta frequência, comunicação de banda larga (transformadores de rede, componentes de RF), compatibilidade eletromagnética (filtros EMI) e equipamentos de aquecimento por indução.
Núcleos de Pó Magnético Macio Metálico: (Compostos por silício-ferro, alumínio-silício-ferro, níquel-ferro-molibdênio, pós amorfos/nanocristalinos + revestimento isolante + compressão) Alta densidade de fluxo magnético de saturação, baixa perda e excelente capacidade de polarização CC.Aplicações dos Núcleos: Indutores PFC e indutores de filtro de saída em inversores e conversores de frequência de grande potência (inversores fotovoltaicos, carregadores de bordo (OBCs) para veículos elétricos novos, sistemas de conversão de energia (PCS)), fontes de alimentação para servidores, etc.
Ligas Amorfas e Nanocristalinas: (por exemplo, à base de Fe, à base de Co) tiras ultrafinas com perdas extremamente baixas em alta frequência e alta permeabilidade. Aplicações Principais: transformadores de corrente de precisão, disjuntores de corrente residual (miniaturizados/de alta eficiência), transformadores de fontes de alimentação de comutação de alta frequência, componentes de compatibilidade eletromagnética.
Aço Elétrico: O material magnético macio mais amplamente utilizado, "antigo" mas com vastas aplicações. Aplicações Principais: transformadores de potência (núcleo de redes de transmissão e distribuição), núcleos para vários motores/geradores (motores industriais, motores de eletrodomésticos).
II. Panorama da Indústria: Distribuição Geográfica e Tendências de Agrupamento
A China estabeleceu a cadeia industrial de materiais magnéticos mais abrangente do mundo, com domínio absoluto tanto na produção quanto no consumo (por exemplo, representando mais de 90% da produção mundial de NdFeB sinterizado). Os layouts das empresas apresentam um significativo agrupamento geográfico:
Zhejiang: O núcleo central da indústria de ímãs permanentes.
Região de Ningbo: Um grande centro mundial de NdFeB, sede de empresas de topo, como a Zhong Ke San Huan (líder tecnológico), a Ningbo Yunsheng (combinando tecnologia e escala) e a Jintian Magnetics.
Região de Dongyang-Yiwu: A sede da DMEGC, uma gigante mundial de materiais magnéticos de ferrite (ímãs permanentes + magnéticos macios), expandindo-se para núcleos de pó magnético metálico, energia fotovoltaica, etc.
Hangzhou e Outras Cidades: Lar de várias empresas de ferrites magnéticos macios e núcleos de pó magnético.
Guangdong: O centro propulsor da fabricação e das aplicações eletrônicas.
Delta do Rio das Pérolas (Shenzhen, Dongguan, Huizhou, etc.): Um vasto cluster industrial de fabricação eletrônica a jusante (eletrodomésticos, telefones celulares, PCs, etc.), que dá origem a inúmeros fornecedores de materiais magnéticos voltados para o terminal (principalmente ímãs permanentes e magnéticos macios de ferrite) e fabricantes de módulos. A região possui um grande número de empresas, com uma presença significativa de pequenas e médias empresas.
Jiangxi (Ganzhou): Apoiado pelo interior de recursos do "Reino das Terras Raras".
Ganzhou: Aproveitando os abundantes recursos de terras raras médias e pesadas, a JL MAG Rare-Earth estabeleceu aqui um robusto local de produção de NdFeB, voltado principalmente para os setores de VNEs (Veículos Não Emissores) e energia eólica, com vantagens significativas de recursos a montante.
Norte da China (Beijing-Tianjin, Mongólia Interior):
Foco em matérias-primas e setores específicos.Baotou: Contando com a China Northern Rare Earth (o maior fornecedor mundial de matérias-primas de terras raras), formou indústrias como ímãs permanentes de terras raras (por exemplo, a Innuovo Magnetics, sob a Innuovo) e ligas de terras raras.
Região de Beijing-Tianjin: Lar de empresas líderes em tecnologia, como a Antai (uma empresa abrangente de longa data envolvida na produção e P&D de amorfos, nanocristalinos e NdFeB) e a Zhenghai Magnetic Material (especializada em NdFeB de alto desempenho, com vantagens significativas no setor de VNEs), a área também abriga instituições de P&D de nível nacional, como o China Iron & Steel Research Institute.
Shandong: Yantai Zhenghai Magnetic Material (uma base importante para NdFeB de alto desempenho).
Regiões Central e Oeste (Shanxi, Sichuan, etc.): Foco em matérias-primas e algumas fabricações de baixo e médio nível, como certas fábricas de materiais de ferrite em Shanxi.
III. Cenário Competitivo: Polarização e Avanço
O setor apresenta uma estrutura competitiva em "forma de pirâmide" com polarização crescente:
Segmento de Alto Nível: Representado por NdFeB de alto desempenho (em especial, os tipos que exigem alta coercitividade e temperaturas de operação) e materiais magnéticos moles especiais (núcleos em pó de alto desempenho, nanocristalinos). Os principais concorrentes incluem empresas líderes de capital aberto ou grandes conglomerados, como JL MAG Rare-Earth, Zhenghai Magnetic Material, Ningbo Yunsheng, Zhong Ke San Huan, DMEGC (núcleos em pó), Poco New Materials (núcleos em pó), Dongmu Kedu (núcleos em pó) e Antai (amorfos/nanocristalinos). Essas empresas normalmente estabelecem parcerias com clientes globais de alto nível (por exemplo, Tesla, BBA, Midea, Gree, Huawei, Sungrow, BYD, Goldwind Science&Technology), competindo em termos de barreiras tecnológicas (tecnologia de difusão de fronteira de grão, controle refinado de grãos, revestimentos uniformes), portfólios de patentes, consistência de produtos, capacidades de entrega em grande escala e controle de matérias-primas a montante (em especial, terras raras). A concentração do mercado está aumentando gradualmente, com rentabilidade relativamente forte e taxas de localização crescentes em aplicações de médio a alto nível (por exemplo, as empresas nacionais agora dominam os motores de tração de energia eólica e de VNEs).
Marco Vermelho de Baixo e Médio Níveis: Dominado por ímãs permanentes/magnéticos moles de ferrite convencionais, NdFeB de médio a baixo desempenho e aço elétrico. Composto por inúmeras pequenas e médias empresas privadas (mais de 1.000 grandes produtores de materiais magnéticos em todo o país), esse segmento enfrenta uma concorrência brutal, em que as guerras de preços são a norma, os limiares técnicos são baixos e o excesso de capacidade estrutural é agudo. As margens de lucro são severamente pressionadas pela volatilidade dos preços das matérias-primas e pelas pressões de custos. A sobrevivência depende de economias de escala, gestão refinada ou relacionamentos com clientes de nicho regionais/de subsegmentos.
IV. Pulso Tecnológico: Futuro Impulsionado pela Inovação
A evolução tecnológica do setor centra-se em "desempenho mais elevado, perdas mais baixas, estabilidade aprimorada e menor dependência ambiental":
Avanços em Ímãs Permanentes de Alto Desempenho:
Industrialização de Ímãs de Terras Raras de Alta Abundância (ricos em Ce): Para reduzir a dependência de Pr-Nd, Dy e Tb escassos no NdFeB de alto desempenho, intensificam-se as pesquisas sobre substituição ou otimização de processos usando Ce e La mais abundantes, reduzindo custos e garantindo a segurança da cadeia de suprimentos. Tanto a Academia Chinesa de Ciências como as principais empresas relevantes têm feito implementações ativas.
NdFeB de alto desempenho sem terras raras pesadas (sem Dy/Tb): Através do refinamento de grãos, controle de fronteiras de grãos, controle de microestrutura de alta uniformidade e outros processos de difusão de fronteiras de grãos (GBDP, com o objetivo principal de reduzir o uso de Dy/Tb ou desenvolver formulações sem Dy/Tb), combinado com tecnologias de sinterização mais avançadas, garante coercitividade suficiente a altas temperaturas, ao mesmo tempo em que reduz significativamente o uso de terras raras pesadas, caras e estrategicamente sensíveis. Isso tornou-se a direção principal para a industrialização.
Estabilidade térmica melhorada: Condições operacionais extremas (como em motores de VNEs e ambientes de alta temperatura aeroespaciais) exigem maior estabilidade térmica dos ímãs, sendo os novos aditivos e a otimização da microestrutura fundamentais.
Evolução dos materiais magnéticos macios para alta frequência e baixa perda:
Núcleos de pó magnético metálico de alto desempenho: Desenvolvimento de materiais de núcleos de pó com maior indução magnética de saturação (Bs), menor perda em alta frequência (Pcv) e maior capacidade de polarização DC (como novos sistemas de FeNi, pó ultrafino e processos de revestimento melhorados). Empresas como a Powdertech Advanced Material, a KDM e a DMEGC estão em forte concorrência neste campo.
Afinamento e industrialização de fitas amorfas/nanocristalinas: Melhoria ainda maior da eficiência e consistência da produção, redução de custos e expansão das aplicações em frequências mais altas (acima de MHz) e sensoriamento de corrente de alta precisão.
Materiais de ferrite com baixa perda em altas frequências: Adaptação às crescentes frequências de operação das comunicações 5G/6G, carregamento ultrarrápido, etc., com otimização contínua das formulações e processos dos materiais.
Fabricação verde e inteligente:
Processos de proteção ambiental: Redução das emissões de ácido residual, águas residuais e poeira, diminuição do consumo de energia e desenvolvimento de alternativas verdes de tratamento de superfície (como substituição da fosfatação e da galvanoplastia).
Digitalização e fabricação inteligente: Aumentar a precisão do controle de processos (dosagem, sinterização), os níveis de detecção automatizada e as capacidades de rastreabilidade da qualidade para melhorar a eficiência e a consistência.
V. Desafios e Futuro
Coexistência de oportunidades e desafios:
Principais desafios:
Segurança dos recursos de terras raras a montante e flutuações de preços: O NdFeB de alto desempenho depende fortemente das matérias-primas de terras raras, especialmente das terras raras médias e pesadas, com flutuações de preços significativas (evidentes no pico de 2021-2022 e na correção de 2023). A segurança da cadeia de abastecimento requer grande atenção. As questões da concentração de recursos e do poder de fixação de preços são ameaças iminentes.
Excesso de capacidade nos segmentos de baixo e médio nível: A concorrência desleal em campos tradicionais, como os materiais de ferrite, reduziu as margens de lucro da indústria, representando uma pressão significativa para a transformação e modernização.
Concorrência Internacional nos Campos de Alto Nível: As empresas japonesas e europeias ainda detêm vantagens de liderança em certas aplicações de topo (como equipamentos médicos de ponta e instrumentos de precisão) e patentes centrais.
Iteração Tecnológica Acelerada: As barreiras tecnológicas estão aumentando continuamente, exigindo aumentos sustentados no investimento em P&D.
Caminho de Desenvolvimento e Recomendações:
Fortalecimento da Integração a Montante: É crucial que as empresas de materiais magnéticos (especialmente as empresas de ímãs permanentes) estendam verticalmente seus layouts de recursos (vinculando-se profundamente a grupos de terras raras ou, como no modelo Jinli, localizando-se perto dos recursos) ou aumentem suas capacidades de reciclagem e reutilização.
Foco em Setores de Alto Valor: As empresas precisam esclarecer seu posicionamento estratégico. As empresas de topo devem lutar continuamente pelo nível mais alto e aumentar sua participação no mercado global, enquanto as pequenas e médias empresas devem se destacar e fortalecer em áreas de nicho ou buscar a integração.
Impulsionado pela Inovação Tecnológica: Aumentar o investimento em P&D em tecnologias centrais, como ímãs de terras raras de alta abundância, próximas gerações de materiais magnéticos macios e fabricação inteligente.
Adotando o Verde e o Baixo Carbono: Os materiais magnéticos desempenham um papel fundamental na revolução das energias renováveis, e seus processos de produção também precisam estar alinhados com os objetivos da "dupla carbonização".
Inovação Colaborativa na Cadeia Industrial: Fortalecer a cooperação entre empresas de materiais magnéticos e empresas líderes de aplicação a jusante (como fabricantes de motores e fabricantes de máquinas completas), fabricantes de equipamentos e institutos de pesquisa para definir conjuntamente as necessidades futuras e os caminhos tecnológicos.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Obrigado por ter lido até aqui, por ter visto os diagramas anteriores e por ter suportado tanto texto para finalmente me ouvir tagarelar. Quando escrevi este artigo, o escritório estava vazio, com apenas eu ainda digitando no teclado.
Tenho pensado em como começar meu primeiro artigo sobre terras raras e como informar os professores e parceiros que me ajudaram no [campo da energia de hidrogênio] que ["Olá, agora estou estudando materiais magnéticos e motores de terras raras. A energia de hidrogênio será tratada por meus colegas."]
Ou, poderíamos simplesmente pular as conversas fiadas e ir direto ao trabalho. Mas espero que você e eu, leitor deste artigo, possamos ser mais do que apenas colegas — podemos ser amigos que trocam fofocas e compartilham nossas visões sobre o mundo. Mais importante ainda, quero que você saiba que levo a sério cada tarefa pela qual sou responsável.
Seja a energia de hidrogênio no passado, os materiais magnéticos de terras raras agora, o mercado doméstico atualmente ou o mercado externo no futuro, tenho me esforçado para entender cada pedacinho de conhecimento e criar cada produto que quis fazer. Tenho colocado 100% da minha paixão em cada tarefa.
Talvez minhas discussões atuais sobre materiais magnéticos de terras raras não sejam tão aprofundadas, e talvez a SMM não tenha tantos dados sobre o desenvolvimento de materiais magnéticos e usuários finais. Mas, por favor, acredite que vou me esforçar ao máximo, assim como quando construí pela primeira vez a plataforma de dados da indústria de energia de hidrogênio.
Tudo o que passou é apenas um prelúdio; tudo o que está por vir vale a pena esperar. Dito isso, vamos nos conhecer formalmente:
Sou Shi Xin, analista de materiais magnéticos de terras raras na SMM. Meu número de telefone é 13515219405, e sou responsável por analisar o mercado nacional de motores com materiais magnéticos e o mercado internacional de terras raras. Meu ID no WeChat também é 13515219405. Se você estiver interessado neste mercado e se eu puder ajudar, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo.
Sou Sofia, analista de materiais magnéticos de terras raras na SMM. Tel: 13515219405 (WeChat). Sou responsável por analisar o mercado nacional de motores com materiais magnéticos e o mercado internacional de terras raras.
Se você estiver interessado neste mercado e se eu puder ajudar, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo.
