Hiện tại, các loại nam châm neodymium sắt bo (NdFeB) dạng xốp đang chiếm khoảng 80% thị phần nam châm NdFeB toàn cầu, một vị thế vững chắc xuất phát từ những tính chất từ tính vượt trội của chúng. Được sản xuất thông qua quy trình luyện kim bột - bao gồm nghiền mịn, ép, thiêu kết và gia công cơ học, nam châm xốp mang lại độ từ dư cao, lực kháng từ và tích số năng lượng lớn, khiến chúng lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi từ trường mạnh. Chẳng hạn, trong các động cơ hiệu suất cao, tua-bin gió và thiết bị điện tử chính xác, các nam châm NdFeB xốp như loại N52 (như được giới thiệu bởi
AIM Magnet ) cung cấp sức mạnh vượt trội không đối thủ, với tích số năng lượng có thể đạt tới 52 MGOe.
AIM Magnet, một nhà sản xuất hàng đầu được thành lập vào năm 2006, là minh chứng rõ ràng cho vị thế này với năng lực sản xuất hàng năm đạt 500 tấn, được hỗ trợ bởi hơn 300 máy móc tiên tiến. Các chứng nhận ISO, ROSH và REACH của công ty khẳng định độ tin cậy của các loại nam châm xốp (sintered magnets), qua đó củng cố vị trí dẫn đầu trên thị trường trong các ngành công nghiệp đòi hỏi giải pháp hiệu suất cao. Chèn hình ảnh: Quy trình sản xuất nam châm NdFeB xốp hoặc hình ảnh sản phẩm cấp N52.
Mặc dù nam châm xốp đang chiếm ưu thế, nam châm NdFeB kết dính đang nổi lên như phân khúc phát triển nhanh nhất, nhờ tính linh hoạt trong thiết kế và hiệu quả về chi phí. Nam châm kết dính được sản xuất bằng cách trộn bột NdFeB với chất kết dính polymer (ví dụ như epoxy, nylon) và định hình chúng thông qua ép khuôn hoặc nén khuôn - cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp, cấu trúc thành mỏng và tích hợp các tính năng đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của các ngành công nghiệp.
Các động lực tăng trưởng chính cho nam châm kết dính bao gồm:
-
Tính linh hoạt trong thiết kế : Chúng có thể được tạo hình thành các cấu trúc phức tạp, chẳng hạn như các thành phần từ tính được sử dụng trong mô-đun sạc không dây (ví dụ: nam châm MagSafe) hoặc cảm biến nhỏ, phù hợp với danh mục giải pháp từ tính tùy chỉnh của AIM Magnet giải pháp từ tính .
-
Tính năng giảm trọng lượng : Trong ứng dụng điện tử và ô tô, nam châm dính kết mang lại lợi thế giảm trọng lượng 30-50% so với loại nung kết tương ứng, hỗ trợ xu hướng thiết kế nhẹ.
-
Giảm chi phí sản xuất : Quy trình tạo hình loại bỏ nhu cầu gia công sau, làm giảm thời gian và chi phí sản xuất.
Mặc dù nam châm dính kết có hiệu suất từ tính thấp hơn (sản phẩm năng lượng thường ở mức 8-15 MGOe), tính thích ứng cao của chúng đang thúc đẩy tốc độ tăng trưởng kép hàng năm dự báo đạt 7-9% cho đến năm 2030. Chèn hình ảnh: Quy trình tạo hình bằng phương pháp ép phun nam châm dính kết hoặc ứng dụng sản phẩm trong điện tử tiêu dùng.
Bức tranh kép của thị trường phản ánh sự cân bằng giữa hiệu suất và tính linh hoạt. Các nam châm gốm tiếp tục giữ vị trí thống trị trong các ứng dụng công suất cao (ví dụ: động cơ công nghiệp, thiết bị MRI y tế), trong khi đó nam châm dính kết tìm được chỗ đứng trong điện tử tiêu dùng, cảm biến ô tô và các thiết bị thu nhỏ. Mô hình giải pháp trọn gói của AIM Magnet - cung cấp cả sản phẩm tiêu chuẩn và tùy chỉnh
nam châm neodymium - nhấn mạnh cách các nhà sản xuất khai thác cả hai công nghệ để phục vụ đa dạng nhu cầu.
Sự điện khí hóa nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô là lực lượng then chốt thúc đẩy sự tăng trưởng của nam châm NdFeB dính kết, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm dự báo là 9,2% cho giai đoạn 2024-2030. Xe điện (EV) đòi hỏi các thành phần từ tính nhẹ và hiệu quả cho động cơ, bộ nghịch lưu và cảm biến - những ứng dụng mà nam châm dính kết vượt trội.
-
Động cơ xe điện : Nam châm dính giúp tạo ra động cơ nhỏ gọn, hiệu suất cao với thiết kế tích hợp. Ví dụ, động cơ stato cuộn kép (hairpin) trong xe điện (EV) được hưởng lợi từ khả năng tạo hình dạng phức tạp của nam châm dính, giảm tổn thất năng lượng và cải thiện mật độ mô-men xoắn.
-
Thu nhỏ hệ thống truyền động : Khi các nhà sản xuất xe điện thu nhỏ các linh kiện, khả năng đúc khuôn của nam châm dính hỗ trợ các cụm truyền động điện '3-trong-1' (motor, inverter, reducer), phù hợp với xu hướng của ngành công nghiệp.
-
Tối ưu Hóa Chi Phí : Công nghệ ép phun cho phép sản xuất số lượng lớn với lượng chất thải tối thiểu, một yếu tố quan trọng đối với các nhà sản xuất ô tô đang cắt giảm chi phí sản xuất xe điện.
AIM Magnet có chuyên môn trong sản xuất khuôn nam châm—bao gồm
các móc từ tính và các linh kiện tùy chỉnh—giúp họ đáp ứng tốt chuỗi cung ứng ô tô.
Chèn hình ảnh: Nam châm dính trong động cơ hoặc sơ đồ hệ thống truyền động của xe điện.
Ngoài các bộ phận hệ thống truyền động, nam châm dính ngày càng được sử dụng trong:
-
Cảm biến ADAS : Các bộ mã hóa từ tính và cảm biến vị trí trong hệ thống lái tự động yêu cầu nam châm chính xác, nhỏ gọn. Khả năng chống khử từ của nam châm dính kết phù hợp với môi trường khắc nghiệt (ví dụ: dao động nhiệt độ).
-
Hệ thống Nội thất : Cửa sổ điện, khóa cửa và bộ điều chỉnh gương sử dụng nam châm dính kết để vận hành êm ái và ít bảo trì. Kinh nghiệm của AIM Magnet trong ngành điện tử tiêu dùng được áp dụng cho các hệ thống phụ ô tô này.
Các nhà sản xuất ô tô hàng đầu hợp tác với các nhà sản xuất nam châm để phát triển công nghệ nam châm dính kết, tập trung vào:
-
Chất Kết Dính Chịu Nhiệt Độ Cao : Phát triển vật liệu cho ứng dụng dưới nắp ca-pô (ví dụ: quạt làm mát động cơ).
-
Tích hợp Thiết kế : Đồng thiết kế các thành phần từ tính với hệ thống xe. Dịch vụ OEM/ODM của AIM Magnet - bao gồm thiết kế ý tưởng và chế tạo mẫu - hỗ trợ các hợp tác như vậy.
Các nam châm NdFeB, đặc biệt là loại thiêu kết, phụ thuộc vào các nguyên tố đất hiếm nặng (HREEs) như dysprosium (Dy) và terbium (Tb) để có được lực kháng từ và độ ổn định nhiệt. Tuy nhiên, HREEs phải đối mặt với biến động giá cả và rủi ro chuỗi cung ứng, chiếm tới 30% chi phí của nam châm thiêu kết - thúc đẩy các công nghệ giảm mức sử dụng HREE.
Khuếch tán qua ranh giới hạt là một kỹ thuật cách mạng cho phép tập trung HREE vào các ranh giới hạt của nam châm, giảm thiểu hàm lượng HREE nhưng vẫn duy trì lực kháng từ. Quy trình bao gồm các bước sau:
- Phủ một lớp HREE mỏng (ví dụ: DyF3) lên bề mặt của các nam châm thiêu kết.
- Khuếch tán các nguyên tử HREE vào ranh giới hạt thông qua xử lý nhiệt, tăng cường độ bất đẳng hướng từ mà không cần bổ sung HREE vào toàn bộ vật liệu.
Phương pháp này giảm 30-70% lượng HREE sử dụng, giúp hạ thấp chi phí. Việc AIM Magnet áp dụng các thiết bị tiên tiến như robot thị giác và máy cắt viền bằng tia laser cho phép triển khai GBD cũng như các đổi mới khác, đảm bảo sản phẩm có tính cạnh tranh về giá. Chèn hình ảnh: Sơ đồ quy trình GBD hoặc sản phẩm nam châm giảm HREE.
-
Lớp Phủ Mỏng : Lớp phủ neodymium-kẽm (Nd-Zn) cải thiện khả năng chống ăn mòn, kéo dài tuổi thọ của nam châm.
-
Tối Ưu Hóa Cấu Trúc Vi Mô : Nam châm nano tổng hợp và làm mịn hạt tăng cường các đặc tính mà không cần HREE, phù hợp với định hướng nghiên cứu và phát triển vật liệu năng lượng mới của AIM Magnet.
-
Các Ứng Dụng Cao Cấp : Các thiết bị hàng không và y tế vẫn có thể yêu cầu loại nam châm xốp giàu HREE để đảm bảo độ tin cậy.
-
Sản phẩm đại trà : Các thiết bị điện tử tiêu dùng và linh kiện ô tô ngày càng sử dụng rộng rãi nam châm giảm HREE. AIM Magnet cung cấp đa dạng sản phẩm - từ loại nung kết N52 đến giải pháp liên kết - phục vụ cả hai phân khúc.
Nguồn đất hiếm đối mặt với những thách thức nghiêm trọng:
-
Tập trung địa lý : Trên 90% hoạt động chế biến đất hiếm diễn ra tại Trung Quốc, tạo ra rủi ro địa chính trị.
-
Những mối quan tâm về môi trường : Khai thác truyền thống tạo ra lượng chất thải lớn, đòi hỏi các giải pháp thay thế bền vững.
-
Mục tiêu kinh tế tuần hoàn : Các sáng kiến toàn cầu thúc đẩy nhu cầu sản xuất nam châm theo chu trình khép kín.
Tái chế cơ hóa học tái sử dụng các nam châm NdFeB hết hạn thông qua:
-
Nghiền và Làm sạch : Nghiền nhỏ các nam châm đã dùng và loại bỏ chất gây nhiễm.
-
Xử lý Cơ hóa học : Nghiền năng lượng cao và các chất phản ứng phá vỡ cấu trúc, tách biệt các nguyên tố đất hiếm.
-
Tổng hợp lại : Tái tạo bột NdFeB từ các nguyên tố đất hiếm thu hồi được để sản xuất nam châm mới.
Phương pháp này đạt hiệu suất thu hồi nguyên tố đất hiếm trên 90% và giảm 50% tiêu thụ năng lượng. Các chứng nhận ROSH và REACH của AIM Magnet phản ánh cam kết với hoạt động thân thiện môi trường, giúp công ty sẵn sàng áp dụng công nghệ tái chế. Chèn hình ảnh: Quy trình tái chế cơ hóa học hoặc sản phẩm nam châm tái chế.
-
Mạng lưới Tái chế Toàn cầu : Các công ty như AIM Magnet tìm kiếm hợp tác để thiết lập hệ thống thu gom sản phẩm từ nam châm đã hết hạn sử dụng.
-
Ưu đãi Chính sách : Chính phủ thực hiện các quy định (ví dụ: trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất) nhằm thúc đẩy tái chế đất hiếm.
Khi công nghệ tái chế phát triển, nam châm NdFeB tái chế sẽ:
-
Tiến vào Phân khúc Trung cấp Trước tiên : Các thiết bị điện tử tiêu dùng và động cơ công nghiệp có thể là những lĩnh vực đầu tiên áp dụng nam châm tái chế.
-
Thúc đẩy Sự ổn định Chi phí : Giảm sự phụ thuộc vào các nguyên tố đất hiếm khai thác có thể ổn định giá cả.
-
Tăng Cường Tính Bền Vững Cho Thương Hiệu : AIM Magnet có thể tận dụng vật liệu tái chế để thu hút khách hàng quan tâm đến môi trường.
