市场更新：稀土磁铁价格和运动控制

在你设计下一个项目之前，你需要知道关于新的资源和未来的价格。

磁体强度驱动永磁体（PM）伺服电机的性能。稀土磁铁，掺入钕和镝提供性能，尺寸和体重效益，这是如此引人注目的是，他们在多年中占据了市场。虽然全球供应问题在2010年发送价格飙升时，OEM必须退后并重新思考其运动决策。幸运的是，定价开始于2011年末开始稳定。现在，一年半后，我们与分析师谈到了如何发现价格的趋势，新来源是否已经开始生产，以及在他们坐下设计之前需要了解哪些工程师他们的下一个系统。

在开始讨论之前，需要注意的是，尽管稀土元素的名字叫“稀土”，但它并不稀缺。它们的相对丰度比黄金和铂金等贵金属的丰度还要高。它们之所以得名，是因为它们往往不会集中在沉积物中，这使得它们难以提取和提炼。对于这篇文章，我们感兴趣的是钕和镨，被认为是轻稀土元素(REE)，和镝，被认为是重稀土元素。提取稀土氧化物(reo)需要一个涉及有毒化学物质的多步骤过程，通常需要采取特殊措施避免对环境造成影响。

在20世纪60年代，磁铁和电机设计人员开始使用基于钕的稀土磁铁更换铁氧体磁铁。这是一个花了几十年来达到技术成熟的过程。尽管钕递送了高磁通量，但它在高温下提供了不良的去磁性 - 至少直到设计师开始用镝调节合金以提高热性能。逐渐，他们达到了他们所寻求的性能，稀土PM电机成为某些应用的最佳解决方案。

与此同时，即使这些改善正在发生，中国也以供应商的身份进入了稀土市场。上世纪90年代，稀土市场基本稳定，只有少数几个地方供应稀土，包括加州帕斯山(Mountain Pass)的稀土矿。随后，在中国南部和蒙古发现了重要的reo矿床。以蒙古为例，reo是铁矿石开采的副产品，这使得它们本来就不那么昂贵。在南方，野猫行动如雨后春笋般出现。“尤其是在中国南方，所有人都开始以非常低的成本挖掘和加工这些材料，”印度国家银行能源研究所(SBI Energy)研究员伯尼•加林(Bernie Galing)表示。“那里没有环境限制，所以很像蛮荒的美国西部。”随着世界上充斥着越来越便宜的稀土矿产，帕斯山和其他地方继续运营变得无利可图，所以它们关闭了，这基本上让中国成为几乎世界上唯一的稀土资源来源。

从上世纪90年代末到本世纪初，reo的成本逐年稳步下降。稀土永磁电机不再被保存为选择的应用程序，而是成为默认选择。几乎所有需要电机的消费品和工业产品都变得更小、更轻、更便宜。然后，中国削减了出口配额，在对供应链的担忧中，价格开始上涨。

穗的来源
虽然众所周知，泡沫是由中国限制出口引起的，但情况并非如此。虽然中国出口配额的REOS的出口配额在2008年开始大幅下降，但关键事实是，在任何时候出口实际上都会到达那些天花板。事实上，2011年，对这些材料的出口总计不到一半的限额。真正的问题是需要稳定性。长期合同或产品生命周期的制造商无法冒险无法获得材料。对供应链问题的恐惧成为一个自我实现的预言。“尽管稀土地上非常陡峭，但你不需要大量的PM电机稀有地球，”Galing说。“制造业视角的真正问题是制造商认为他们无法相信供应链。无论价格如何，他们都需要材料。我不确定许多人明白这是泡泡后面的最大因素]。“

Technology Metals Research首席分析师兼创始人加雷思•哈奇(Gareth Hatch)表示:“2010年年中，就在宣布将削减配额的消息一出，人们就打电话把不同供应商的订单增加一倍或两倍，以‘以防万一’。”“这些材料的供应商一直在推高价格，因为他们知道自己无法(满足所有的订单)。它只是变成了一个螺旋式的混乱。”这一连串的事件在2011年夏天达到顶峰，部分原因是第二年的配额发布了，并且没有改变。他补充道:“我认为这让人们不再疯狂。”“有一种感觉是，配额数量至少有一点稳定。”

在泡沫的顶峰，一件有趣的事情发生了。稀土永磁电机不再是简单的想法。原始设备制造商开始审查他们的设计，寻找可能的替代方案。对于需要稀土材料的情况，制造商可能会放弃使用优质磁铁，转而使用性能较低的磁铁，这种磁铁使用较少的镝，工作温度范围更窄。随着需求开始走软，市场调整真正开始了。哈奇说:“对于大多数这些材料来说，价格大约是泡沫前的1.5到2倍。”“实际上，当你看到价格下跌时，你可以看到，特别是钕和镝，如果价格没有达到峰值，我们可能已经到了现在的水平。”

由于原始设备制造商在泡沫期间寻找替代品，对稀土磁铁的需求已经下降。哈奇认为，这种情况今年可能会发生改变，部分原因是由于oem重新进入市场，现在定价已经正常化，部分原因是REO市场出现了非中国的竞争。根据Molycorp的说法，Mountain Pass应该会在仲夏前完成第一阶段的作业，每年的稀土氧化物当量(REO)为19050吨。根据需求，生产可能扩大到第二阶段，相当于每年4万吨。

在西澳大利亚州，莱纳斯公司(Lynas Corp.)的Mount Weld矿已经投产。截至2012年12月，他们已经提取了15200吨干物质，其中包含5410吨reo。路线图要求第一阶段生产11000吨稀土材料，其中一部分是钕和镨。长期来看，他们希望这个数字能翻一番。哈奇表示:“在这两者之间，2013年可能是我们真正开始从中国以外的来源获得大量钕和镨的一年。”

镝是一个更大的挑战。该元件是必不可少的高性能PM电机。在合金中加入少量的镝有助于磁铁抵抗退磁，但镝的价格比钕贵得多。根据哈奇的说法，替代资源在未来几年内都不会出现。

一种解决方案是在磁体中切割镝的百分比。该方法降低了成本，尽管它还改变了电机的工作温度范围。其他选项包括替代组合物，例如来自钼杆的MOMNEQUING单元的含镧和含铈的粉末，其设计用于粘合磁体。Magnequench还使不烧结的MQ2磁铁，镝无溶质和稳定达200℃。Aichi Steel Corp.开发了一种各向异性钕 - 铁 - 硼粉末，其利用对齐的磁畴来生产能够耐受高达150℃的温度的粘合磁体。

期待
尽管整个过程很困难，但最终它促使设计师成为更好的工程师。在没有极端价格压力的情况下，可选择电机技术和磁铁等级的经验教训可以用于优化未来项目。与此同时，随着新的消息来源和更明智的用户基础的出现，市场似乎将保持理性，尽管价格不太可能完全回落到之前的水平。例如，在中国，环保法规已经收紧，这增加了生产成本，阻止了过去针对竞争对手采取的激进定价。

底线是，只要设计师牢记他们在泡沫时期所学到的一切，再使用稀土永磁电机是安全的。哈奇说:“就定价而言，我们已经脱离了危险地带。”“人们在问自己，从地堡出来安全吗?我能继续使用这些材料吗，还是这种情况会再次发生?我认为不会。”