貨源緊缺推動多種稀土替代技術應運而生
去年，由于中國削減出口配額，稀土的價格急劇上漲。在許多企業叫苦不迭的情況下，稀土替代技術越來越受到關注。
價格一度跳升10倍多
“由于中國一直在提高稀土的價格，本公司多年進行開發、可大幅減少（稀土）使用量的技術終于得見天日了。”
在日本信越化學工業公司負責稀土磁鐵業務的電子材料業務本部部長兼董事松井幸博這樣說。該公司以占全球市場份額居首位的半導體硅和聚氯乙烯樹脂而聞名，但實際上，在稀土磁鐵領域，也掌握著約4成的份額，排名世界第2位。
稀土磁鐵被大量用于混合動力車（HV）、電動汽車（EV）、空調和洗衣機等家電、產業設備及硬盤驅動器（HDD）等。雖然也會采用以氧化鐵為主要成分的低成本的鐵氧體磁鐵，但稀土磁鐵具有更高的磁力，有助于實現馬達的小型輕量化及省電化。
將名為釹的稀土與鐵及硼一起燒結而成的磁鐵，據說是目前磁力最強的永久磁鐵。不過，如果溫度上升，磁力就會下降。對于高溫下使用的汽車及空調馬達專用的磁鐵，為了使其具有耐熱性，還會加入名為鏑的稀土。
僅在必要的部分使用
目前，全球稀土的約98％在中國生產。2010年中國大幅削減出口配額之后，稀土的價格上漲。尤其是2011年2月以后，價格急劇上漲，在達到峰值的7月份，釹平均每公斤約為500美元，鏑平均每公斤約為3000美元，均暴漲到了2010年4月的10倍以上。
盡管在中國釋放國內庫存后，從2011年8月起，價格有所下降，但依然處于較高水平。于是，可減少稀土使用量的技術以及代替稀土的技術受到了關注。
信越化學開發出了可減少稀土磁鐵中鏑含量的技術。
為了提高耐熱性而加入的鏑，根據用途不同，其使用量也不同。如果是汽車及空調用的磁鐵，鏑會占到材料整體的5～7％。通過調整制造方法，信越化學成功地減少了其中的3％。如果是原本含有3％鏑的磁鐵，則可大體上減少到零。
通常，磁鐵的制造過程是這樣的。根據希望制造的磁鐵的組成，將稀土和鐵等金屬混合而成的材料熔化，注入鑄模中，制成鑄錠（生坯）。將鑄錠分多個階段進行粉碎。將這些粉末在模具中成形并燒結后，進行熱處理。以往，在混合原料的過程中會加入鏑。
然而，鏑無需遍布材料的內部。只要鏑存在于構成磁鐵的一個個粒子的空隙（粒界）表面，就能保證耐熱性。
事實上，雖然通過添加鏑能夠抑制磁力隨溫度上升而減弱的現象，但在沒有溫度上升的狀態下磁力降低。因此，鏑的添加量越少越好。
6成客戶將改用新產品
新加工方法是在燒結后在磁鐵的表面涂覆鏑，然后進行熱處理。鏑會滲入一個個粒子之間，覆蓋粒界的表面。
涂覆的鏑只需微量即可，因此，與以往的方法相比，可大幅減少添加量。盡管具有相同程度的耐熱性，但磁力會提高。
信越化學自2003年起著手進行“省鏑”磁鐵的開發，2008年投放市場。由于工序增加，新加工方法的成本提高。其銷路僅限于高性能產業設備以及商用高級空調等。
然而，松井董事說：“稀土價格急劇上漲成了我們的東風。”自去年7月以后，訂購蜂擁而至。已有10～20％的客戶改用了省鏑磁鐵。大多為空調制造商。由于汽車部件的更換比較需要時間，因而不在此列。
將來，包括汽車及家電在內，“最多有6成的稀土磁鐵客戶可能會改用省鏑磁鐵”，松井董事這樣預計。雖然世界市場上稀土磁鐵的三分之一用于HDD，但由于HDD不會達到很高的溫度，因而幾乎不使用鏑。松井董事稱，所謂的最多6成意味著“剩余三分之二中幾乎全部”。
松井董事說：“即便鏑的價格恢復到原來水平，可能也不會回到大量使用鏑的時代了。”
日本TDK公司也開發出了大體相同的技術。僅在磁鐵表面等必要的部分涂覆鏑。這被稱為“HAL加工法”，今年已開始進行量產。該公司已開始面向家電領域供貨，計劃年底面向汽車領域供貨。
鏑使用量為零
另外，TDK還開發出了將鏑的使用量減為零的技術。在鑄錠粉碎工序中，可將粒子的大小微細化到原來的一半以下。磁鐵的粒子越細小，高溫條件下可確保磁力的“保磁力”就越高。微細化有助于節省鏑的使用量。
但是，粉碎地越細，粒子接觸空氣后，就越容易混入雜質。制造過程中如果發生氧化，還可能起火。該公司通過在氧氣較少的環境中制造，減少了雜質。還調整了原材料的混合比例及熱處理工序，最終實現了不使用鏑的磁鐵。
為了在今年年底面向信息家電領域投放不使用鏑的磁鐵，目前正在進行量產準備。預計2014年面向汽車領域提供結合了該技術和HAL加工法的稀土磁鐵。
政府扶持技術開發
作為新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）業務的一環， 三菱電機公司一直大力開發不使用稀土磁鐵的馬達。通過在馬達轉子上安裝線圈流通電流，而不使用稀土磁鐵。也就是說制作了電磁鐵。該公司在汽車發電機領域擁有較高的份額。馬達與發電機有著相同的結構，因而有了電磁鐵的立意。
2011年度，三菱電機試制出了輸出功率為20kW的馬達。混合動力車驅動馬達需具備的輸出功率因設計而異，本田混合動力車“Insight”為10kW。但這種電磁鐵馬達結構十分復雜，實現實用化估計還需要時間。
日本電產公司也開發出了不使用稀土、用于混合動力車和電動汽車的馬達，將于2013年面向全球的汽車廠商供貨。
日本政府也為“省稀土”的技術開發提供支援。在2012年度預算案中，劃撥了20億日元用于開發省稀土的新一代汽車馬達，劃撥了8.2億日元用于開發替代材料及確立回收利用技術。
受去年稀土危機的影響，光學玻璃使用的鑭及HDD等使用的鈰也價格迅速上漲到了1年前的10倍以上。估計在稀土危機這一“東風”的推動下，顯露頭角的技術今后還會增加
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