Senz Magnet - Глобальный производитель материалов для постоянных магнитов & Поставщик более 20 лет.
Ферритовые магниты, как важный тип постоянных магнитных материалов, широко используются в различных областях, таких как электроника, автомобилестроение и промышленное машиностроение, благодаря своей экономичности, хорошей коррозионной стойкости и относительно стабильным магнитным свойствам. Коэрцитивная сила — это важнейший параметр, характеризующий способность магнитного материала противостоять размагничиванию. Точное измерение коэрцитивной силы ферритовых магнитов имеет важное значение для контроля качества, исследований материалов и проектирования продукции. В данной статье будут подробно рассмотрены методы измерения коэрцитивной силы ферритовых магнитов, включая принципы, оборудование, процедуры и факторы, влияющие на результаты измерений.
Коэрцитивная сила определяется как напряженность магнитного поля, необходимая для уменьшения намагниченности намагниченного материала до нуля после достижения им насыщения. Существует два основных типа коэрцитивной силы: нормальная коэрцитивная сила ( HcB ) и собственная коэрцитивная сила ( HcJ ). Нормальная коэрцитивная сила относится к напряженности магнитного поля, необходимой для уменьшения плотности магнитного потока ( B ) до нуля, тогда как собственная коэрцитивная сила связана с уменьшением собственной намагниченности ( J ) до нуля. Для ферритовых магнитов собственная коэрцитивная сила часто имеет большее значение, поскольку она лучше отражает сопротивление материала размагничиванию на атомном уровне.
Коэрцитивная сила ферритовых магнитов определяет их магнитную стабильность и характеристики в практических применениях. Более высокая коэрцитивная сила означает, что магнит может выдерживать более сильные внешние размагничивающие поля без существенной потери намагниченности. Это имеет решающее значение в таких областях применения, как электродвигатели, где магниты подвергаются воздействию переменных магнитных полей. Ферритовый магнит с низкой коэрцитивной силой может легко размагнититься, что приведет к снижению производительности двигателя или даже к его выходу из строя.
Измерение коэрцитивной силы основано на концепции петли магнитного гистерезиса. Когда магнитный материал подвергается воздействию изменяющегося магнитного поля, его намагниченность ( M ) или плотность магнитного потока ( B ) не подчиняется линейной зависимости от напряженности приложенного магнитного поля ( H ). Вместо этого образуется замкнутая петля, называемая петлей гистерезиса. Коэрцитивная сила является одной из ключевых точек на этой петле. Измеряя напряженность магнитного поля, при которой намагниченность или плотность магнитного потока возвращаются к нулю в процессе размагничивания, мы можем определить коэрцитивную силу материала.
В магнитном материале плотность магнитного потока B связана с собственной намагниченностью J и напряженностью приложенного магнитного поля H уравнением B = μ₀(H + J) , где μ₀ — магнитная проницаемость свободного пространства ( μ₀ = 4π × 10⁻⁷ Т⋅м/А ). При измерении петли гистерезиса можно измерить либо зависимость B−H , либо зависимость J−H для получения значений коэрцитивной силы.
Температура оказывает существенное влияние на магнитные свойства ферритовых магнитов. С повышением температуры увеличивается тепловое движение магнитных моментов, что может снизить коэрцитивную силу. Поэтому важно измерять коэрцитивную силу при заданной температуре, обычно при комнатной температуре, если только для конкретного применения не требуется измерение при другой температуре. Если измерения проводятся при температурах, отличных от комнатной, необходим соответствующий контроль температуры и калибровка измерительного оборудования.
Ориентация образца относительно приложенного магнитного поля может влиять на результаты измерений. Для анизотропных ферритовых магнитов коэрцитивная сила различна вдоль разных кристаллографических направлений. Для получения точных значений коэрцитивной силы образец должен быть правильно ориентирован в соответствии с требованиями измерения. Для изотропных ферритовых магнитов ориентация образца оказывает меньшее влияние, но все же важно обеспечить постоянную ориентацию при повторных измерениях.
Однородность приложенного магнитного поля имеет решающее значение для точного измерения коэрцитивной силы. Неоднородные магнитные поля могут вызывать неравномерное размагничивание образца, что приводит к неточным петлям гистерезиса и значениям коэрцитивной силы. В магнитометрах VSM и SQUID образец следует размещать в области с высокой однородностью магнитного поля. В пермеаметрах конструкция магнитной цепи должна обеспечивать равномерное распределение магнитного поля в месте расположения образца.
Скорость изменения приложенного магнитного поля во время измерения петли гистерезиса также может влиять на результаты. Если скорость измерения слишком высока, магнитные домены в образце могут не успеть отреагировать на изменение магнитного поля, что приведет к искажению петли гистерезиса. Поэтому важно выбрать подходящую скорость измерения, обычно достаточно низкую, чтобы образец мог достичь стабильного состояния при каждом значении магнитного поля.
Измерение коэрцитивной силы ферритовых магнитов — сложная, но важная задача для понимания и использования этих магнитных материалов. Точные значения коэрцитивной силы можно получить, выбрав соответствующее измерительное оборудование, следуя правильным процедурам измерения и учитывая факторы, влияющие на результаты. Основными приборами для измерения коэрцитивной силы являются вибромагнитометры (VSM), СКВИД-магнитометры и пермеаметры, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. Подготовка образцов, калибровка оборудования и правильные методы измерения являются ключевыми этапами обеспечения точности и надежности результатов измерения. Понимание факторов, влияющих на измерение коэрцитивной силы, таких как температура, ориентация образца, однородность магнитного поля и скорость измерения, позволяет лучше контролировать процесс измерения и более осмысленно интерпретировать результаты. Имея точные данные о коэрцитивной силе, исследователи и инженеры могут оптимизировать конструкцию и характеристики изделий на основе ферритовых магнитов в различных областях применения.
По состоянию на 2025 год мировой рынок ферритовых магнитов переживает значительный рост и трансформацию. Рынок достиг значительных размеров, и различные исследования предлагают различные, но взаимодополняющие точки зрения.
Согласно данным различных исследовательских институтов, объем мирового рынка ферритовых магнитов в 2025 году оценивается в миллиарды долларов США. Например, в одном отчете указывается, что объем рынка в 2025 году составлял приблизительно 10,0 млрд долларов США, а к 2032 году прогнозируется его рост до 16,4 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста (CAGR) в 7,3% в течение прогнозируемого периода. Другой анализ показывает, что объем рынка в 2025 году составлял около 8,32 млрд долларов США, а к 2032 году, как ожидается, достигнет 9,83 млрд долларов США при CAGR в 2,39%. Эти различия в оценках могут быть обусловлены различиями в методологиях исследований, источниках данных и масштабах определения рынка. Однако все они указывают на растущий рынок с позитивными перспективами.
Ферритовые магниты можно условно разделить на твердые ферритовые магниты (постоянные ферритовые магниты) и мягкие ферритовые магниты. Твердые ферритовые магниты занимают доминирующую долю рынка, составляя более 70% мирового рынка ферритовых магнитов. Это в основном обусловлено их ценовым преимуществом в традиционных областях применения электродвигателей и расширением их использования в новых областях. По оценкам, к 2025 году спрос на твердые ферритовые магниты достигнет 2,1 миллиона тонн. Мягкие ферритовые магниты, с другой стороны, находят новые возможности для роста в высокочастотных и низкопотерных электронных и силовых технологиях, особенно в таких областях применения, как электромобили и силовые модули центров обработки данных.
Азиатско-Тихоокеанский регион является крупнейшим рынком ферритовых магнитов, занимая значительную долю мирового рынка. В 2024 году он доминировал на рынке с долей в 74,77%. В этом регионе расположены крупные производственные центры, особенно в Китае, Японии и Южной Корее. В частности, Китай обладает хорошо развитой индустрией ферритовых магнитов, с большим количеством производителей и разветвленной производственной цепочкой. Крупномасштабные производственные мощности страны и экономичность делают ее крупным экспортером ферритовых магнитов в мире. В 2025 году объем китайского рынка твердых ферритовых магнитов достиг 6,567 млрд юаней, а объем мирового рынка твердых ферритовых магнитов составил 26,291 млрд юаней.
Северная Америка — ещё один важный рынок ферритовых магнитов. Соединённые Штаты являются основным рынком и участником поставок в этом регионе. Международные компании создали здесь научно-исследовательские и региональные распределительные центры, а местные компании также участвуют в поставках продукции среднего и высокого ценового сегмента. Рынок Северной Америки характеризуется технологическими инновациями и ориентацией на высокотехнологичные приложения. Однако введение повышенных тарифов США на импорт ферритовых магнитов в начале 2025 года значительно изменило глобальные торговые потоки и структуру затрат, повлияв на динамику рынка в этом регионе.
Европа занимает определенную долю на мировом рынке ферритовых магнитов, причем основными участниками являются Германия и Франция. Такие компании, как Murata и TDK, создали в Европе исследовательские центры и региональные сервисные сети, главным образом для удовлетворения спроса на высокотехнологичные решения в секторе автомобильной электроники. В настоящее время европейский рынок находится на этапе технологического совершенствования и модернизации, а система поставок в основном поддерживает местные высокотехнологичные производственные предприятия.
Ближний Восток и Африка, а также Латинская Америка имеют относительно меньшие доли рынка. На Ближнем Востоке и в Африке поставки в основном осуществляются через дистрибьюторские сети международных компаний, а некоторые местные компании участвуют в поставках базовых моделей. Рынок в этом регионе находится на стадии постепенного расширения сценариев применения, в основном удовлетворяя возникающие потребности в электронном производстве в регионе. В Латинской Америке основными рынками являются такие страны, как Бразилия, и поставки зависят от региональных дистрибьюторских каналов международных компаний. Рынок находится на стадии развития и начального проникновения в различные области применения, в основном в поддержку местной потребительской электроники и других базовых отраслей.
Непрерывный рост электронной промышленности является основной движущей силой рынка ферритовых магнитов. В связи с увеличением миниатюризации и интеграции электронных компонентов, ферритовые магниты широко используются в различных электронных устройствах, таких как смартфоны, планшеты и ноутбуки. Например, в смартфонах ферритовые магниты применяются в динамиках, вибраторах и модулях беспроводной зарядки. Высокочастотные характеристики и низкие потери мягких ферритовых магнитов делают их подходящими для базовых станций связи 5G, источников питания серверов центров обработки данных и других высокотехнологичных электронных приложений, что еще больше стимулирует рыночный спрос.
Ферритовые магниты находят широкое применение в промышленном секторе. В автомобильной промышленности они используются в микро- и специализированных двигателях, датчиках и системах электропривода электромобилей. Развитие электромобилей и интеллектуальных технологий вождения привело к всё большей интеграции бортовых электронных систем, что повысило требования к электромагнитной совместимости и создало широкое рыночное пространство для ферритовых магнитов. Кроме того, ферритовые магниты также используются в электроинструментах, игрушках и традиционных промышленных двигателях, обеспечивая стабильный спрос на рынке.
Технологические инновации постоянно способствуют развитию рынка ферритовых магнитов. Исследования и разработки высокоэффективных и малопотерных материалов, а также новые процессы получения и интеллектуальные технологии производства улучшают характеристики и качество ферритовых магнитов. Например, прорыв в технологии высокочастотных малопотерных мягких магнитных материалов позволил использовать ферритовые магниты в более высокотехнологичных областях. В то же время, технология миниатюризации упаковки сделала ферритовые магниты более подходящими для малогабаритных электронных устройств.
Глобальная торговая политика оказывает значительное влияние на рынок ферритовых магнитов. Введение тарифов и торговых барьеров некоторыми странами, например, тарифами США на импорт ферритовых магнитов, нарушило первоначальный глобальный свободный поток товаров. Это привело к увеличению себестоимости импортной продукции, оказало давление на цены конечных потребителей и вынудило производителей оригинального оборудования (OEM) пересмотреть свои глобальные стратегии закупок. Кроме того, экспортный контроль некоторых стран в отношении ключевых магнитных материалов с целью обеспечения безопасности их внутренних производственных цепочек также внес неопределенность в рыночное предложение.
В отрасли производства ферритовых магнитов наблюдается рост издержек по нескольким направлениям. Цены на сырье, такое как оксид железа, карбонат стронция и карбонат бария, колеблются, что напрямую влияет на себестоимость производства ферритовых магнитов. В то же время, с ростом требований к охране окружающей среды, компаниям приходится больше инвестировать в экологически чистые производственные мощности и технологии для соответствия соответствующим нормам, что также увеличивает производственные затраты. Кроме того, в некоторых регионах производства растут и затраты на рабочую силу, что еще больше снижает рентабельность предприятий.
По мере расширения областей применения ферритовых магнитов постоянно растут и требования к их характеристикам. В высокотехнологичных приложениях, таких как электромобили и сети связи 5G, ферритовые магниты должны обладать более высокими магнитными свойствами, лучшей температурной стабильностью и меньшими потерями. Удовлетворение этих высоких требований требует постоянных инвестиций в исследования и разработки, а также технологических инноваций, что представляет собой вызов для некоторых предприятий, особенно для малых и средних предприятий с ограниченными возможностями в области исследований и разработок.
В период с 2025 по 2030 год ожидается дальнейший рост мирового рынка ферритовых магнитов. Рост рынка будет в большей степени зависеть от технологических инноваций и повышения ценности, а не от простого расширения производственных мощностей. По оценкам, к 2030 году объем мирового рынка приблизится к 14 миллиардам долларов США. Высокоэффективные мягкие магниты и специализированные жесткие магниты для конкретных областей применения будут занимать все большую долю рыночной стоимости, что ознаменует переход отрасли от «роста, основанного на количестве» к «росту, основанному на качестве».
Существует несколько потенциальных областей применения ферритовых магнитов. В сфере возобновляемой энергетики, помимо электромобилей, ферритовые магниты могут также использоваться в ветроэнергетике и фотоэлектрических инверторах. Высокая надежность и экономичность ферритовых магнитов делают их подходящими для этих крупномасштабных энергетических применений. В медицинской сфере ферритовые магниты могут использоваться в оборудовании магнитно-резонансной томографии (МРТ) и других медицинских приборах. С непрерывным развитием медицинских технологий ожидается рост спроса на высокоэффективные ферритовые магниты в этой области. Кроме того, области Интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта (AI) также открывают новые возможности для ферритовых магнитов, поскольку они широко используются в различных датчиках и интеллектуальных устройствах.
В будущем в отрасли производства ферритовых магнитов будет наблюдаться несколько тенденций. Во-первых, отрасль будет продолжать консолидироваться, и крупные предприятия с мощными научно-исследовательскими возможностями и преимуществами бренда постепенно займут большую долю рынка. Во-вторых, цепочка поставок станет более локализованной и регионализованной. Чтобы справиться с неопределенностью торговой политики и снизить риски в цепочке поставок, производители будут создавать местные производственные базы или налаживать прочные партнерские отношения вблизи основных потребительских рынков. В-третьих, экологически чистое и устойчивое производство станет важным направлением развития. Предприятиям потребуется внедрять более экологичные производственные процессы и материалы, чтобы соответствовать растущим экологическим требованиям рынка и общества.
В заключение, мировой рынок ферритовых магнитов в 2025 году находится на стадии активного развития, обладая определенным размером рынка и четкой тенденцией к росту. Несмотря на некоторые проблемы, такие как неопределенность торговой политики, ценовое давление и требования к производительности, перспективы рынка остаются многообещающими, чему способствуют рост электронной и промышленной отраслей, технологические достижения и появление новых областей применения. Предприятиям отрасли необходимо внимательно отслеживать динамику рынка, усиливать технологические инновации и оптимизировать управление цепочками поставок, чтобы использовать рыночные возможности и добиться устойчивого развития.