重稀土为何成为供应链瓶颈
磁体是电动汽车和混合动力汽车电机的核心。商用磁体中性能最强的是钕铁硼磁体，可在紧凑型电机中提供高扭矩。但它们也有一个缺点：温度升高时，钕磁体会开始失去磁力。为应对高温，制造商传统上会加入少量重稀土元素，主要是镝和铽。这两种元素都能提高矫顽力，也就是抵抗退磁的能力，从而让磁体在牵引电机高温运转时保持磁场。
重稀土供应高度集中。行业调查和近期报道显示，中国开采了全球很大一部分稀土矿石，提炼了大多数稀土氧化物和金属，并生产了约90%的汽车和电子产品用磁体。出口限制一旦收紧，供应链很快就会受到影响。近几个月来，汽车制造商纷纷抢购磁体材料的替代货源。铃木汽车因原料短缺暂时停开部分装配线，供应商则警告可能出现类似芯片短缺时期的供应紧张局面。路透社称，稀土供应瓶颈令汽车制造商和零部件企业陷入全面恐慌。
日本新型磁体带来哪些希望
日本材料专家正努力打破电机性能对重稀土金属的依赖。日立金属更名后的Proterial表示，公司已开发出用于牵引电机、无需任何重稀土且能保持性能的钕磁体。通过在加工过程中更精确地控制杂质和微观结构，该公司称已制成性能足以满足电动汽车和混合动力汽车需求的磁体牌号。
行业消息人士公布的技术细节显示，两种新型烧结钕磁体牌号均不使用镝和铽。其中一种面向驱动电机、电动助力转向系统和压缩机，剩余磁通密度B_r约为1.40特斯拉，内禀矫顽力H_cJ至少为1671千安/米。另一种面向扭矩要求更高的应用，B_r提高至约1.42特斯拉，H_cJ达到或超过1830千安/米。简单来说，B_r表示磁体能够提供多少磁通量，H_cJ则表示磁体在高温下有多难退磁。
Proterial表示，第一种牌号已可从量产线上提供样品，耐热性能更高的版本预计将在2026年4月前具备样品供应条件。该公司持有数百项与烧结钕磁体相关的专利，并介绍了其高磁通软磁合金的研发进展；这种合金有望降低某些电机铁芯的重量和损耗。对牵引电机而言，关键在于去除重稀土，同时达到扭矩和耐温方面的关键指标。
该公司正筹备在埼玉县熊谷市和兵库县养父市开展国内生产。如果后续签订供货合同，日本就能拥有本土牵引电机磁体货源，而汽车企业正寻求减少供应受北京政策变化影响的货源。
大同特殊钢已初见成效
大同特殊钢及其子公司大同电子已将不使用重稀土的混合动力汽车用钕磁体商业化。其做法是细化磁体内部的晶粒，形成更细小的晶体颗粒，从而提高矫顽力，并在电机升温时稳定磁体性能。本田于2016年在混合动力车型中采用了这类磁体，成为首家这样做的大型汽车制造商。
需求信号再次增强。大同特殊钢表示，来自日本和美国汽车制造商的咨询有所增加，涉及混合动力和纯电动汽车应用。为满足预期订单，公司计划向位于岐阜县中津川市的大同电子工厂投资50亿日元。目标是到2026年春季将月产能提高至约45吨，并在2030财年提高至约150吨。
该公司还在推进无需重稀土的热变形磁体技术。与传统烧结工艺相比，这种技术在制造过程中耗电更少，既能减少工厂的碳排放，也能降低对稀土市场最紧俏环节的依赖。大同电子正将生产和客户支持业务拓展至日本、泰国、中国和美国，并计划在俄亥俄州生产牵引电机磁体。
新型磁体能否承受电动汽车的热负荷
家用汽车的牵引电机内部温度可能远超150摄氏度，在爬陡坡或反复加速时，局部热点温度还会更高。高温会削弱磁体磁力；如果内禀矫顽力不足，还可能造成不可逆的磁力损失。重稀土添加物能提高H_cJ，因此成为要求最严苛的磁体牌号中的标准成分。
Proterial表示，通过在烧结过程中控制杂质和织构，公司在不使用镝或铽的情况下，达到了足够的H_cJ和B_r。分析人士对这一进展表示欢迎，但仍将关注第三方验证。磁体性能需要经受数千次热循环，在各种转速和负载条件下保持稳定，并能耐受潮湿和盐雾环境。行业早期评论还提出，新型磁体在性能和成本方面能否达到或超过含镝的最佳牌号。
工程师将验证哪些方面
设计团队会绘制工作温度下的完整退磁曲线，并测试过载后是否出现不可逆的磁力损失。他们还会结合发电机和逆变器的配套情况，检查扭矩和效率，而不只看磁体本身的性能。机械完整性同样重要。磁体牌号、形状、涂层、黏合剂和转子护套都必须承受反复的热应力和机械应力。
验证工作还包括生产一致性。试生产中符合规格的牌号，必须在规模化生产后每个月都稳定达标。供应商会要求提供统计过程控制数据、可追溯信息，以及加速寿命测试的故障分析结果。实验室测试可能需要数月；零部件装入原型车后，验证还可能持续一年或更久。
全球抢购潮与替代方案
稀土政策已成为汽车行业的一大压力点。中国掌握了大部分稀土提炼业务和约90%的磁体产量。近期许可审批放缓期间，欧洲供应商曾暂时停产，部分汽车制造商警告称，如果无法可靠地获得磁体供应，工厂可能也会停产。这种焦虑令人想起半导体短缺，并促使企业从技术和地理布局两方面实现供应多元化。
替代电机设计也是应对手段之一。绕线转子同步电机、感应电机和开关磁阻电机都不使用永磁体。有些设计采用储量丰富但磁力较弱的铁氧体磁体，并结合新型几何结构来弥补性能。多家欧洲品牌已在部分车型中推出无磁体电机。特斯拉表示，其下一代永磁电机将不使用稀土，这推动业界更广泛地寻找新材料和电机结构。市场研究显示，2015年至2022年间，永磁电机在电动汽车中的占比仍超过四分之三，不过稀土用量正在减少，替代方案的应用也逐步增加。
中国以外的国家正加紧填补供应缺口。在印度，电机制造商和初创企业正通过授权引进基于铁氧体磁体和磁阻原理的无磁体牵引电机设计；印度本土回收企业则在研究如何从电子废弃物中回收稀土。目标不仅是应急补缺，还要建立能够支撑汽车项目快速增长的区域供应链。
北美的回收和新加工中心也在加快发展。总部位于安大略省的Cyclic Materials与化工集团索尔维达成了再生稀土包销协议，加拿大则正投资扩大加工产能，为美洲和欧洲客户供货。行业领军企业表示，贸易紧张局势推动了建立独立供应体系的计划。UCore首席执行官帕特·瑞安近期在谈及政策转变时表达了这一看法。
