一、性能优势与分类

钐钴永磁体（SmCo Magnet）作为一种高性能稀土永磁材料，主要由稀土元素钐（Sm）与过渡金属钴（Co）构成基础成分，同时还添加铜（Cu）、铁（Fe）、锆（Zr）等其他元素，通过精确控制各元素的配比与分布，实现材料性能的优化。从晶体结构角度来看，钐钴永磁体存在两种典型结构：SmCo5和Sm2Co17。钐钴永磁体是具有高磁能积、高矫顽力、优异的温度稳定性和抗腐蚀性能等核心优势，尤其在高温、恶劣环境下的磁性能表现远超钕铁硼永磁体，因此被广泛应用于对可靠性、耐温性要求严苛的领域。

1 性能优势

（1）高温稳定性

钐钴永磁体在高温稳定性方面表现尤为突出，其最高工作温度可达500 ℃，远远超越了常见的钕铁硼永磁体（一般工作温度在220 ℃以下）。这一特性使其能够在航空航天、高温工业设备等高温环境中稳定运行，确保相关设备的可靠工作。

（2）磁性能高

钐钴永磁体剩磁（Br）能够达到 ≥1.05 T，意味着在撤去外磁场后，磁体仍能保持较高的磁感应强度；矫顽力（Hcb）大于676 kA/m，反映出磁体抵抗退磁的能力较强；磁能积(BH)max处于20 MGOe ~ 35 MGOe范围，这一参数代表了磁体存储能量的能力，较高的磁能积使得钐钴永磁体在产生相同磁场效果时，所需的材料体积更小，有利于设备的小型化与轻量化设计，在精密电子设备、高性能电机等领域具有显著优势。

（3）耐腐蚀性

钐钴永磁体主要成分多为化学性质相对稳定、不易氧化的金属元素，在一般环境条件下，钐钴永磁体无需进行复杂的表面镀层处理，即可长时间保持性能稳定，能够适应潮湿、酸碱等较为恶劣的化学环境。这不仅降低了使用过程中的维护成本，还提高了磁体在各种复杂工况下的可靠性，在海洋探测设备、化工生产设备等领域得到广泛应用。

2 分类

（1）SmCo5型钐钴永磁体

SmCo5型钐钴永磁体具有简单六方结构，其磁能积范围在16 MGOe ~ 25 MGOe之间，最高工作温度为250 ℃。磁体机械性能与延展性相对较好，在加工成复杂形状或薄壁结构时具有一定优势。例如，在制作厚度或壁特别薄的圆片、方块、圆环以及各种复杂形状的异形零部件时，SmCo5能够更好地满足加工要求，不易在加工过程中出现破裂、缺角等问题。因此，SmCo5型钐钴永磁体在对零部件精度和形状要求较高的精密传感器领域应用广泛。在微波器件中，如微波隔离器、环行器等，也常使用SmCo5型钐钴永磁体，利用其稳定的磁性能，实现微波信号的有效控制与传输，保障微波通信系统的稳定运行。

（2）Sm2Co17型钐钴永磁体

Sm2Co17型钐钴永磁体拥有菱方结构，其磁能积范围为20 MGOe ~ 35 MGOe，磁性能更为优良，并且最高工作温度可达500 ℃，具有更低的温度系数和更好的抗腐蚀性。在高温环境下，其磁性能远远超过烧结钕铁硼永磁体，这一特性使其更多应用于高温电机和航空航天部件等领域。在高温电机方面，如工业高温炉中的驱动电机、石油钻探设备中的井下电机等，工作环境温度常常较高，Sm2Co17型钐钴永磁体能够确保电机在高温下稳定运行，提高工业生产的效率和可靠性。在航空航天领域，卫星的各种电机和执行器需要在高温、高辐射、真空等极端环境下稳定工作，Sm2Co17型钐钴永磁体制成的电机，能够在这些恶劣条件下保持高效运转，为卫星的姿态控制、轨道调整等任务提供可靠动力。但需要注意的是，Sm2Co17型磁体极具脆性，在加工复杂形状或薄壁结构时难度较大，在产品生产过程中也更容易出现小缺角等问题，但只要这些缺陷不影响磁性能或功能，通常仍可视为合格品。

3 制备工艺流程（见图1）

                                                 图1 钐钴永磁材料制备流程

二、主要应用领域

与钕铁硼永磁体（成本低、磁能积更高，但耐温性差、易腐蚀）相比，钐钴永磁体的应用场景始终围绕高温环境、恶劣工况、高可靠性需求三大核心，广泛应用于航空航天与国防领域、工业与高端装备领域、汽车领域等关键行业。在航空航天与国防领域，确保了装备在极端环境下的高精度运行；在新能源汽车行业，驱动电机和传感器中使用钐钴永磁体，有效提升了汽车的动力性能和智能化水平；在工业与高端装备领域，高精度伺服电机、磁力泵等设备依赖钐钴永磁体实现了高效、稳定的运行，部分国内企业已在该领域实现进口替代，市场占有率逐步提升。随着高端制造业的升级，其在新能源、精密电子等领域的应用也在逐步拓展。

1 航空航天与国防工业

航空航天及国防设备对元器件的稳定性、耐温性和抗恶劣环境能力要求极高，钐钴永磁体的特性完美匹配这类需求，是该领域的核心永磁材料之一，占其总应用市场份额的35%。

2 高端工业电机与驱动系统

在工业与高端装备领域，钐钴永磁体更多适用于需长期在高温、高负载环境下运行的电机中，是高精度伺服电机、磁力泵等核心部件的关键材料，尤其适用于“无刷直流电机（BLDC）”“永磁同步电机（PMSM）”。目前，国内企业在工业与高端装备领域的钐钴永磁体应用方面，正逐步实现进口替代。通过不断加大研发投入，提升技术水平，在产品性能和质量上逐渐接近国际先进水平，市场占有率也逐步从15%提升至30%。

高温工业电机：如石油化工领域的“潜油电机”（井下温度可达150 ℃~ 250 ℃）、冶金行业的“高温风机电机”（环境温度200 ℃以上）、玻璃制造设备的驱动电机，由于钐钴永磁体可避免高温导致的磁性能衰减，确保电机高效运转。

精密驱动电机：用于数控机床的“伺服电机”、机器人关节的“精密驱动电机”，需兼具高磁能积（保证动力）和高矫顽力（避免负载波动导致的退磁），钐钴永磁体使得伺服电机能够实现精确的位置控制和快速的响应速度，满足工业自动化生产对高精度运动控制的需求；能够使机器人的动作更加精准、灵活，提高机器人的工作效率和可靠性。

磁力泵：作为一种无泄漏的输送设备，在化工、制药等对液体输送安全性要求极高的行业中具有重要应用。钐钴永磁体用于磁力泵的驱动系统，利用磁力传动原理，实现了泵的无接触传动，避免了传统泵轴封处的泄漏问题，提高了输送过程的安全性和可靠性。

3 电子信息与通信领域

在要求小型化、高频率、高温稳定的电子器件中，钐钴永磁体是核心磁芯或磁组件材料，支撑设备的高频性能和可靠性。

微波通信器件：用于基站、卫星通信的 “隔离器”“环形器”（控制微波信号单向传输），其核心磁芯需在高频（GHz级）和高温环境下保持磁导率稳定，钐钴永磁体的低损耗特性可减少信号衰减，提升通信质量。

精密电子元件：如笔记本电脑的“振动马达”（需小型化且抗高温），以及电子罗盘、传感器的磁芯，钐钴永磁体的高磁密度可实现元件微型化，同时避免因设备发热导致的磁性能下降。

4 医疗器械领域

医疗器械对材料的生物相容性、稳定性和耐消毒性要求严格，钐钴永磁体（无磁粉脱落风险，且耐高温消毒）在该领域应用广泛。

高端诊断设备：如磁共振成像（MRI）设备的“梯度线圈电机”（需在强磁场和高温环境下精准控制），以及超声诊断仪的“换能器磁芯”，钐钴永磁体的高矫顽力可避免强磁场干扰，确保诊断精度。

治疗与康复设备：如肿瘤治疗的“伽马刀” 定位系统、心脏起搏器的 “微型驱动组件”（需长期植入体内，耐体温和体液腐蚀），以及康复机器人的关节电机，其稳定性可保障设备长期安全运行。

高温消毒设备：如牙科手术器械的消毒电机（消毒温度可达134 ℃），钐钴永磁体可耐受反复高温消毒，避免传统永磁材料消毒后退磁。

5 汽车工业（高端/特种车型）

虽然汽车行业主要电机多采用钕铁硼永磁体，但在高温、高可靠性需求的特种车型或关键部件中，钐钴永磁体仍是不可替代的选择。

新能源汽车关键部件：如混合动力汽车（HEV）的“发动机辅助电机”（靠近发动机，环境温度150 ℃以上）、燃料电池汽车的“氢循环泵电机”（耐氢气腐蚀和高温），钐钴永磁体可避免高温导致的磁性能衰减，提升动力系统寿命。

传感器：钐钴永磁体传感器能够精确感知车速、位置等关键信息，为车辆的智能控制提供可靠的数据支持。汽车传感器如同汽车的“神经系统”，实时监测车辆的运行状态，而钐钴永磁体传感器凭借其稳定的磁性能和抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境和不同的温度条件下准确工作，确保传感器数据的准确性和可靠性，提升了新能源汽车的智能化水平。近两年，随着800 V高压平台在新能源汽车中的逐步普及，对磁体的高温稳定性提出了更高要求，钐钴永磁体凭借其出色的耐高温性能，将在这一趋势下迎来更广阔的应用空间。

特种车辆：如军用越野车、矿用卡车的驱动电机（需耐粉尘、振动和高温），以及赛车的“高性能电机”（短时高温可达200 ℃以上），其抗恶劣环境能力可保障车辆在极端工况下运行。

6 其他特殊领域

石油勘探设备：钐钴永磁体用于石油钻井的“随钻测井（LWD）仪器”中的磁传感器，可在极端井下环境下保持磁性能，确保勘探数据准确。

高端音响设备：钐钴永磁体的高磁密度可提升音质的解析力和动态范围，同时避免长时间工作发热导致的音质劣化，用于专业舞台音响、Hi-Fi耳机的“扬声器磁芯”。

磁悬浮技术：钐钴永磁体的高磁能积和抗退磁特性可提升轴承的承载能力和寿命，用于如磁悬浮轴承（用于高速电机、涡轮机），在高温、高速下保持稳定的悬浮力。

三、产业现状

1 全球市场

随着钐钴永磁体在航空航天、新能源汽车等高端领域的广泛应用，为产业注入了强劲动力。机构预计全球钐钴永磁体市场2024年 ~ 2030年期间的年复合增长率为3.4%。这一增长趋势不仅反映了市场对钐钴永磁体性能优势的高度认可，也反映各行业对材料需求的稳定增长，预计在未来产业升级和技术创新中的关键地位将进一步凸显。

在国际市场上，德国的VAC、日本的信越、美国电子能源公司（EEC）和Arnold Magnetic是行业的领军企业，它们凭借深厚的技术积累和强大的研发实力，牢牢掌握着高端Sm2Co17磁体技术，在全球高端钐钴永磁体市场占据主导地位。VAC在非晶纳米晶带材和抗辐照磁体领域技术卓越，其生产的钐钴永磁体在核磁共振成像设备中实现零磁场漂移，为西门子医疗等国际知名企业提供核心材料，在欧盟聚变堆超导磁体材料供应中更是处于独家垄断地位。

信越在稀土永磁粉体和快淬薄带技术上优势明显，其产品粒径分布CV＜3%，能够有效提升成型密度15%，全球粉体市场占有率高达50%，在日本氢能车电机粉体材料出口限制政策下，成为最大受益者。Arnold Magnetic专注于钐钴磁体及耐腐蚀涂层技术，其产品在500 ℃高温下仍能保持军工级的稳定性，为Space X火箭舵机、美国太空军卫星姿态控制磁体等提供关键支持，是极端环境应用领域的专家。

2 中国市场

我国市场在全球钐钴永磁体行业中占据着举足轻重的地位，完善的制造业产业链、强大的研发实力和庞大的市场需求，成为推动全球钐钴永磁体市场发展的重要引擎。随着我国在航空航天、新能源汽车、工业自动化等领域的快速发展，对高性能钐钴永磁体的需求持续攀升，据华经产业研究院报告预测2030年，我国钐钴永磁体市场规模有望达到55.8亿元。同时国内企业在技术创新和成本控制方面的不断突破，也进一步提升了中国产品在全球市场的竞争力。

我国钐钴永磁体主要生产企业包括杭州永磁集团、宁波宁港、天和磁材、成都晨航磁业、银河磁体、鹏程磁钢、绵阳西磁、伟达磁材、苏州航大新材料等，年产量也比较稳定。我国烧结钐钴磁体主要生产企业及产能见表1。

四、发展趋势与挑战

1 发展趋势

（1）高性能化

钐钴永磁体研发致力于高性能化，其核心目标是实现BHmax≥35 MGOe、耐温 ≥600 ℃。为达成目标，科研人员运用纳米晶复合结构设计与晶界工程这两大关键技术，对磁体的微观结构进行精细调控，优化磁畴取向，大幅提升磁体性能。

（2）绿色制造

钐钴永磁体行业积极响应“双碳”目标，大力开展绿色制造技术的研发与应用。在生产过程中，主要通过开发低能耗烧结炉降低能源消耗。该烧结炉还配备了智能控制系统，能够根据磁体的材质和尺寸，精确地调控烧结温度和时间，进一步提高能源利用效率。其次，另一重要措施是无水冷破碎工艺。该工艺采用气流破碎或机械破碎等方式，无需用水冷却，从源头上解决了水污染问题。在实际生产中，无水冷破碎工艺的应用不仅减少了水资源的消耗，还降低了污水处理成本，实现了经济效益和环境效益的双赢。

（3）智能化应用

钐钴永磁体与智能化技术的融合正开启全新的应用篇章。科研人员结合磁热效应，开发出自诊断磁体，为磁体的智能化应用奠定了坚实基础。研发人员在钐钴永磁体中集成了温度传感器，实现了对磁体性能的实时监控。在新能源汽车的驱动电机中，这种自诊断磁体能够实时监测电机的工作温度和磁场强度，当发现温度过高或磁场异常时，及时调整电机的运行状态，避免因过热或磁场不稳定导致电机损坏，有效提高了新能源汽车的安全性和可靠性。

2 面临挑战

（1）原材料供应链风险

原材料供应链风险是钐钴永磁体产业面临的重要挑战之一，其中钴价波动和钐资源开采管控对成本稳定性产生显著影响。钴作为钐钴永磁体的关键矿产原材料，其价格波动左右着产业的成本走势。2023年，钴价的振幅高达60%，这一剧烈的价格波动使得钐钴永磁体生产企业在成本控制上面临着巨大的压力。

从市场供需角度来看，钴的供应主要集中在少数国家，其中刚果（金）的钴产量占全球总产量的近70%。这种高度集中的供应格局使得钴的供应极易受到地缘政治、政策法规以及矿山生产状况等因素的影响，从而导致钴价大幅波动。

（2）技术替代压力

在永磁材料领域，技术发展日新月异，钐钴永磁体面临着来自其他永磁材料，尤其是钕铁硼磁体的技术替代压力。钕铁硼磁体通过重稀土掺杂技术，在提升耐温性方面取得了显著进展，这使得它在200℃以下的应用场景中与钐钴永磁体形成了激烈的竞争。

在新能源汽车的驱动电机中，早期由于钕铁硼磁体的耐温性不足，难以满足电机在长时间高负荷运行时产生的高温环境要求，钐钴永磁体凭借其优异的高温性能占据了一定的市场份额。随着重稀土掺杂技术的发展，钕铁硼磁体的耐温性得到显著提升，能够满足大部分新能源汽车驱动电机在200℃以下的工作温度要求。而且，钕铁硼磁体在常温下具有更高的磁能积，能够实现电机的小型化和轻量化。

除了新能源汽车领域，在工业自动化、消费电子等领域，钕铁硼磁体也凭借其不断提升的性能和相对较低的成本，逐渐蚕食钐钴永磁体的市场份额。

（3）国际市场壁垒

随着全球贸易保护主义的抬头以及环保、安全标准的日益严格，钐钴永磁体产业在国际市场上面临着诸多壁垒。欧盟RoHS 3.0指令的实施，新增了对钴元素的限制，这对钐钴永磁体的出口产生了重大影响。

RoHS 3.0指令规定了电子电气设备中有害物质的限量要求，其中对钴元素的限制使得含有钴的钐钴永磁体在进入欧盟市场时面临更加严格的检测和认证要求。企业需要投入更多的资金和时间来满足这些要求，增加了产品的出口成本和市场准入难度。