AI聊前瞻佈局2032.11.1---2034年替代無稀土材料和技術

 AI聊前瞻佈局2032.11.1---2034年替代無稀土材料和技術

Q:2034年替代無稀土材料和技術

AI:

確保稀土替代來源的努力中，「替代無稀土材料和技術」是一個極為重要的方向，特別是在對磁性要求高的電動車和高科技應用領域。

稀土元素（如釹、鐠、鏑等）主要用於製造強力的**永磁體（例如釹鐵硼磁鐵 NdFeB），這是電動車馬達、風力發電機和許多電子產品的關鍵元件。因此，替代技術主要集中在尋找**無稀土的永磁材料**和**不同設計的馬達類型**。

以下是主要的替代材料和技術方向：

 1. 替代永磁材料 (Rare-Earth-Free Magnets)

| 替代材料 | 特點與優勢 | 應用現況 |

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| 鐵氧體磁鐵 (Ferrite Magnets) | 資源豐富、成本低廉、生產製程成熟、抗氧化性優異。 | 廣泛應用於汽車（電動窗、後視鏡）、家電等對磁性能要求相對較低的領域。特斯拉（Tesla）已表示新款馬達將導入無稀土的永磁技術，**鐵氧體**被視為最有可能的替代方案之一。 |

| 錳基永磁合金 (Mn-based Permanent Magnets) | 例如：錳鋁 (MnAl)、錳鉍 (MnBi)、錳鎵 (MnGa) 等。 | 不含稀土和貴金屬，成本低、密度低、耐腐蝕。儘管磁能積（磁力強度）仍低於釹鐵硼，但因矯頑力高且能隨溫度升高而升高（MnBi），具有在中高溫範圍的應用潛力。MnBi也可用於與NdFeB混合，以改善綜合磁性能。 |

| AI 發現的新型材料 | 英國公司 Materials Nexus 利用 AI 分析超過一億種組合，已發現新型無稀土永磁體 "MagNex"。 | AI 加速了材料探索，新材料有望將成本降低 80%，碳排放減少 70%。目前仍處於實驗和商業化前期。 |

 2. 替代馬達技術 (Alternative Motor Designs)

除了改變磁鐵材料，電動車製造商也在開發不需要使用永久磁鐵（或極少量）的馬達設計：

| 馬達技術 | 工作原理 | 優點 | 應用情況 |

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| 同步磁阻馬達 (SynRM, Synchronous Reluctance Motors) | 利用馬達轉子鐵芯磁阻差異，產生扭矩，僅使用**鐵芯和銅**來組成。 | 完全不使用稀土**，可以降低成本、提高製造效率。 | 汽車零件製造商 ZF 等已開發出使用現成鐵氧體磁鐵和 SynRM 技術的馬達。 |

| 交流感應馬達 (AC Induction Motors)| 透過定子線圈的旋轉磁場感應轉子產生電流和磁場來產生扭矩。 | 不使用永磁體，結構相對簡單、成本較低。 | 特斯拉的 Model S 和 Model X 早期的後驅馬達曾使用此技術。 |

| 電激式同步馬達 (EESM, Externally Excited Synchronous Motors) | 透過外部電源向轉子線圈通電產生磁場。 | 由於電刷機構的存在，體積相對較大，成本較高。 | 日產（Nissan）等公司曾使用此類技術，並持續開發減少稀土用量的永磁同步電機。 |

 結論

稀土替代技術的研究正蓬勃發展，

目標是找到一種在磁性能、成本、穩定性和可持續性上都能媲美甚至超越釹鐵硼磁鐵的方案。

雖然稀土永磁電機在短期內仍將是市場主流，但隨著鐵氧體等材料的性能提升和新型無稀土馬達技術的應用，

預計到 2034 年左右，不含稀土的選項將佔據電動車馬達市場近30%的份額。