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Nd-Fe-B계 자석의 Dy사용량 저감기술에 관한 개발동향

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○ 지구환경 CO2 감소대책 중의 한 방법으로 고성능 모터를 제조하여 하이브리드자동차와 전기자동차의 주행동력으로 사용하는 연구개발이 성행하고 있다. 모터성능은 핵심 소재인 Nd-Fe-B계 고성능 자석으로 제조할수록 운전효율이 증가할 뿐만 아니라 모터의 중량과 크기도 감소된다. Nd-Fe-B계자석에 Dy사용량을 줄이고도 보자력을 유지할 수 있는 자석의 응용 개발을 모색하고 있다.

○ Nd 자석의 표준조성은 Nd이 25%, Dy 4%, Fe 69%, B 1%이다. 최근 자동차용 Nd 소결자석의 내열성 향상을 위하여 소결체 표면에 Dy나 Tb 화합물 분체를 도포한 후 가열하여 소결체내부에 확산시키는 자석을 개발하고 있는데 Dy를 사용하지 않고 Nd-Fe, FeB의 초미세 분말의 소결법 만으로도 1300kA/m(17kΟe)의 보자력을 얻을 수 있다는 것은 대단한 성과라고 생각된다.

○ 일본의 TDK에서 새로이 FB12계열의 14H가 현재 자동차용으로 판매 되고 있는데, 이 자석은 LaCo 새로운 조성이고 보자력은 120℃에서 430kA/m이다. 이것을 팩케이지 에어컨 콤프레서 모터에 Nd소결자석 대신 치환하려고 검토하고 있다. 본문에서는 Dy무첨가 Nd-Fe-B을 이용하여 모터구조 최적화를 설계한 결과 160℃의 보자력은 720~800 kA/m(9 ~ 10 kΟe)가 필요하다고 한 결과를 보아 앞으로 모터의 크기도 축소되고 능력도 향상 되리라고 생각된다.

○ 한국에서는 Nd-Fe-B계 소결자석, 내열자석, Co자석, Alnico자석, 페라이트자석 등이 YUYANG. M&M, (주)에이엠씨 외 여러 회사에서 생산되고 있다. 그리고 Nd-Fe-B계 이방성 본드 자석의 연구 등 여러 방면에서 연구가 진행되고 있다.

○ 현재 매장량도 희소한 Nd과 Dy은 중국에서만 생산 되고 있다. 우리나라는 중국의 Ningbo Zhonghang Co., China Rare Earth Magnetic Co. 등에서 희토류 금속을 수입하고 있기 때문에 희토류자석의 재 활용방법이나 희토류자석 대체재료 개발에 많은 연구가 필요하다고 생각된다.

저자: SGIMOTO Satoshi
자료유형: 학술정보