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Nd-Fe-B계 자석의 제조와 과제

전문가 제언: ○ 승용차의 기본 기능 외에 고급화 추세에 따라, 모터의 수요가 지속적으로 증가하여 최근에는 대략 20~30여개가 들어간다. 이들 모터는 고정자로 영구자석을, 회전자로 코일을 사용한다. 특히 모터의 크기나 중량이 자동차의 중량에 미치는 영향이 커서 연비에 큰 영향을 준다. 또 앞으로 하이브리드 자동차나 전기자동차가 보급되면 자동차용 모터의 수요는 증가할 것으로 예상된다. 따라서 자동차의 연비를 개선하기 위하여 모터의 경량화가 필요가 있다.

○ 모터용 영구자석은 만드는 재료에 따라서 금속계와 페라이트계로 나눈다. 페라이트계는 Ba계, Co계, Sr계의 산화물을 주로 사용한다. 장난감용 모터나 종래의 모터는 이방성 Sr계 자석을 주로 사용한다. 한편 금속계의 경우에는 1970년대 이전에는 페라이트 및 Al-Ni-Co 자석, 1980년대에 Sm-Co계가 주류를 이루다가 1990년대 이후에는 Nd-Fe-B계로 바뀌고 있다. Nd계 자석은 최대 에너지적이 우수하여, 모터의 소형화나 경량화에 큰 기여를 하고 있다.

○ 본문에 언급한 바와 같이 Nd-Fe-B계 자석은 주조성의 Nd뿐만 아니라 첨가물에도 희토류 금속이 들어간다. 자성재료를 연구하는 많은 과학자들은 희토류 자석을 대체할 새로운 자성재료를 찾고 있다. 우리나라에서도 한국과학기술연구원(KIST)이나 대학교 등에서 이 분야의 연구를 하고 있는 중이다. 특히 Nd-Fe-B계 자석의 물질 특허에 관한 시효가 2003년도에 만료됨에 따라서 생산도 다소 자유스러워졌다.

○ 일본은 자성재료 산업분야에서 세계 최고의 기술을 보유하고 있다. 대표적인 기업인 (주)TDK 및 Hitachi Metal(주)은 희토류 자석 분야의 선두적인 기업이다. 우리나라는 쌍용머티리얼, 태평양금속, 자화전자 등의 마그네트 전문회사가 있다. 이들 회사 중 태평양 금속과 자화전자가 희토류 자석 사업에 참여해 있으나, 원자재 수급의 어려움과 중국과의 경쟁 때문에 고전하고 있다.

저자: Takeshi Nishiuchi
자료유형: 학술정보