Dy을 사용하지 않은 고보자력 Nd자석

전문가 제언

○ 1982년에 발명된 Nd2Fe14B 화합물계 고성능 Nd자석이 개발되어 자석 시장을 석권하고 있다. 하이브리드 자동차 및 전기자동차용 모터에는 Dy가 포함된 내열성 Nd자석을 사용하고 있다. 이 Dy원료는 중국에 편재되어 있고 값이 고가임으로 자원문제와 성능을 해결하기 위하여 Dy를 사용하지 않는 방법으로 Nd 소결 자석의 결정립 미세화, 수소불균화탈리 재결합법(HDDR)이나 열간가공법, Nd70Cu30 공정합금 확산법등을 이용한 보자력 향상기술이 소개되었다.

 

○ Nd2Fe14B을 He 분위기 중에서 제트 밀링하여 1㎛ 이하의 분체를 제조하여 산소량을 제어하는 불활성 분위기에서 프레스 소결해서 평균입경 1㎛의 소결자석에서 μ0Hc=2T의 보자력을 향상시켰다. 이 공정에서 Nd, Fe, B 등의 원료를 용해주조 후에 미분쇄, 자계 중 프레싱, 소결열처리 등의 모든 공정에서 산화되지 않는 환경을 유지하는 것도 중요하다.

 

○ Dy가 첨가되지 않은 원래의 Nd자석의 물리적 한계의 최고 보자력은 60kOe 이상이지만 Nd 자석의 통상적 공정에서는 14kOe 정도이고 최근 20kOe 이상의 보자력 달성이 보고되었음으로 물리적 한계치를 향하여 Dy 이외의 첨가금속이나 나노결정 구조조직 방향으로 많은 연구가 필요하다고 생각된다.

 

○ 중희토류원소 외에 보자력을 향상하는 방법으로 Cu, Al 및 Ga 등과 Nd 공정합금을 형성하여 주상과 Nd가 풍부한 상의 계면을 평활화하여 자화반전 핵의 생성을 억제해서 보자력을 향상시키는 방법 등이 있으며, 실제로 Nd농도를 높인 Nd18Fe76B6Ga1 합금을 급냉시킨 박대에서 잔류자화가 낮으며 보자력이 4T를 초월하는 것도 보고되었다.

○ 우리나라는 한국지질자원연구원이나 건국대학 등 연구소와 대학에서희토류에 관한 연구를 하고 있고, 자석 생산 공장도 한국자석, 중앙자석 등 회사가 다수 있다. Nd, Dy자원은 2010년부터 2016년까지 1,164톤을 확보계획을 하고 있으며, 해외광산개발, 대체물질 개발 및 리사이클링 등 R&D 강화에 많은 대책을 강구하고 있다.

저자

HOUNO Kashiro

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

62(5)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

27~32

분석자

황*길

분석물

• Dy을 사용하지 않은 고보자력 Nd자석.pdf [323,519 byte]

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