새로운 영구자석용 재료의 선택

전문가 제언

○ 재료과학에서 새로운 조성을 찾는 전통적인 실험은 이원계, 또는 삼원계 조성비를 규칙적으로 변화시키면서 특성변화를 그래프로 나타낸다. 이 방식에 의해서 최적의 특성을 나타내는 조성 영역을 결정한다. 그러나 이 방법은 많은 시간과 노력이 필요한 반면에 실험 신뢰성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 이 때문에 통계학을 바탕으로 한 실험계획법(DOE; Design Of Experiments)을 이용하기도 한다.

 

○ 원천기술을 확보하는 또 다른 방법으로는 최근에 개발된 제1원리 계산법(first principle calculation method)을 이용한다. 이 기술은 새로운 화학물질이나 조성을 단기간에 효율적으로 찾을 수 있는 장점이 있다. 즉 컴퓨터 프로그램의 지원을 받아 물질의 성질을 양자화학적으로 해석하여 대상이 되는 물질을 찾아낸다.

 

○ 한편 영구자석은 전류가 없는 상태에서도 자속밀도를 제공하는 기능재료이다. 이 기능에 의해 시스템을 소형화하고 효율을 높이는데 기여한다. 자기적 특성이 가장 우수한 영구자석은 Nd, Dy, Tb, Sm, 등의 희토류 금속을 사용한다. 이러한 재료는 대부분 중국에서 생산·공급되고 있어서 원료 수급에 문제를 안고 있다. 일본은 자성재료 분야에서 최고의 기술을 보유하고 있다. 따라서 희토류 금속 대신에 C, B, N계 이온 등의 비산화물계 세라믹스 재료, 등의 대체물질을 찾고 있다.

 

○ 본 문헌은 영구자석에 사용되는 희토류 금속을 대체하는 새로운 물질을 찾아나가는 일본의 연구 활동을 참고문헌과 함께 소상하게 소개한 것이다. 이 문헌을 참고하면 원천기술을 확보해 가는 연구기법을 이해할 수 있다. 또 관심이 있는 연구자들이 문헌에 소개된 참고자료를 활용하면 새로운 화합물을 이해하는데 도움이 될 것으로 본다.

 

○ 우리나라는 재료과학 분야의 원천기술이 빈약한 나라이다. 최근에 서울대학교, 성균관대학교, 한국화학연구원, 등이 새로운 조성물을 개발하는 과정에서 제1원리 계산법을 활용하고 있다. 이 기법이 민간 연구소에도 빠른 시일 내에 확산되어 연구 효율을 높일 수 있기를 기대한다.

저자

Satoshi Hirosawa

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

63(7)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

57~64

분석자

허*도

분석물

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