디스프로슘 사용량, 입계확산 공정 개선으로 80% 감소

DGIST 김정민·김동환 연구팀이 네오디뮴 영구자석의 보자력 강화에 쓰이는 고가 중희토류의 입계확산 공정을 개선해 사용 효율을 높이는 소재 설계 기술을 개발했다. 자석 모재의 경희토류 비율을 고려해 표면 확산물질 조성을 새로 설계함으로써 중희토류가 표면 입자에 과도하게 뭉치는 현상을 억제하고 얇고 균일한 쉘이 형성되도록 유도했다. 이를 적용한 결과 기존 디스프로슘 단일 물질 사용 대비 디스프로슘 사용량을 80% 줄이면서도 동등한 자석 성능을 확보했다. 연구팀은 이 설계 지침이 중희토류 없이 경희토류만 쓰는 차세대 자석 공정 개발의 기반이 될 수 있다고 밝혔으며, 연구 결과는 'Chemical Engineering Journal'에 게재됐다.

핵심

1. 입계확산 공정에서 중희토류가 표면 입자에 과도하게 뭉쳐 낭비되는 원인을 규명했다
2. 경희토류 비율을 고려해 확산물질 조성을 새로 설계해 얇고 균일한 쉘 형성을 유도했다
3. 디스프로슘 단일 물질 사용 대비 사용량을 80% 줄이면서 기존과 동등한 자석 성능을 확보했다
4. 경희토류 기반 차세대 자석 공정 개발의 기반 기술로 확대 적용을 기대하고 있다