[논문](Nd, Dy)-Fe-B 소결자석의 성형조건에 따른 자기특성 변화

남궁석; 이민우; 한세준; 장태석

doi:10.4150/kpmi.2012.19.1.001

(Nd, Dy)-Fe-B 소결자석의 성형조건에 따른 자기특성 변화
Variation of Magnetic Properties of (Nd, Dy)-Fe-B Sintered Magnets with Compaction Conditions 원문보기

한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.19 no.1, 2012년, pp.1 - 5

남궁석 (선문대학교 대학원 재료금속공학과) , 이민우 (선문대학교 대학원 재료금속공학과) , 한세준 (선문대학교 대학원 재료금속공학과) , 장태석 (선문대학교 대학원 재료금속공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In order to improve the remanence of (Nd, Dy)-Fe-B sintered magnets, we investigated the influence of compaction conditions such as packing density, applied field and green density on the magnetic properties. While the remanence decreased with increasing the packing density and green density, it increased with the increase of the applied field. In addition, XRD analysis revealed that the remanence was enhanced as the degree of powder alignment was improved. The green density was more influential on the remanence than the packing density and applied field.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 자장성형중의 분말정렬도 개선을 통하여 결정립 배향도를 향상시키고자 하였다. 이를 위하여, 충진밀도, 인가자장, 성형밀도 등 자장성형 공정변 수들이 소결자석의 결정립 배향도와 자기 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

제안 방법

결정립 배향도를 좀 더 정확하게 비교하고자 소결자석의 결정립 정렬방향에 대한 XRD 분석을 실시하여 texture coefficient를 계산하였고, 이를 인가자장, 충진밀도, 성형 밀도에 따른 B_r의 변화와 비교하여 그림 3에 나타내었다. Texture coefficient는 식 (3)을 이용하여 구하였다.
본 연구에서는 25 kOe 이상의 고보자력 자석 제조를 목표로 하여 이방성자장이 큰 Dy를 첨가하여 Nd_12.8Dy_2.0Fe_76.4B_6.0M_2.8(at%, M = Cu, Al, Co, Nb) 조성의 합금을 용해한후 스트립캐스터를 통해 급속 냉각하여 두께가 약 0.2~ 0.4 mm인 합금스트립을 제조하였다. 제조된 스트립은 0.
성형공정의 주요 변수인 충진밀도, 인가자장, 성형밀도의 변화에 따른 NdFeB 소결자석의 자기특성 변화를 조사 하였다. 이를 통하여 충진밀도와 성형밀도가 증가하면 소결체의 결정립 배향 틀어짐이 증가하고, 이로 인해 보자력은 증가하는 반면, B_r은 감소하는 것을 확인하였다.
제조된 성형체의 크기는 길이 20 mm, 폭(자장정렬방향) 11 mm, 높이 28~32 mm 였다. 성형체는 1070℃에서 4시간 동안 진공소결한 후 850℃에서 2시간 동안 1차 열처리를 하였고, 2차 및 3차 열처리는 각각 530℃와 500℃에서 2시간씩 진공분위기에서 실시하였다. 제조된 소결체의 결정립 배향도를 측정하기 위하여 X-선 회절분석기(X-ray diffractometer, Rigaku DMAX 2200)를 이용하였고, 자구관찰을 위하여 편광광학현미경을 이용하였다.
제조된 소결체의 결정립 배향도를 측정하기 위하여 X-선 회절분석기(X-ray diffractometer, Rigaku DMAX 2200)를 이용하였고, 자구관찰을 위하여 편광광학현미경을 이용하였다. 소결체의 자기특성은 BH loop tracer(Magnet physik Permagraph C-300)를 이용하여 측정하였으며, 상온에서의 자기특성을 평가하였다.
따라서, 본 연구에서는 자장성형중의 분말정렬도 개선을 통하여 결정립 배향도를 향상시키고자 하였다. 이를 위하여, 충진밀도, 인가자장, 성형밀도 등 자장성형 공정변 수들이 소결자석의 결정립 배향도와 자기 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
성형체는 1070℃에서 4시간 동안 진공소결한 후 850℃에서 2시간 동안 1차 열처리를 하였고, 2차 및 3차 열처리는 각각 530℃와 500℃에서 2시간씩 진공분위기에서 실시하였다. 제조된 소결체의 결정립 배향도를 측정하기 위하여 X-선 회절분석기(X-ray diffractometer, Rigaku DMAX 2200)를 이용하였고, 자구관찰을 위하여 편광광학현미경을 이용하였다. 소결체의 자기특성은 BH loop tracer(Magnet physik Permagraph C-300)를 이용하여 측정하였으며, 상온에서의 자기특성을 평가하였다.
수소/탈수소 처리된 스트립은 젯밀을 이용하여 약 4~5 µm의 분말로 제조하였다. 충진밀도와 인가자장에 따른 분말의 정렬도를 측정하기 위하여 제조된 분말을 1.6~2.2 g/cm³의 다양한 충진밀도로 충진한 후 인가자장을 1.4~2.2 T로 변경하면서 3.65 g/cm³의 성형밀도로 일축자장성형을 하였다. 또한, 성형밀도에 따른 분말의 정렬도를 관찰하기 위하여, 1.

대상 데이터

NdFeB 자성분말은 4~5 µm의 단결정 분말들로 이루어져 있으며, 성형공정중에 분말이 압력을 받게 되면 분말의 크기가 작아서 작은 압력으로는 높은 성형밀도를 얻을 수없으며, 변형이 쉽게 되지 않아 spring-back이 발생하여 성형체에 쉽게 크랙이 발생하게 된다[6]. 따라서 성형밀도에 따른 자기특성의 변화를 조사하기 위한 시편은 성형 후손으로 다룰 수 있는 3.1 g/cm³ 이상의 성형밀도와 성형체가 깨지지 않는 3.9 g/cm³ 이하의 성형 밀도로 제조하였다. 이때 충진밀도는 1.
2 T의 자장하에서 성형하였다. 제조된 성형체의 크기는 길이 20 mm, 폭(자장정렬방향) 11 mm, 높이 28~32 mm 였다. 성형체는 1070℃에서 4시간 동안 진공소결한 후 850℃에서 2시간 동안 1차 열처리를 하였고, 2차 및 3차 열처리는 각각 530℃와 500℃에서 2시간씩 진공분위기에서 실시하였다.

이론/모형

ADP 방법은 제품 형상에 가깝게 성형하거나 ring 형상과 같은 제품을 성형하기에 적합하지만 정렬도는 TDP 방법보다 떨어진다[4]. 따라서 본 연구에서는 TDP 방법을 이용하여 실험하였다.

성능/효과

따라서, B_r의 향상을 통하여 최적의 (BH)_max 값을 얻기 위해서는 인가자장의 세기를 최대로 하고, 충진밀도와 성형밀도를 가능한 최저로 하여 자성분말을 성형하는 것이바람직하다고 판단된다.
충진밀도와 성형밀도가 증가하면 결정립 배향의 틀어짐에 의해 B_r이 감소하는 것은 그림 3(b), (c)에 나타난 것처럼 texture coefficient의 변화를 통해 확인할 수 있었다. 또한, NdFeB 소결자석에서의 이러한 결정립 배향틀어짐은 그림 3에 나타난 바와 같이, texture coefficient의 측정상의 오차를 감안하더라도, 충진밀도나 인가자장의 변화보다는 성형밀도의 변화에 의해 크게 좌우되는 것을 알 수 있었다.
6 g/cm³ 이하의 충진밀도로 성형할 경우 성형다이의 공간부족으로 측정을 위한 최소한의 크기를 얻을 수 없어서 그 이하의 충진밀도는 구현하지 못하였다. 또한, 인가자장은 분말이 회전할수 있는 힘을 부여해 주는 것으로써 자장의 세기가 커질수록 분말의 정렬에 도움이 되는 것으로 판단된다.
성형공정의 주요 변수인 충진밀도, 인가자장, 성형밀도의 변화에 따른 NdFeB 소결자석의 자기특성 변화를 조사 하였다. 이를 통하여 충진밀도와 성형밀도가 증가하면 소결체의 결정립 배향 틀어짐이 증가하고, 이로 인해 보자력은 증가하는 반면, B_r은 감소하는 것을 확인하였다. 반면에 인가자장의 경우 그 세기가 증가할수록 결정립 배향도가 증가하면서 B_r도 증가하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	VCM, 핸드폰, 오디오 시스템과 같은 소형ㆍ경량화가 필요한 부품이나 제품은 무엇이 필요한가?	이러한 결정자기이방성과 큰 보자력 때문에 Nd-Fe-B 소결자석은 현재 알려진 자석 중에 가장 높은 최대자기에너지((BH)max)를 가지며, VCM, 핸드폰, 오디오 시스템과 같이 소형ㆍ경량화가 필요한 부품이나 제품에 주로 사용되고 있다[3]. 이러한 소형ㆍ경량화에는 자석의 에너지가 높을수록 유리하기 때문에, 잔류자속밀도(Br)를 향상시켜 자석의 최대자기에너지를 높이는 기술이 필요하다.
	Nd-Fe-B 소결자석은 어떻게 이루어져있는가?	Nd-Fe-B 소결자석은 강자성상인 Nd2Fe14B 주상과 비자 성상인 Nd-rich 계면상으로 이루어져 있다[1]. Nd2Fe14B 결정구조는 a=0.
	Nd2Fe14B 결정구조는 어떤 구조이며 공간그룹은 무엇으로 분류되는가?	Nd-Fe-B 소결자석은 강자성상인 Nd2Fe14B 주상과 비자 성상인 Nd-rich 계면상으로 이루어져 있다[1]. Nd2Fe14B 결정구조는 a=0.880 nm와 c=1.219 nm의 격자상수를 갖는 tetragonal 구조이며, 공간그룹은 P42/mnm으로 분류된다[2]. 격자상수를 통해서도 알 수 있듯이, Nd2Fe14B는 c축의 길이가 더 긴 형태로서 결정자기 이방성을 갖는다.

참고문헌 (9)

M. Sagawa, S. Hirosawa, H. Yamamoto, S. Fujimura and Y. Matsuura: Japanese J. Appl. Phys., 26 (1987) 785.

상세보기
J. F. Herbst, J. J. Croat, F. E. Pinkerton and W. B. Yelon:Phys. Rev., 29 (1984) 4176.

상세보기
Y. Kaneko, F. Kuniyoshi and N. Ishigaki: J. Alloys and compd., 408-412 (2006) 1344.

상세보기
Y. Kaneko: Proc. 16th Int. Workshop on REPM and their Applications, 2 (2000) 83.
J. F. Herbst and J. J. Croat: J. Magn. Magn. Mater., 100 (1991) 57.

상세보기
R. M. German: Powder Metallurgy Science, 2nd (Ed.), Metal Powder Industry, Princeton, (1994) 225.
H. Kronmuller, K. D. Durst and M. Sagawa: J. Magn. Magn. Mater., 74 (1988) 291.

상세보기
Y. Matsuura: J. Magn. Magn. Mater., 303 (2006) 344.

상세보기
C. S. Barret and T. B. Massalski: Structure of Metals: Crystallographic Methods, Principles and Data, 3rd (Ed.), McGraw Hill, New York, (1966) 205.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

(Nd, Dy)-Fe-B 소결자석의 성형조건에 따른 자기특성 변화
Variation of Magnetic Properties of (Nd, Dy)-Fe-B Sintered Magnets with Compaction Conditions 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

(Nd, Dy)-Fe-B 소결자석의 성형조건에 따른 자기특성 변화 Variation of Magnetic Properties of (Nd, Dy)-Fe-B Sintered Magnets with Compaction Conditions 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

남궁석 (4) 이민우 (3) 장태석 (27)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

(Nd, Dy)-Fe-B 소결자석의 성형조건에 따른 자기특성 변화
Variation of Magnetic Properties of (Nd, Dy)-Fe-B Sintered Magnets with Compaction Conditions 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper