[논문]Nd-Fe-B 소결 자석의 열처리에 따른 계면구조의 변화

Nd-Fe-B 소결 자석의 열처리에 따른 계면구조의 변화
Influence of Heat Treatment on the Interface Structure Changes of Nd-Fe-B Sintered Magnet 원문보기

박대원 (고려대학교 공과대학 신소재공학부) , 김동환 (한국기계연구원 부설 재료연구소) , 장태석 (선문대학교 하이브리드공학부) , 이성래 (고려대학교 공과대학 신소재공학부)

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본 연구는 1070^oC에서 4시간 동안 소결한 후 850^oC에서 2시간동안 1차 열처리, 500^oC에서 2시간 동안 2차 열처리한 소결자석을 통해 열처리에 따른 미세구조의 변화를 살펴보았다. 22.
최근의 연구를 통해 이러한 자기적 특성의 향상이 계면에 그 원인이 있다는 것이 밝혀졌으며, 이 계면의Nd-rich 상의 구조와 역할에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구는 열처리 전의 소결체와 1차 열처리, 2차 열처리를 시행한 소결자석을 통해 열처리과정 중의 계면의 변화에 대해 살펴보았다.

%)의 시편은 ingot - strip casting - HDDR - jet milling - powder alignment - pressing - sintering을 통해 제조 되었다. 미세 구조와 조성의 변화는 HR-XRD, SEM, HR-TEM을 통해 분석하였다.
열처리 이전의 소결체와 1, 2차 열처리 후의 소결자석을 통해 열처리가 계면 구조에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 소결 직후와 1차 열처리 후의 시편은 2~3 nm의 미세 입자들과 비정질에 가까웠던 Nd-rich 상으로 구성되어 있었으며, 계면으로부터 멀어질수록 비정질의 구조를 보였다.

C에서 2시간 동안 2차 열처리한 소결자석을 통해 열처리에 따른 미세구조의 변화를 살펴보았다. 22.8Nd-9.77Dy-2.39TM-0.97B-64.0Fe (wt. %)의 시편은 ingot - strip casting - HDDR - jet milling - powder alignment - pressing - sintering을 통해 제조 되었다. 미세 구조와 조성의 변화는 HR-XRD, SEM, HR-TEM을 통해 분석하였다.

1차 열처리 시편의 경우 역시 2~3 nm의 매우 작은 입자들과 비정질의 가까운 구조를 보였으며, Nd-rich상 아쪽에서 비정질의 구조를 가졌다. 2차 열처리 후 계면상은 모두 Ia3의 Nd₂O₃의 의 구조를 가졌으며 Nd-Fe-B 상과 Nd-rich 상이 긴밀하게 연결된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 Nd-Fe-B와 Nd-rich의 계면의 향상은 자화 반전의 nucleation site로 작용할 수 있는 결함을 줄여주게 되어 그 자기적 특성을 향상시키는 것으로 생각된다.
SEM을 통해 살펴본 미세구조의 변화는 뚜렷하게 나타나지 않았다. SEM 상으로 확인 되는 미세 구조의 변화보다는 수나노의 실제 게면에서의 계면상의 변화가 그 자기적 특성 변화에 주된 원임을 확인 할 수 있었다. HR-TEM을 통한 분석을 통해 살펴본 Nd-rich 상의 경우, 소결 직후 2~3 nm의 매우 작은 입자들과 비정질에 가까운 구조를 보였다.

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