초록 ▼

□ 연구개요
전기/하이브리드 자동차에 수요가 급증하게 되면서, 영구자석 성능지수(최대 자기에너지적, (BH)_max + 보자력, H_c)가 큰 고에너지적 특성을 갖는 Nd-Fe-B 소결자석의 개발이 필요하다. 이방성 자계가 높은 중희토류를 첨가하면 보자력이 증가하지만, 경제적 문제 및 에너지 변환 효율이 감소하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 전기/하이브리드 자동차 구동모터 시스템의 핵심소재인 Nd-Fe-B계 소결 영구자석의 고에너지적, 고보자력 특성을 미세구조제어 기술을 이용하여 개발하는

□ 연구개요
전기/하이브리드 자동차에 수요가 급증하게 되면서, 영구자석 성능지수(최대 자기에너지적, (BH)_max + 보자력, H_c)가 큰 고에너지적 특성을 갖는 Nd-Fe-B 소결자석의 개발이 필요하다. 이방성 자계가 높은 중희토류를 첨가하면 보자력이 증가하지만, 경제적 문제 및 에너지 변환 효율이 감소하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 전기/하이브리드 자동차 구동모터 시스템의 핵심소재인 Nd-Fe-B계 소결 영구자석의 고에너지적, 고보자력 특성을 미세구조제어 기술을 이용하여 개발하는 것을 목표로 하고 있다. Nd-Fe-B 소결자석의 보자력 향상 방법은 다양하겠으나, 본 연구에서는 중희토류 함량을 최소화하면서 Nd-Fe-B계 소결자석에 필요한 최적의 미세구조 설계에 중점을 두고 연구를 수행 할 것이며, 상용화를 염두에 둔 재료개발 이라는 특징을 가지고 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차 년도의 연구 목표였던 ‘계면구조 제어 및 결정 성장억제 등 미세구조 최적화’에 초점을 두어 연구한 결과, (1) 기존 고융점 원소 첨가 자석보다 18.2 % 입자 성장 억제 효과 및 11.3 % 보자력이 향상 되었다. (2) 융점강하 원소 동시 첨가와 함께 열처리 온도 최적화를 통해 10.6 % 보자력이 증가 되었다. 본 연구의 궁극적 목표인 미세구조 제어를 통한 고성능지수를 갖는 Nd-Fe-B 소결자석 개발하기 위한 기초적인 발판이 마련되었고, 본 1차 년도의 연구결과는 2차년도 연구 목적을 원활히 달성하기 위한 큰 밑거름이 되었다. 2차 년도의 연구 목표였던 ‘미세구조 최적화 된 Nd-Fe-B 소결자석에 입계확산공정 적용을 통한 특성 최적화’에 초점을 두어 연구한 결과, (1) 융점강하 동시 첨가 효과 및 Cu 역할 규명으로 9 % 이상 보자력이 증가 하였다. (2) 입자 성장 및 Nd-rich 미세구조가 제어된 소결 자석에 입계확산 공정을 적용하여 70 이상의 영구 자석 성능 지수((BH)_max : 44.7 MGOe + H_c : 25.5 kOe)를 갖는 Nd-Fe-B 소결자석을 개발하여 연구 목표였던 70 이상의 영구자석 성능 지수를 가지는 고에너지적 고보자력 소결 자석 개발 목표를 100% 완수하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
환경 친화형 산업이 중요한 주제가 되면서, 전기/하이브리드 자동차 산업 및 풍력발전 등의 대체에너지 산업은 현재 피해갈 수 없는 세계적 흐름이다. 2020년 까지 정부에서는 세계시장 점유율 10%이상을 목표로 하고 있음에도 불구하고, 전기/하이브리드 자동차 구동모터용 희토류 소결자석의 경우 모두 일본, 중국에서 수입하고 있어 국내산 고성능 자석의 개발이 필요하다. 본 연구 결과는, 자동차 시장뿐만 아니라, 희토류계 자성체를 사용하는 전반적인 산업기술 경쟁력을 갖게 할 수 있을 것이라 생각한다. 본 연구로 얻어진 기술은 기존 자석의 보자력 특성을 개선하는 핵심기술로써 국내 산업 기술기반 확립에 기여할 수 있으며, 고부가 가치를 지닌 그린에너지 산업 부품을 통해 국가 경쟁력에도 중요하게 기여를 할 것으로 기대 된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구 개발의 목표 ... 4
• 나. 연구 개발의 필요성 및 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 13