DGIST 나노기술연구부 김정민·김동환 연구팀이 기존 입계확산기술의 한계를 극복한 새로운 Nd-Fe-B 영구자석 입계확산원 코팅 기술을 개발했다.
이번 연구를 통해 중희토 사용량을 획기적으로 줄이면서도 자석 성능을 확보할 수 있는 기술적 방향을 제시했다.
최근 전기차와 풍력발전 등 고효율 모터 및 발전 시스템 수요가 증가함에 따라, 고온 환경에서도 자기 특성을 안정적으로 유지할 수 있는 Nd-Fe-B 영구자석의 성능 향상 기술 중요성이 커지고 있다. 이를 보완하기 위해 중희토(Tb, Dy)를 활용하는 방식이 널리 적용되고 있으나, 높은 비용과 공급 불안정성으로 인해 중희토 사용을 최소화하면서도 성능을 확보할 수 있는 공정 전략이 요구되고 있다. 이러한 요구에 대응하는 대표적인 기술이 입계확산공정(Grain Boundary Diffusion Process, GBDP)이다.
이 공정은 자석 표면에 코팅된 중희토가 자석 내부로 확산되며 결정립 표면에 중희토 쉘을 형성해 자기 특성을 향상시키는 방식이다.
그러나 기존 슬러리 기반 습식 코팅은 코팅량과 코팅면을 정밀하게 제어하기 어렵고, 공정 과정에서 폐확산소스가 발생해 자원 손실이 크다는 한계가 있었다.박경철기자