• 제목/요약/키워드: 분말자석

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희토류 자원분쟁과 NdFeB계 이방성 본드자석 개발동향 (Rare Earth Dispute and Trend in Development of NdFeB Anisotropic Bonded Magnets)

  • 김효준;김상면
    • 한국자기학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.109-115
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    • 2012
  • 지난 5년간 NdFeB계 이방성 본드자석은 25 MGOe의 높은 자기특성을 강점으로 기존 페라이트 영구자석을 갈음하면서 모터의 경량화라는 새로운 패러다임을 주도했고 자동차용과 전동공구용 모터산업분야에서 두드러진 약진을 보였다. 또한 차체중량감소를 통한 연비향상이라는 자동차산업의 기술동향에 정확히 초점을 두고 기존모터의 50 % 경량화라는 새로운 변혁을 이끌어 냈다. 그러나 2010년 7월에 중국이 희토류원소의 수출규제를 발표함에 따라 2011년 희토류 원자재는 또 한 차례의 폭등을 기록하였고 그 여파는 전방 수요산업에 심각한 충격으로 던져지고 있다. 각 희토류 주요 소비국들은 자원 확보, 희토류 최소사용부품개발 및 희토류 대체 신기술개발 강화에 총력을 다하는 모습이다. 이러한 환경적 변화가 이방성 본드자석 분야에는 중희토류 원소인 Dy의 사용량을 줄이면서 보자력을 향상시키고자하는 기술적 도전을 유발하였고 모터고속화 응용분야에 탐색을 시도하게 하였다. 본 글에서는 희토류 자원문제에 대한 각국 희토류자석산업의 대응과 NdFeB 이방성 본드자석으로 대표되는 Aichi Steel사의 MAGFINE 자성분말에 대해 최근의 개발 동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

방전 플라즈마 소결을 이용한 (Nd,Dy)-Fe-B 영구자석의 자성 특성 및 소결 거동 (Magnetic Properties and Sintering Behavior of (Nd,Dy)-Fe-B Permanent Magnet by Spark Plasma Sintering)

  • 송선용;김진우;김세훈;김영도
    • 한국분말재료학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.105-109
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    • 2012
  • Magnetic properties and the microstructures of magnets prepared by spark plasma sintering were investigated in order to enhance magnetic properties by grain size control. Nd-Fe-B magnets were fabricated by the spark plasma sintering under 30 MPa at various temperatures. The grain size was effectively controlled by the spark plasma sintering and it was possible to make Nd-Fe-B magnets with grain size of 5.9 ${\mu}m$.

변형체 접촉을 고려한 분말자석 소결단조 성형공정의 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Powdered Magnet Sinter-Forging Processes Considering Deformable Body Contact)

  • 김승호;허훈
    • 소성∙가공
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    • 제10권6호
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    • pp.478-484
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    • 2001
  • Tube Process (TP) is a process to produce permanent magnets using a deformable tube for densification of magnet powder. This process claims that it can accomplish both densification and anisotropication in one step forming. This process is distinguished from other processes since it uses a deformable copper tube for densification of magnet powder. In this paper, simulation has been carried out for tile Tube Process in a closed die considering the compressibility of powdered material, arbitrary curved shape and deformable body contact between Nd-Fe-B magnet powder and a copper tube. Results show that the finite element analysis of the Tube Process plays an important role in the stage of preform design.

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원호 형상을 가지는 분말자석 단조성형공정에서의 예비성형체 설계 (Preform Design for the Sinter-forging Process of Arc-shaped Powdered Magnets)

  • 김승호;이충호;허훈
    • 소성∙가공
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    • 제8권2호
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    • pp.135-142
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    • 1999
  • Tube Process(TP) is one of the processes to produce permanent magnets. Advantage claimed for this process is that it can accmplish both densification and anisotropication in one step forming. This process is distinguished from other processes since it uses deformable tube for densification of powder magnets. TP has, however, difficulties in manufacturing permanent magnets from Nd-Fe-B green powder due to folding resulted from large height reduction and localized densification. Therefore, an adequate preform is necessary to reduce folding resulted from large height reduction and localized densification. Therefore, an adequate preform is necessary to reduce folding, lead magnets into almost desired final shape and get uniform densification. In this paper, preform design for TP is carried out without a deformable tube to investigate the behaviour of magnet sinter-forging. Preform design is accomplished to increase the effective magnet area with a near net shape and uniform densification.

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

  • 남궁석;이민우;한세준;장태석
    • 한국분말재료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-5
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    • 2012
  • 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.

분말입도에 따른 Nd-Fe-B 소결자석의 미세조직 변화 및 자기적 특성 (Microstructure and Magnetic Properties of Nd-Fe-B Sintered Magnet with the Variation of Particle Size)

  • 신동원;김동환;박영철;김정곤
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.447-452
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    • 2016
  • Neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B) sintered magnets have excellent magnetic properties such as the remanence, coercive force, and the maximum energy product compared to other hard magnetic materials. The coercive force of Nd-Fe-B sintered magnets is improved by the addition of heavy rare earth elements such as dysprosium and terbium instead of neodymium. Then, the magnetocrystalline anisotropy of Nd-Fe-B sintered magnets increases. However, additional elements have increased the production cost of Nd-Fe-B sintered magnets. Hence, a study on the control of the microstructure of Nd-Fe-B magnets is being conducted. As the coercive force of magnets improves, the grain size of the $Nd_2Fe_{14}B$ grain is close to 300 nm because they are nucleation-type magnets. In this study, fine particles of Nd-Fe-B are prepared with various grinding energies in the pulverization process used for preparing sintered magnets, and the microstructure and magnetic properties of the magnets are investigated.

L-PBF 공정으로 제조된 Nd-Fe-B계 영구자석의 기판 가열에 따른 미세조직과 자기적 특성 변화 (Effect of Substrate Pre-heating on Microstructure and Magnetic Properties of Nd-Fe-B Permanent Magnet Manufactured by L-PBF)

  • 김연우;박하음;김태훈;김경태;유지훈;최윤석;박정민
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.116-122
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    • 2023
  • Because magnets fabricated using Nd-Fe-B exhibit excellent magnetic properties, this novel material is used in various high-tech industries. However, because of the brittleness and low formability of Nd-Fe-B magnets, the design freedom of shapes for improving the performance is limited based on conventional tooling and postprocessing. Laser-powder bed fusion (L-PBF), the most famous additive manufacturing (AM) technique, has recently emerged as a novel process for producing geometrically complex shapes of Nd-Fe-B parts owing to its high precision and good spatial resolution. However, because of the repeated thermal shock applied to the materials during L-PBF, it is difficult to fabricate a dense Nd-Fe-B magnet. In this study, a high-density (>96%) Nd-Fe-B magnet is successfully fabricated by minimizing the thermal residual stress caused by substrate heating during L-PBF.

NdFeB계 영구자서 산화배소 스크랩의 초산침출에 의한 네오디뮴 회수 (Recovery of Neodymium from NdFeB Oxidation-Roasted Scrap by Acetic Acid Leaching)

  • 윤호성;김철주;김준수
    • 자원리싸이클링
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    • 제13권6호
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    • pp.43-48
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    • 2004
  • 본 연구는 NdFeB 영구자석 폐 스크랩 분말을 600$^{\circ}C$에서 산화배소한 후, 초산을 사용한 약산침출을 수행하여 네오디뮴을 선택적으로 분리하고자 하였다. 산화배소된 스크랩 분말의 초산침출 결과, 네오디뮴의 침출율 90% 이상을 얻기 위한 조건은 반응온도 80$^{\circ}C$, 반응시간 3시간 그리고 광액농도 35%이었다. 초산 침출용액으로부터 분별결정화에 의한 네오디뮴아세테이트 회수 시, 증발후 여액의 네오디뮴 조성은 243 g/l 네오디뮴아세테이트의 초산에 대한 용해도(260 g/l)에 근접하는 것을 알 수 있으며, 침출용액으로부터 네오디뮴아세테이트 결정회수를 위한 최적 조건은 온도 100$^{\circ}C$ 이상에서 초기 침출용액 부피에 대하여 약 1/5 정도 농축하는 것이 적절하였다. 이 때 침출용액 대비 약 67.5%의 네오디뮴을 분리하였으며, 농축여액에 잔존하는 나머지 네오디뮴은 옥살산과 반응시켜 전량 회수할 수 있었다.

스파크 플라즈마 소결법으로 제조된 Sr-페라이트의 특성 (Properties of Sr-Ferrites Prepared by Spark Plasma Sintering Process)

  • 노재승;오명훈
    • 한국자기학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.29-35
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    • 2003
  • 스파크 플라즈마 소결(SPS)을 이용하여 이방성 Sr페라이트 자석을 제조하였다. SPS 장치를 이용하여 소결과 동시에 페라이트 분말을 배향시킬 수 있었으며, 낮은 온도 및 짧은 작업시간으로 치밀한 이방성 페라이트 자석을 제조할 수 있었다. 페라이트 입자의 이방성은 소결체의 바깥쪽부분에서 더 크게 나타났으며, 페라이트 입자의 배향은 SPS 전류와 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다. 106$0^{\circ}C$에서 8분간 소결시킨 소결체의 밀도는 5.033 g/$cm^3$이었고, 소결체의 radial plan게서 잔류 자속 밀도는 3.15 kG, 보자력은 2.67 kOe이 얻어졌다.

Mn 및 La-Mn 치환 Sr 페라이트의 자기적 특성 변화 (Magnetic Properties of Mn and La-Mn Substituted Strontium Ferrite)

  • 장세동;김종오;김종희
    • 한국자기학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.267-271
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    • 2001
  • Sr 페라이트의 자기적특성을 향상시키기 위하여 화학량론적조성인 SrF $e_{12}$ $O_{19}$[SrM]에서 SrF $e_{12-x}$M $n_{x}$ $O_{19}$[M $n_{x}$-SrM] 및 S $r_{l-x}$L $a_{x}$F $e_{12-X}$M $n_{x}$ $O_{19}$[(La-Mn)$_{x}$-SrM] 조성으로 원료를 혼합한후 공기중 하소를 실시하여 하소분의 특성을 관찰하였으며, 소결조제와 함께 미분쇄 후 공기중에서 열처리하여 Sr 페라이트자석을 제조함으로써 그 자기적 특성변화를 조사하였다. 화학량론적 조성과 M $n_{0.3}$-SrM 조성으로 원소치환을 실시한 하소분말의 특성은 각각 $M_{s}$ : 61.06 emu/g, $_{i}$ $H_{c}$ : 4.45 kOe 및 $M_{s}$ : 61.06 emu/g, $_{i}$ $H_{c}$ : 4.46 kOe 로 거의 동일한 특성이 얻어졌다. 이것은 Sr페라이트의 화학량론적 조성에서 Mn원소를 대치한 경우, 결정구조의 변화없이 치환된 것으로 생각된다. 또한 화학량론적인 조성에서 M $n_{x}$-SrM 및 (La-Mn)$_{x}$-SrM 조성으로 원소치환된 하소분말을 사용하여 제조한 페라이트 자석의 자기특성은 소량첨가 (X=0.3)경우는 화학량론적인 조성과 거의 동일한 특성을 나타내나 치환량이 많아지면(X=0.5) 일반적으로 자기특성이 감소하였으며, 특히 $_{i}$ $H_{c}$ 값이 급격히 떨어짐으로써 (La-Mn)$_{x}$-SrM조성의 경우 x=0.3부근에서 최적의 치환량을 보여주었다.조성의 경우 x=0.3부근에서 최적의 치환량을 보여주었다.

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