Nd-Fe-B계에 Co와 Al을 첨가한 자석합금을 진공유도용해로에서 제조하여 이들 합금을 단롤법으로 melt-spun시켜 급냉리본을 얻었다. 제작된 급냉리본의 냉각속도에 따른 자기적 성질의 변화를 조사하였고, 최적의 급냉속도에서 제작된 리본을 파쇄하여 resin bond 자석을 제조하였으며, 이들 급냉리본 및 bond자석의 자기적 성질, 미세구조, 결정구조에 관하여 연구, 조사하였다. 이들 급냉리본의 자기적 성질은 급냉속도에 따라 크게 변하였으며 20m/sec전후에서 최적의 자기적 성질을 보였다. 이때의 급냉리본의 미세조직은 Nd-rich의 입계상이 미세한 N$d_2$F$e_14$B결정립을 둘러싼 cell 형의 구조였으며, 특히 Al이 2.1at%첨가된 리본시료에서는 iHc=15.5KOe, Br=7.8KG, (BH)max=8.5MGOe의 자기적 성질을 나타내었다. 최적의 급냉속도에서 제작된 리본을 polyamide resin과 2.5wt%의 비율로 혼합하여 상온에서 성형, 결합시켜 제작한 bond자석에서 보다 현저히 향상되었으며 유지시간이 8분인 경우 iHc=10.8KOe, Br=7.3KG, (BH)max=8.0MGOe의 값을 가졌다. 한편, 자구구조는 maze pattern이 주로 관찰되어 자화용이축인 C축이 배열되었으며 bond자석에서보다 hot-press 자석에서 자구폭이 보다 작았다.
The magnetization directions of a polar magnetized ferrite bonded magnet are analyzed by finite element method (FEM). The influence of the width of SmCo magnets for magnetic field generation is investigated. The surface flux densities of the polar anisotropic magnets are analyzed and compared according to the pole number and thickness of the magnets. And the electromotive force (EMF) values of brushless DC motors with the magnets are investigated. The validity of the analysis method is verified by comparing the analyzed results with measured ones.
In many cases, ferrite magnets of ferrite bonded magnets used in inner-rotor type small brushless DC(BLDC) motors do not have rotor core. The magnetization directions of permanent magnets do not have only parallel or radial direction. In this case, the characteristics of magnets are different from cored type ones which have uniform magnetization direction. In this paper, the magnetization directions and intensities of a ferrite magnet and a ferrite bonded magnet are analyzed by finite element analysis for magnetization procedure. The characteristics of inner-rotor type BLDC motor are analyzed by using the analyzed results. The validity of the method is verified by comparing the analyzed results with measured ones.
1980년대 초 희토류 자석이 발견된 이래 지난 30년간 희토류 본드 자석은 지속적으로 성장해 왔으며, 그 적용 분야도 보다 다양해 지고 있다. 현재 희토류 본드 자석은 컴퓨터 주변기기, 자동차, 소비 가전, 사무 자동화 분야 등 우리의 일상 생활과 주변에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, 2010년 하반기부터 시작된 희토류 원료 가격의 급등은 2011년 2사분기 들어 수직 상승에 가까운 전대미문의 폭등세를 보이며 관련 산업에 적지 않은 충격을 가져오고 있다. 이로 인해 그 동안 성능 대비 가격 경쟁력을 바탕으로 페라이트 자석 시장을 꾸준히 잠식하며 양적인 성장과 응용 분야를 확대해 왔던 희토류 본드 자석 업계의 성장방향에 근본적인 변화가 불가피할 것이 분명하며, 향 후 지속 가능한 성장을 위하여 새로운 패러다임 또는 비즈니스 모델의 도입이 반드시 필요하다. 본 글에서는 희토류 본드 자석에 주로 사용되는 희토류 원료의 최근 가격 동향을 간략하게 알아 보고, 희토류 본드 자석의 주요 응용 분야와 희토류 본드 자석용 분말의 개발 동향에 대해서 알아 보았다.
The attempt for the addition of double-phase nanocomposite $Nd_2Fe_{14}BFe_3B$ powders, respectively, into several $RE_2Fe_{14}B$(RE=Pr, Nd) powders with high magnetic properties was carried out. The powders were compounded and compressed to take shape bonded magnets. By means of investigating the variation of compound magnet $B_r$, the interaction between magnetic powders was revealed. The result shows that not chemical just but physical interaction exists between elements. The compound effect of $Nd_2Fe_{14}BFe_3B$-ferrite bonded magnets was detailed studied. The functional relation was revealed between magnetic properties and ferrite content. That is $Y = 5.42 x^2 -11.34x + 6.62$. The variation of $_iH_c$ temperature coefficient ${\beta}_{iHc}$ with ferrite content was investigated. Following the ferrite content increased, ${\beta}_{iHc}$ and $h_{irr}$ were obviously decreased, compression-resistant strength was enhanced.
In the present study, the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial materials have been prepared by reaction between Nb-free or Nb-containing $Sm_2Fe_{17}$-type alloy and $N_2$ gas. Nitrogenation behaviour of the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type material and disproportionation characteristics of the nitrogenated materials have been studied by means of differential thermal analysis (DTA) and thermopiezic analysis (TPA). Magnetic properties of the produced $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial materials were characterised in vibrating sample magnetometer (VSM) or thermomagnetic analyser (TMA). Epoxy-bonded or Zn-bonded $Sm_2Fe_{17}N_x$-type magnets were prepared, and their magnetic properties were investigated. It has been found that nitrogenation kinetics of the Sm2Fe17Nx-type alloy is improved significantly by the Nb-substitution for Fe in the alloy. The Nb-substitution is also found to enhance thermal stability of the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial material. Hard magnetic properties of the interstitial materials produced from Nb-free orNb-containing alloy is high enough (intrinsic coercivity : over 7 kOe) for application as bonded permanent magnets. The good hard magnetic properties of the interstitial material are maintained in the epoxy-bonded magnet. Intrinsic coercivity of the Zn-bonded magnets is improved significantly as post-bonding annealing time increases.
The magnetization directions of a polar anisotropic ferrite-bonded magnet are analyzed by finite element method (FEM). The influence of the width of Sm-Co magnets for magnetic field generation is investigated. The surface flux densities of the polar anisotropic magnets are analyzed and compared according to the pole number and thickness of the magnets. And the electromotive force (EMF) values of brushless DC motors with the magnets are investigated.
In this study the (Alnico, Sm-Co) bonded magnets were fabricated by mixing the Sm-Co added alnico alloy powders with epoxy resin and binder, appropriately. Also, the hybrid ring magnets of (Alnico, Sm-Co)/Sr-ferrite were fabricated by coupling the Sr-ferrite composite layer with an (Alnico, Sm-Co) magnet. The magnetic properties of (Alnico, Sm-Co) ring magnets were varied with the amount of Sm-Co powders. The addition of Sm-Co powders increased a remanent induction($B_r$) and coercive force($_BH_C$), while decreasing a surface flux density and repulsive distance. The surface flux density and repulsive distance for the (Alnico, Sm-Co) ring magnet increased with a magnetizing voltage up to about 160 V and reached an apparent saturation point. Also, the measurements of temperature and moisture characteristics showed that the surface flux densities of N-S poles and repulsive distance decreased a little within 4% after 10 days passed.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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