• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.22 no.2
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• pp.58-65
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• 2012

Since Nd-Fe-B magnet was first synthesized in 1983, many new applications have emerged in the past two decades. With regard to motor market, it will expand because of strong energy saving requirements from the automobile and electric application markets. Especially, permanent magnet motors for hybrid and electric vehicles are drawing great attention and the usage of Nd-Fe-B magnets will increase all the more hereafter. There is, however, a serious problem as motors in such eco-friendly cars are said to operate in high temperatures of about $200^{\circ}C$. Nd-Fe-B magnet has a drawback of dramatically decreasing coercive force with the rise of temperature. In order to improve this aspect. the best way is to add dysprosium (Dy) into the magnet. So, Dy has become an essential element for Nd-Fe-B high-performance magnet as it helps to maintain coercive force even at high temperatures. On the other hand, the rare earth resources in the earth crust are eccentrically-located and its majority is produced in China. There is a need to reduce its usage as, especially compared to light rare earth elements as neodymium (Nd) and samarium (Sm), heavy rare earth elements including Dy are unevenly distributed to a dramatic degree, their output low, and their prices are about 10 times that of Nd. The present article includes a summary of the trend in research and development of motors and permanent magnets to solve rare-earth resources problem.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.47.2-47.2
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• 2010

1980년대 이후로 등장한 Nd-Fe-B 소결자석은 뛰어난 자성특성을 나타내며, 원재료도 풍부하기 때문에 단위 자기 에너지당 가격은 비교적 저가이다. 따라서 대부분의 기존 Sm-Co와 주조 Al-Ni-Co 자석재료를 대체하며 다양한 첨단사업의 핵심소재로 적용되며, 자동차 및 의료기기 등 산업 전반에 사용되고 있다. 이러한 응용 중에서도 향후 녹색성장을 위한 신성장동력 산업인 하이브리드 자동차의 구동 모터로서 사용되는 대표적인 영구자석이다. 현재 개발된 Nd계 영구자석은 큐리온도가 낮고 높은 온도에서 자기적 성능의 열화가 심하게 진행된다는 단점이 있기 새로운 합금 설계 및 공정의 최적화를 통해 보자력을 향상 시킴으로써 사용온도를 $200^{\circ}C$ 정도로 높이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 일반적인 제조공정을 통해 제조된 소결체의 미세구조에 변화시키기 위하여 약 $10^{-5}$ Torr의 진공분위기에서 $10^{\circ}C/min$의 승온/냉각속도로 $350^{\circ}C$부터 $450^{\circ}C$ 구간에서 2 사이클부터 8 사이클까지 승온과 냉각을 반복하는 열처리를 수행하였다. Nd-Fe-B 소결자석을 $350^{\circ}C{\sim}450^{\circ}C$ 온도구간에서 반복적인 열처리를 수행한 결과 열처리 사이클에 따라 보자력 특성이 다르게 나타내었다. 이에 승온과 냉각을 반복하며 나타난 미세구조의 변화가 자성특성에 어떠한 영향을 미쳤는지에 대해 고찰하였다.

• Resources Recycling
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• v.28 no.3
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• pp.26-34
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• 2019

Due to the increasing demand of rare earth magnet for various application, it is predicted that the amount of waste rare earth magnet will increase sharply. The process of waste rare earth magnet recycling is mainly consisted of leaching and separation of rare earth element contained in the magnet. However, there is no study on the breakage characteristics of the waste rare earth magnet for production of magnet powder. Therefore, in this study, effective crushing/grinding process and breakage characteristics were investigated for waste rare earth magnet. In the case of jaw crusher, the particle size of magnet was effectively reduced without rapid oxidation. In ball mill grinding test, it was found that the grinding process was not performed properly at the early stage of grinding. Moreover, waste rare earth magnet showed very low specific rate of breakage(S) and high fraction of fine particle breakage distribution(B) compared to ordinary minerals. These results can be used as a basic data for developing crushing/grinding circuit of waste rare earth magnet.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.2
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• pp.51-56
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• 2002

Permalloy thin films fabricated by rf magnetron sputtering showed the excellent magnetic properties, i.e., an effective permeability of over 2000 at 1$\mu\textrm{m}$ thick up to 10 MHz, a saturation magnetization of 10∼12 kG, a coercive force of 0.2∼1 Oe, resistivity (p) is 20 ${\mu}$$\Omega$cm. In order to control the magnetic anisotropy direction of the films in a wafer scale, two parallel Nd-Fe-B permenant mangnets were used to provide the magnetic field during the sputtering process. As a result, the anisotropy direction was successfully controlled when the two magnets were seperated with a distance of 70 mm. 3D simmulation of the magnteic fields around the wafer during sputtering were in accord with the above result.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1997.10a
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• pp.63-67
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• 1997

환원확산법은 저렴한 Nd 산화물을 환원제를 이용하여 환원시키고 환원된 Nd가 Fe, FeB와 확산하여 주상인 Nd$_2$Fe14B가 만들어지는 공정으로 환원제로 사용된 CaO나 미반응 Ca 및 잔존 산소함량을 조절하는데 어려움이 있어 아직까지는 상업되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 환원확산법을 이용하여 Nd-Fe-B계 영구자석에 사용될 미세분말을 제조하고 그 자기적 특성을 관찰하였다.

• Resources Recycling
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• v.27 no.1
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• pp.38-44
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• 2018

A large amount of Nd-Fe-B magnet scraps are generated during magnet manufacture process. In this study, selective chlorination of the rare earth elements by hydrogen chloride gas which obtained from the pyrolysis of polyvinyl chloride (PVC) was investigated. In thermogravimetric analysis, drastic weight loss was occurred at about 500 K and 710 K. At the isothermal experiments, the weight loss reaches about 30% above 673 K. XRD patterns characterized that after each experiments, ${\alpha}$-Fe, Nd oxychloride, Nd chloride, and Fe chlorides were formed, and the leaching residues remain only ${\alpha}$-Fe. The yields of Nd, Dy, and Fe for the isothermal experiment were increased with temperature and peaked at 873 K. As PVC ratio increased, the yields of Nd, Dy and Fe were also increased.

• Resources Recycling
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• v.12 no.6
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• pp.57-63
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• 2003

In this study, the separation of neodymium was investigated from NdFeB permanent magnet scrap. Decomposition and leach-ing process of NdFeB permanent magnet scrap by oxidation roasting and sulfuric arid leaching were examined. Neodymium could be separated from iron by double salt precipitation using sodium sulfate. The optimum conditions established for decom-position and leaching are as follows: oxidation roasting temperature is $500^{\circ}C$ for sintered scrap and $700^{\circ}C$ for bonded scrap, concentration of sulfuric acid in leaching solution is 2.0 M, leaching temperature and time is $50^{\circ}C$ and 2 hrs, and pulp density is 15%. The leaching yield of neodymium and iron was 99.4% and 95.7% respectively. The optimum condition for separation of neodymium by double-salt precipitation was 2 equivalents of sodium sulfate and $50^{\circ}C$ The yield of neodymium was above 99.9%.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2003.06a
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• pp.34-35
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• 2003

고에너지적 Nd-Fe-B계 소결자석 제조를 위한 펄스자장 성형시, 금형 및 다양한 성형조건이 자석의 이방화율 향상에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 일반적으로 butterfly, disk or coin 형태의 자석을 제조하는 방법으로는, 종축자장성형법(Axial Die Press, ADP)을 이용하여 최종제품의 near-net shape으로 성형 및 소결하는 방법과, 횡축자장성형법(Transverse Die Press, TDP)을 이용하여 blick or cylinder 형태로 제조한 후 여러 단계의 가공공정을 거쳐 최종제품으로 제조하는 방법이 적용되고 있다. 그러나, ADP의 경우 분말의 자장정렬 후 성형단계에서 성형밀도가 증가함에 따라 배향의 틀어짐 현상이 증가하므로 이방화율 향상의 한계가 있어 (BH)$_{MAX}$+iHc=54 이상의 자석은 제조되기 어렵고, TDP의 경우 고이방화 자석의 제조가 가능하나 복잡한 형상의 제품을 직접 성형할 수 없어 성형/소결 후 복잡한 가공공정을 거쳐야 하므로 재료의 손실뿐만 아니라 고가의 가공비용이 소요되므로 경제적인 문제점을 갖게 된다. 반면에, 펄스자장 종축성형방법(PDP)은 3T~5T의 펄스자장을 이용하여 분말의 정렬 및 성형을 동시에 수행함으로써 TDP보다 향상된 배향율이 얻어질 수 있으며, ADP으로만 실현 가능한 복잡한 형성의 자석을 near-net shape으로 제조가 가능한 잇점이 있다.다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.1 no.1
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• pp.6-11
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• 1991

In order to investigate electronic and magnetic properties of permanent magnets, we have performed self-consistent electronic structure calculations on compounds of rare-earth and transition metals, such as $SmCo_{5},\;NdB_{6},\;NdFe_{5},\;NdFe_{4}B$. Employing the local density LMTO(linearized muffin tin orbital) band method, we have obtained the ground state parameters, such as band structures, density of states, Stoner parameters, and magnetic moments. We have also investigated interactions between d,f-electrons of Nd, Sm rare-earths and d-electrons of Fe, Co transition metals, and the s,p electrons of boron and explored effects of such interactions on the bonding mechanism and the electronic and magnetic structures in these rare-earth compounds.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.05a
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• pp.52-54
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• 2002

본 연구는 고특성 소결자석 제조용 strip-cast 합금을 개발하기 위한 기초단계 연구로서 파양한 조건을 통해 strip-cast 합금을 제조한 후, 제조조건이 합금의 미세조직 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 조성이 Nd/sub 15/Fe/sub 77/B/sub 8/인 strip-cast 합금을 다양한 방법으로 제조한 결과, wheel speed 즉, 냉각속도가 5 m/s 이하에서 strip 표면에 수직한 방향으로 수지상정이 잘 발달한 것을 발견하였으나, 그 이상의 냉각속도에서는 수지상정이 붕괴되며 미세한 결정질로만 구성된 것으로 관찰되었다. 따라서 잘 발달된 수지상정을 얻기 위해서는 냉각속도를 5 m/s로 유지해야 함을 알 수 있었다 이 때 수지상정간 간격은 약 4-7㎛로써 고특성 소결자석의 기준에 잘 부합되었다. 한편 XRD 분석결과, 냉각속도 5 m/s이하에서는 <001> 방향으로 뚜렷하게 preferred orientation이 일어난 것을 확인하였으며, 이것은 strip 합금의 분쇄 및 소결시에 결정립 배향성에 유리하게 작용하여 최종 소결자석의 자기적 특성 향상에 기여할 것으로 예상된다.