• 한국자기학회지
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• 제22권5호
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• pp.188-193
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• 2012

영구자석은 산업전반에 광범위 하게 쓰이고 있는 핵심 부품중의 하나이다. 이러한 영구자석을 만드는데 필수적으로 이용되고 있는 원소가 바로 희토류 계열의 원소들이다. 이미 널리 알려져 있는 것처럼 희토류 생산의 대부분은 중국이 차지하고 있고, 이러한 원인에 의해 전 세계적으로 희토류 원소의 생산 및 공급 불균형에 의해 발생하는 많은 문제점들을 인식하고 있다. 이를 해결하기 위해 희토류 기반 영구자석을 대체하기 위한 다양한 방안들이 논의 되고 있으나 현재까지 명확하게 희토류 대체 영구자석이 가능한 물질 혹은 구조에 대한 제시는 없다. 본 논문에서는 여러 가지 가능성 중에 교환스프링 자석구조에 대해서 논의하고자 한다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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• pp.790-791
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• 2006

The fracture behavior and mechanical characteristics of sintered rare-earth magnets were investigated. It shows that the fracture behavior and bending strength of the magnets obviously exhibit anisotropy. Sm-Co magnets tend to cleavage fracture in the close-packed (0001) plane or in the ($10\bar{1}1$) plane. The fracture mechanism of $Nd_2Fe_{14}B$ magnet mainly appears to be intergranular fracture. The anisotropy of fracture behavior and mechanical strength of sintered rare-earth magnets is caused mainly by the strong crystal-structure anisotropy and the grain alignment texture. The effects of Nd content, and Pr, Dy substitution on the impact stability of $Nd_2Fe_{14}B$ magnets were also reported.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.137-142
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• 2021

최근에는 회전자에 희토류 영구자석을 삽입하여 높은 효율과 출력밀도를 얻을 수 있는 매입형 영구자석 (IPM: Interior Permanent Magnet) 전동기 또는 표면부착형 영구자석 (SPM : Surface Permanent Magnet) 전동기처럼 영구자석이 사용된 전동기의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 영구자석을 사용하기 때문에 릴럭턴스 전동기나 유도전동기와 비교해 효율이 높고 출력밀도가 높은 장점이 있으나 회전자에 영구자석을 삽입함으로써 고속운전 및 영구자석의 감자로 인한 신뢰성 감소, 희토류 금속의 원가 상승 등이 문제시되고 있다. 본 논문에서는 희토류 영구자석 전동기를 대체할 수 있는 미래기술 개발과, 희토류 저감형 전동기와 탈 희토류 전동기의 기술 선점을 요구하는 시대적 이슈(Issue)에 맞춰 영구자석이 필요 없는 스위치드 릴럭턴스 전동기 (Switched Reluvtance Motor, SRM)를 구동시키기 위한 구동 제어에 연구하고자 한다. PSIM 시뮬레이션 프로그램에서 제공하는 3상 SRM library를 이용하여 회전자 위치 정보 센서를 이용한 SRM의 구동 및 제어 시스템 모델링 (Modeling)을 연구하고자 한다.

• 한국자기학회지
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• 제21권6호
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• pp.225-230
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• 2011

자성 재료는 전기적 에너지와 기계적 에너지간 상호 전환 가능한 특성을 가지고 있기 때문에 발전 및 모터 분야 등에 널리 적용되고 있다. 그 중에서도 모터 분야의 효율성 향상을 위해서 외부의 자장 없이도 지속적으로 자성 특성을 나타내는 영구 자석은 그 활용도가 매우 높다. 특히, 영구 자석은 최대 자기적이 높은 희토류 자석이 개발된 후 이를 중심으로 개발 및 응용분야가 지속적으로 확대되었다. 그러나, 최근 모터의 용도가 확대되는 추이에 따라서 회토류 자석의 사용이 증대됨에 따라서 희토류 원자재 수급 문제에 봉착하여 이를 해결하기 위해 희토류 저감 및 대체 자석에 대한 연구 분야가 중요한 이슈가 되고 있다. 본 보고서에서는 현재 사용 되고 있는 영구 자석에 대해 설명하고 이를 대체할 수 있는 기술 중 가능성이 높은 방법으로써 exchange-coupling 현상을 이용한 영구 자석 개발 기술에 대해 기술하고자 한다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2013년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.90-90
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• 2013

Since discovery, NdFeB permanent magnet has replaced application of the conventional magnets rapidly because of its superior physical and mechanical properties. With increasing consumption of power combined with energy resource depletion, energy efficiency is becoming more and more inportant. According to recent reports, almost almost half of the electric power is consumed by motor, and NdFeB magnets which are the core component of the motor play a key role on improving energy efficiency of the devices. In parallel with finding alternatives energy resources, research works improving energy efficiecy have been conducted world wide. Althogh NdFeB magnets usage have been expanded to various applications, key materials such as Nd and Dy, resouces lean heavily on specific area, China. Magnetic industry revently experienced skyrocketing price fluctuatioin of rare earth at around 2008. Chineses government's regulations worsened the situation and arose a necessity to develop methods to minimize rare earth use. In this presentation, POSCO's recent research works on rare earth reduction is presented including novel powder alloying method using nitrate precursors. Also, future R&D plans for rare earth free magnets is briefly introduced as well.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.221-227
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• 2012

고특성 영구자석은 하이브리드 및 전기자동차의 구동모터와 풍력발전에 적용되면서 크게 주목을 받고 있다. Nd-Fe-B 영구자석은 가장 높은 최대자기에너지적을 가지고 있지만 고온(${\sim}200^{\circ}C$)의 구동환경에서는 보자력이 급격히 감소하기 때문에 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 그러므로 큰 보자력을 가지는 Nd-Fe-B 영구자석에 대한 개발이 요구되고 있다. Nd-Fe-B 소결자석에서 보자력을 증가시키기 위해서는 Nd를 Dy 또는 Tb으로 치환하면 쉽게 증가시킬 수 있다. 그러나 이들 원소는 Fe와 반강자성 결합을 하여 잔류자속밀도를 낮추고, 적은 매장량과 한정된 지역에 편재되어 있어 수요급증에 따른 자원수급 및 가격 급등의 문제를 가지고 있다. 따라서, Dy 및 Tb과 같은 중희토류를 사용하지 않거나 최소한의 양을 사용하여 보자력을 증가시키고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 중희토류 원소의 저감 및 대체에 대한 연구들을 소개하고자 한다.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권2호
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• pp.146-155
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• 2019

Rare earth magnets are the strongest type of permanent magnets and are integral to the high tech industry, particularly in clean energies, such as electric vehicle motors and wind turbine generators. However, the cost of rare earth materials and the imbalance in supply and demand still remain big problems to solve for permanent magnet related industries. Thus, a magnet with abundant elements and moderate magnetic performance is required to replace rare-earth magnets. Recently, $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ has attracted considerable attention as a promising candidate for next-generation non-rare-earth permanent magnets due to its gigantic magnetization (3.23 T). Also, metastable $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ exhibits high tetragonality (c/a = 1.1) by interstitial introduction of N atoms, leading to a high magnetocrystalline anisotropy constant ($K_1=1.0MJ/m^3$). In addition, Fe has a large amount of reserves on the Earth compared to other magnetic materials, leading to low cost of raw materials and manufacturing for industrial production. In this paper, we review the synthetic methods of metastable $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ with film, powder and bulk form and discuss the approaches to enhance magnetocrystalline anisotropy of $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$. Future research prospects are also offered with patent trends observed thus far.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2013년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.89-89
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• 2013

Rare earth (RE) - transition metal based high energy density magnets are of immense significance in various engineering applications. $Nd_2Fe_{14}B$ magnets possess the highest energy product and are widely used in whole industries. Simultaneously, composite alloys that are cheap, cost effective and strong commercially available have drawn great attention, because rare-earth metals are costly, less abundant and strategic shortage. We designed rare-earth free alloys and fabrication process and developed novel route to prepare $Nd_2Fe_{14}B$ powders by wet process employing spray drying and reduction-diffusion (R-D) without the use of high purity metals as raw material. MnAl-base permanent magnetic powders are potentially important material for rare-earth free magnets. We have prepared the nano-sized MnAl powders by plasma arc discharge and micron-sized MnAl powders by gas atomization. They showed good magnetic property, compared with that from conventional processes. $Nd_2Fe_{14}B$ powders with high coercivity of more than 10 kOe were successfully synthesized by adjusting R-D step, followed by precise washing system. It is considered that this process can be applied for the recycling of RE-elements extracted from ewaste including motors.

• Journal of Magnetics
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• 제1권2호
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• pp.94-100
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• 1996

A hysteresis loop tracer using a pulsed high magnetic field of 113.4 kOe, which is suitable for rare earth based permanent magnets, is constructed. The high pulsed magnetic field is generated by discharging a large capacitance charge (5 mF) with a voltage of 600 V into an air solenoid with the inner diameter of 14 mm, outer diameter of 36 mm and the lingth of 34 mm. A computer simulation method is used for the construction of an electromagnet to optimize the many parameters such as the discharge current, generated pulsed magnetic field intensity, thermal dissipation, capacitance, charged voltage, period of damping oscillation and solenoid geometry. By using the hysteresis loop tracer constructed in this work, we are able to measure hystersis loops of several rare earth based permanent magnets with large values of the remanent magnetization, coercvity and energy product.

• 전기학회논문지
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• 제62권5호
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• pp.620-625
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• 2013

This paper presents the design of a switched reluctance motor (SRM) for electric air conditioning compressors which are applied to hybrid electric vehicles (EVs). The motor for driving air conditioning compressor which is recently used on EV(electric vehicle) / HEV (hybrid electric vehicle) is PMSM(permanent magnet synchronous motor) or BLDCM(brushless DC motor). However disadvantage of motors that uses permanent magnets are vulnerable to high temperatures because of the demagnetization by the high temperature and the permanent magnet is expensive because of the high price of rare earth materials from China's monopoly. Therefore, in the automotive insustry is interested in the non-rare-earth motors. SRM has many advantages. it's resistant to high temperatures, price is cheaper, because there are no permanent magnets and winding in the rotor. Also it's high relability and efficiency, suitable for high-speed operation because of structure is simple. In this paper, the SRM, non-rare-earth motor, are designed, analyzed and experimented drive to replace an existing electric compressor drive motor.