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(창원= 김선경 기자 = 한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)은 나노재료연구본부 김태훈·이정구 박사 연구팀이 고가의 중(重)희토류를 사용하지 않고도 고성능 영구자석을 제작할 수 있는 공정을 개발했다고 3일 밝혔다.

이번 연구는 연세대학교 이우영 교수팀과 공동으로 진행됐다.

영구자석은 전기차 모터와 로봇 등 다양한 고부가가치 제품에 핵심 부품으로 쓰인다.

그러나 기존 영구자석 제조 공정은 중국이 독점 생산하는 중희토류에 의존하는 등 자원 의존도가 높고 원가가 비싸다는 한계가 있었다.

연구팀은 고가의 중희토류 없이도 고성능 영구자석을 만들기 위해 '2단계 입계확산공정'을 개발했다.

입계확산공정은 자석 성능을 향상하기 위한 기술이다.

자석에 필요한 물질을 자석 표면에 얇게 도포하고 고온에서 열처리하면 물질이 자석 내부에 들어가면서 보자력(자석이 자성을 유지하는 능력) 등 성능을 향상할 수 있다.

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연구팀은 1단계에서 고융점(高融點) 금속(융점이 매우 높은 금속)이 포함된 신(新)물질을 영구자석 표면에 고온 침투시키고 상온에서 냉각 처리한 뒤 2단계에서 저가의 경희토류 함유물질을 재도포해 고온 처리하는 방식의 2단계 입계확산공정을 적용했다.

이 결과 경희토류를 사용했음에도 중희토류를 사용한 상용자석과 동등한 등급(45SH∼40UH)의 성능을 구현할 만큼 보자력이 향상됐다는 게 연구팀의 설명이다.

이같은 연구 결과는 국제 학술지 '액타 머터리얼리아'(Acta Materialia)에 지난해 12월 24일 자로 온라인 게재됐다.

연구책임자인 김태훈 박사는 "이번 기술은 고성능 영구자석 제조과정에서 중희토류 의존을 탈피할 수 있는 가능성을 보여줬다"며 "고부가가치 산업 분야에서 영구자석의 제조원가 절감과 성능 향상을 이뤄낼 것으로 기대한다"고 말했다.