자석에 바르는 확산물질 조성 바꿔 중희토류 쏠림 억제 전기차 모터·풍력발전기용 자석에 활용 기대
[대구=이데일리 홍석천 기자] 대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 네오디뮴 영구자석의 성능을 유지하면서 고가의 중희토류인 디스프로슘 사용량을 줄이는 소재 설계 기술을 개발했다. 실험에서 디스프로슘만 확산물질로 사용한 기존 방식과 비교해 디스프로슘을 80% 적게 쓰고도 동등한 수준의 자석 성능을 확보했다.
전기차 구동 모터와 풍력발전기에 쓰이는 네오디뮴 영구자석에는 고온에서 자성이 쉽게 약해지지 않도록 디스프로슘 등 중희토류를 첨가한다. 다만 중희토류는 가격이 높고 공급망이 불안정해 사용량을 줄이는 것이 제조 과정의 과제였다.
기존에는 자석 표면에 중희토류를 바른 뒤 열처리하는 ‘입계확산’ 공정이 주로 쓰였다. 중희토류가 자석 내부 결정립의 경계를 따라 퍼지면서 각 결정립을 얇게 감싸 자석의 성능을 높이는 방식이다. 하지만 중희토류가 자석 표면 가까이에 몰리면 이 층이 필요 이상으로 두꺼워져 재료가 낭비됐다.