최대자기에너지적(BHmax) 5.6 MGOe 급 이상

Abstract

산업기술발전의 고도화에 따라 고성능 경박단소한 전자부품의 개발 상용화가 증가하고 있으며, 이러한 산업적 요구에 부응하여 고자기밀도를 가진 소재 개발과 응용이 성행하고 있다. 특히 자성재료는 고효율 모터 등 각종 전자부품 및 자기 센세 등에 광범위하게 사용되는 중요한 소재다. 최근 전기 자동차 산업의 경우, 이산화탄소 배출량에 대한 염격한 규제에 따라 가솔린, 디젤 연료 차량에서 하이브리드, 전기자동차, 수소 자동차 등 친환경 자동차에 대한 기술발전이 증가하고 있다. 특히 화석연료를 사용하는 자동차의 경우 배기가스 환경규제에 영향을 받기 때문에, 기술발전에 따라 국제 수준에 부합하는 친환경 자동차를 생산과 공급해야 하고, 이 요구에 부응하면서 에너지의 효율성을 높이는 것이 중요하다. 이에 적합한 기술이 친환경 전기자동차의 생산이며, 이는 모터 산업과 직결되어 있고, 모터의 효율을 높이기 위한 고자장 자석소재의 개발 및 보급이 필요한 실정이다. 자동차에 적용되는 모터는 효율성을 높이기 위하여 기존의 DC 모터에서 BLDC(Brussless DC)모터로 사용이 증가하고 있다. BLDC 모터는 브러시가 없기 때문에 DC 모터에 비해 소음이 적고, 효율이 높은 장점이 있다. 이 BLCD 모터에 적용되는 핵심적인 부품이 바로 영구자석으로, 모터의 효율을 높이기 위한 수단으로 희토류계 영구자석을 적용하고 있다. 희토류계 영구자석은 기존 페라이트 자석에 비해 월등히 높은 자기특성을 지니고 있으며, 소재 기술의 발달에 따라 본 자석의 효율은 점점 증가하고 있는 실정이다. 그러나 희토류계 영구자석은 열에 의해 자기특성이 감소되는 열감자 현상이 나타나기 때문에, 이를 해결하기 위한 방안으로 Dy 등 제 3의 첨가원소를 첨가하여 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 최근에는 이방성 자석을 사용하여 다극 착자를 통한 자기 센서 응용이 증가하고 있으며, 이러한 부품은 날로 그 수요가 확대 될 것으로 예상된다. 또한 고정밀 자기특성을 제어하는 다극 착자 기술 등의 발달로 인한 응용범위가 확대되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 최근 고효율 모터용 재료로 폭 넓게 사용되고 있는 희토류계 자석을 이용하여 BLDC 모터용 소재로 적용가능성을 확인하고자 하였다. 희토류계 자석은 소결이나 본드 자석으로 생산하고 있는데, 비교적 생산 양산에 쉽게 접근을 할 수 있는 본드 자석 제조방법에 대하여 연구하였다. 자성분말의 첨가량, 고분자수지 등 첨가 원소의 영향에 대하여 최적화 한 다음, 시작품을 생산하여 통계적 방법에 의한 수명산출을 도출하여 상용화 가능성을 검증하였다.; As the development of industrial technology advances, the development and commercialization of high performance thin and light electronic components is increasing. In response to these industrial demands, materials with high magnetic density are being developed and applied. In particular, magnetic materials are important materials widely used in various electronic components such as high-efficiency motors and magnetic sensors. Recently, in the case of the electric vehicle industry, technological developments for environment-friendly automobiles such as hybrid, electric car, and hydrogen automobile are increasing in gasoline and diesel fuel vehicles in accordance with the severe regulations on carbon dioxide emissions. In the case of automobiles that use specialized fossil fuels, it is important to produce and supply environmentally friendly automobiles that meet international standards for technological development, and to improve energy efficiency in response to these demands. The technology is suitable for producing environmentally friendly electric car, which is urgently needed is the development and dissemination of materials for magnetic field is directly related to the motor industry to increase the efficiency of the motor. Motors used in automobiles are used as BLDC (Brussless DC) motors in conventional DC motors with brushes to increase efficiency. BLDC motors have less noise and higher efficiency than DC motors because they have no brushes. The key component applied to this BLCD motor is a permanent magnet, which uses a rare earth permanent magnet as a means to increase the efficiency of the motor. Rare earth permanent magnets have much higher magnetic properties than conventional ferrite magnets, and the efficiency of the magnets is increasing with the development of material technology. In order to solve this problem, studies have been made to improve the high temperature characteristics by adding a third additive element such as Dy. Recently, applications of magnetic sensors using anisotropic magnets have been increasing through multipolar magnetization. Such parts are expected to expand day by day. Recently, the application range has been rapidly increased due to the development of multipolar magnetization technology for controlling high precision magnetic properties. In this study, we have tried to confirm the feasibility of using rare earth magnet, which is widely used as a material for high efficiency motors, as a material for BLDC motors. Rare earth magnets are produced from sintered or bonded magnets and have been studied for producing a bonded magnet that can be easily accessed for production. The addition of magnetic powder, bind, etc., was optimized for the effect of additive elements, and the prototype was produced, and the lifetime calculation by statistical method was derived to verify the commercialization possibility.