• 자원리싸이클링
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• 제27권3호
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• pp.48-57
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• 2018

본 연구에서는 폐 영구자석 스크랩에 함유된 희토류원소(Rare Earth Element, R.E.)를 첨가하여 고강도 회주철의 제조 방법을 검토하였다. 폐 영구자석 스크랩에 함유되어있는 희토류원소가 회주철의 응고 시 복합유화물 및 A형 흑연 형성을 촉진하여 조직 및 기계적 특성 향상에 효과적으로 작용한 것으로 나타났다. 폐 영구자석 스크랩을 접종제로 활용하여 주조 시 인장강도는 306 MPa의 우수한 특성으로 나타났으며, 고가의 희토류원소를 사용하여 접종한 실험의 인장강도와 비슷한 수준의 특성이다. 연구결과를 토대로 고특성의 회주철 제조에 있어서 폐 영구자석 스크랩을 활용한 R.E. 첨가가 효과적인 접종방안임을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제63권11호
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• pp.1511-1518
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• 2014

Demand for high fuel efficiency and smart features of the vehicles, research has been intensified. Hence, research and development on electric power steering (EPS) system to replace the existing hydraulic steering system has been actively conducted. Permanent magnet motors are widely used in automotive applications due to their high power density and high efficiency. However, increasing price and limited production of rare-earth permanent magnets has recently prompted the auto parts makers to substitute permanent magnet motors by non- or less rare earth magnet motors. Switched reluctance motors SRMs), known as typical non-rare earth motors have simple structure, low manufacturing cost, and high reliability. This paper discusses design, modeling, simulation, and experimental verification of a prototype SRM drive for electric power steering system.

• 한국자기학회지
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• 제22권2호
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• pp.58-65
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• 2012

1983년 Nd-Fe-N계 자석이 발표된 이후 지난 20년간 많은 새로운 응용분야가 개척되었다. 모터시장과 관련해서는 자동차와 전기/전자 응용분야의 에너지절감이라는 강한 요구 때문에 그 시장이 크게 확대될 것으로 예상된다. 특히, 하이브리드/전기자동차용 영구자석 모터는 최근 크게 주목을 받고 있으며 향후 모터시장을 주도해 나갈 것이다. 하지만 이러한 친환경자동차는 약 $200^{\circ}C$ 정도의 높은 온도에서 작동한다는 심각한 문제점을 가지고 있다. 왜냐하면 Nd-Fe-B계 자석은 온도가 높으면 보자력이 급격히 감소하는 약점을 가지고 있기 때문이다. 현재로서 이러한 약점을 보완하기 위한 최선의 방법은 Dy를 첨가하는 것이다. 그렇기 때문에 Dy는 고성능 Nd-Fe-B계 자석이 높은 온도에서도 보자력을 유지할 수 있도록 해주는 필수원소가 되었다. 한편, 지구상의 희토류 자원은 지역편중이 심하고 대부분이 중국에서 생산되고 있다. 특히, Nd과 Sm 같은 경희토류에 비해 그 자원편중이 훨씬 심하고 생산량이 적어 가격이 Nd의 약 10배 정도인 Dy와 같은 중희토류의 사용량을 줄이는 기술이 관련산업에서 크게 요구되어지고 있다. 이 글에서는 이러한 희토류 자원문제 해결을 위한 영구자석 연구개발 동향에 대해 살펴보았다.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권2호
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• pp.101-106
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• 2023

Liquid metal extraction (LME), a pyrometallurgical recycling method, is popular owing to its negligible environmental impact. LME mainly targets rare-earth permanent magnets having several rare-earth elements. Mg is used as a solvent metal for LME because of its selective and eminent reactivity with rare-earth elements in magnets. Several studies concerning the formation of Dy-Fe intermetallic compounds and their effects on LME using Mg exist. However, methods for reducing these compounds are unavailable. Fe reacts more strongly with B than with Dy; B addition can be a reducing method for Dy-Fe intermetallic compounds owing to the formation of Fe₂B, which takes Fe from Dy-Fe intermetallic compounds. The FeB alloy is an adequate additive for the decomposition of Fe₂B. To accomplish the former process, Mg must convey B to a permanent magnet during the decomposition of the FeB alloy. Here, the effect of Mg on the transfer of B from FeB to permanent magnet is observed through microstructural and phase analyses. Through microstructural and phase analysis, it is confirmed that FeB is converted to Fe₂B upon B transfer, owing to Mg. Finally, the transfer effect of Mg is confirmed, and the possibility of reducing Dy-Fe intermetallic compounds during LME is suggested.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2014년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.71-71
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• 2014

• 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.

• 한국자기학회지
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• 제21권4호
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• pp.147-150
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• 2011

1980년대 초 희토류 자석이 발견된 이래 지난 30년간 희토류 본드 자석은 지속적으로 성장해 왔으며, 그 적용 분야도 보다 다양해 지고 있다. 현재 희토류 본드 자석은 컴퓨터 주변기기, 자동차, 소비 가전, 사무 자동화 분야 등 우리의 일상 생활과 주변에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, 2010년 하반기부터 시작된 희토류 원료 가격의 급등은 2011년 2사분기 들어 수직 상승에 가까운 전대미문의 폭등세를 보이며 관련 산업에 적지 않은 충격을 가져오고 있다. 이로 인해 그 동안 성능 대비 가격 경쟁력을 바탕으로 페라이트 자석 시장을 꾸준히 잠식하며 양적인 성장과 응용 분야를 확대해 왔던 희토류 본드 자석 업계의 성장방향에 근본적인 변화가 불가피할 것이 분명하며, 향 후 지속 가능한 성장을 위하여 새로운 패러다임 또는 비즈니스 모델의 도입이 반드시 필요하다. 본 글에서는 희토류 본드 자석에 주로 사용되는 희토류 원료의 최근 가격 동향을 간략하게 알아 보고, 희토류 본드 자석의 주요 응용 분야와 희토류 본드 자석용 분말의 개발 동향에 대해서 알아 보았다.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제27권3호
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• pp.8-15
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• 2018

Nd-Fe-B 폐 영구자석으로부터 회수한 염화희토류용액을 PC88A에 의한 경희토류(Pr, Nd)/중희토류(Tb, Dy) 분리정제에 대한 용매추출 연구를 진행하였다. 회분식 실험 단계에서 추출제(PC88A) 농도 0.5 M, 추출 후 평형 pH는 0.8~1.0(feed의 초기 pH 1.3), 세정액(HCl)의 농도는 0.1 M, 탈거액(HCl)의 농도는 2 M 이상일 때 분리 효율이 좋은 것을 확인하였다. 이 결과값을 혼합침강조에 적용하여 초기 조건에서 운용 조건을 변화시키면서 180시간 운용하여 3N급의 경희토류(Pr, Nd)/중희토류(Tb, Dy)금속 이온으로 분리정제 후 회수하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권4호
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• pp.250-255
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• 2005

8 MA/m급 펄스자석과 픽업코일, 아날로그 전자적분기, 계수기록형 오실로스코우프, 퍼스널컴퓨터 등을 이용하여 펄스고자장하에서 자성을 정밀 측정할 수 있는 펄스마그네토미터를 구성하였다. 픽업코일은 작은 공간에서 정밀측정이 가능하도록 3-축보상원리를 채용하여 제작하였으며 펄스자장에 대한 신호 보상은 $10^{-6}$수준이었고 적분기와 오실로스코우프를 거친 후의 최종 자기모멘트의 측정감도는 $5{\cdot}10^{-7}\;Am^2$이었다. 본 실험을 통하여 구성된 펄스마스네토미터는 지름 $3\;mm{\phi}$, 이하의 소형 및 박막형 희토류 영구자석의 특성평가에 적합하였다.