KR20080029348A - 알니코계 복합자석용 조성물, 알니코계 복합자석과 그제조방법, 및 이를 이용한 이종접합형 알니코계 복합자석 - Google Patents

알니코계 복합자석용 조성물, 알니코계 복합자석과 그제조방법, 및 이를 이용한 이종접합형 알니코계 복합자석 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알니코 분말 60 내지 99중량% 및 사마리움-코발트 분말 1 내지 40중량%를 포함하는 알니코계 복합자석용 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 제조되는 알니코계 복합자석을 제공한다.
본 발명에 의한 알니코계 복합자석의 경우, 희토류 자성체 사마리움-코발트 분말을 첨가시켜서 적정 잔류자화를 유지하면서 보자력을 높여 자기 특성을 극대화시킬 수 있게 되며, 이와 같이 제조된 복합자석 위에 스트론튬 페라이트 복합자석 층을 접합시킴으로써 보자력 특성을 더욱 강화시킬 수 있게 된다.
알니코, 사마리움-코발트, 복합자석, 페라이트, 스트론튬-페라이트

Description

알니코계 복합자석용 조성물, 알니코계 복합자석과 그 제조방법, 및 이를 이용한 이종접합형 알니코계 복합자석{COMPOSITION FOR ALNICO-BASED COMPOSITE MAGNET, ALNICO-BASED COMPOSITE MAGNET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND HETERO-JUNTION ALNICO-BASED COMPOSITE MAGENT USING IT}
도 1은 본 발명에 의한 일체형 알니코계 복합자석과 이종접합형 알니코계 복합자석을 도시한 단면도이다.
도 2는 크기가 다른 2종류와 3종류의 자성 분말 입자 사용 시의 밀도를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트) 일체형 복합자석의 제조공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 이종접합형 복합자석의 제조공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트) 일체형 복합자석의 B-H 감자곡선을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트) 일체형 복합자석의 착자 전압에 따른 표면자속밀도를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트) 일체형 복합자석의 착자 전압에 따른 공극간격을 도시한 그래프이다.
도 8은 착자전압에 따른 공극간격을 측정하기 위한 장치의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 이종접합형 복합자석의 B-H 감자곡선을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 이종접합형 복합자석의 착자전압에 따른 표면자속밀도를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 이종접합형 복합자석의 착자전압에 따른 공극간격을 도시한 그래프이다.
본 발명은 여러 가지 계측기에 사용되는 복합자석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알니코 자성체의 보자력과 잔류자화를 높이고 자기 특성을 극대화시킬 수 있는 복합자석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
알루미늄 니켈 코발트(이하 '알니코'라 한다) 자석은 가장 광범위하게 사용되는 영구자석 재료 중 하나로서, 성형방법에 따라 주조 알니코(Cast Alnico)와 소결 알니코 (Sintered Alnico)로 구분된다.
이와 같은 알니코 자석은 온도에 대한 안정성 때문에 비교적 높은 사용온도 에서도 감자가 거의 발생하지 않으며, 높은 자속 밀도를 나타낸다는 장점이 있다. 따라서, 적산전력계와 같이 정밀도가 요구되는 측정기기에 사용되는 자석의 경우, 온도변화에 따른 자기적 특성의 변화가 적어야하므로, 통상 온도특성이 우수한 알니코 자석이 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 알니코 자석은 자기적 특성 중에서 보자력이 적어 계측기에 그대로 적용될 경우 시간의 변화에 따른 자기적 특성이 변화될 수 있다는 문제가 있었다.
그리하여, 알니코 자성체의 보자력과 잔류자화를 높이고 자기 특성을 극대화시킬 수 있는 복합자석 및 그 제조방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 알니코 자성분말을 기본으로 하고 이에 희토류 강자성체인 사마리움-코발트 분말을 첨가시켜서 자성체의 보자력과 잔류 자화를 높이고 자기 특성을 극대화시킬 수 있는 알니코계 복합자석용 조성물, 알니코계 복합자석 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알니코 분말 60 내지 99 중량% 및 사마리움-코발트 분말 1 내지 40 중량%를 포함하는 알니코계 복합자석용 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 150 내지 300㎛의 알니코 분말 60 내지 99중량% 및 50 내지 120㎛의 사마리움-코발트 분말 1 내지 40중량%를 혼합하여 자성분말을 제조하는 단계; 및 상기 자성분말 90 내지 98중량%에 바인더 2 내지 10중량%를 아세톤에 용해시켜 혼합한 후 건조, 분쇄, 압축 성형 및 경화하는 단계를 포함하는 알니코계 복합자석의 제조방법을 제공한다.
이에 더하여, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조되는 알니코계 복합자석 및 상기 알니코계 복합자석에 페라이트 자석층이 접합된 이종접합형 알니코계 복합자석을 제공한다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 우선, 알니코 분말 및 사마리움-코발트 분말을 포함하는 알니코계 복합자석용 조성물을 제공한다.
이와 같이, 본 발명에서는 알니코 분말에 희토류 자성체인 사마리움-코발트 분말을 첨가함으로써 적정 잔류자화를 유지하면서 보자력을 높여 자기 특성을 극대화시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 알니코 분말은 60 내지 99중량%, 사마리움-코발트 분말은 1 내지 40중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 사마리움-코발트 분말이 5 내지 30중량% 포함되는 것이다.
본 발명에서와 같이, 사마리움-코발트 분말이 알니코 분말에 첨가된 일체형 복합자석으로 제조하는 경우, 자석분말의 크기에 따라 밀도가 변하게 되고 그에 따 라 자성특성에 현저한 변화를 가져올 수 있으므로, 알니코 분말은 150 내지 300㎛, 사마리움-코발트 분말은 50 내지 120㎛ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 알니코 분말보다 사마리움-코발트 분말을 더욱 작게 만들어 혼합함으로써, 성형체의 상대 밀도를 높여서 자성 특성을 증가시킬 수 있게 된다. 즉, 도 2에서 볼 수 있듯이 서로 다른 크기를 갖는 구형의 분말을 만들어 혼합시키면 성형밀도를 크게 증가시키게 되며, 성형밀도가 증가되면 이와 비례하여 성형자석의 자성특성이 증가하게 된다.
본 발명은 또한, 150 내지 300㎛의 알니코 분말 60 내지 99중량% 및 50 내지 120㎛의 사마리움-코발트 분말 1 내지 40중량%를 혼합하여 자성분말을 제조하는 단계; 및 상기 자성분말 90 내지 98중량%에 바인더 2 내지 10중량%를 아세톤에 용해시켜 혼합한 후 건조, 분쇄, 압축 성형 및 경화하는 단계를 포함하는 알니코계 복합자석의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 바인더로는 에폭시수지, 경화제 및 경화촉진제 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 각각 자성분말을 기준으로 하여, 에폭시수지 2 내지 8중량%, 경화제 0.2 내지 0.8중량% 및 경화촉진제 0.02 내지 0.08중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 경화제 및 경화촉진제로는 특별한 제한은 없으나, 그 중에서도 경화제로는 디시안디아미드(dicyandiamide)계 경화제, 경화촉진제로는 이미다졸(imidazole)계 경화촉진제가 바람직하다.
본 발명에서 상기 바인더를 아세톤에 용해시킬 때, 바인더가 아세톤에 용해 될 수 있는 한 아세톤의 양은 제한되지 않지만, 이후의 건조시간을 고려할 때, 바인더에 대한 중량비로 2 내지 5배의 아세톤에 용해시키는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조되는 알니코계 복합자석을 제공한다.
이에 더하여, 본 발명은 상기 알니코계 복합자석에, 희토류계 자석층이 접합된 이종접합형 알니코계 복합자석을 제공한다. 이와 같이, 알니코계 복합자석에 희토류계 자석층을 접합시킴으로써, 보자력 특성을 더욱 강화시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 희토류계 자석층으로는 페라이트 자석층이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스트론튬-페라이트 자석층, 더더욱 바람직하게는 용융염법으로 제조된 스트론튬-페라이트 분말을 사용하여 제조된 스트론튬-페라이트 자석층이다.
상기 스트론튬-페라이트 자석층의 제조에 사용되는 스트론튬-페라이트 분말은 NaCl+KCl 혼합염을 사용하여 800~1,000℃ 저온의 반응온도에서 합성되며, 형상이 육각판상형이고 크기가 수 마이크론의 균일한 분포의 자성 분말이다.
이와 같이 용융상태의 염에서 스트론튬-페라이트를 합성할 경우, 균일한 크기의 육각판상형의 스트론튬-페라이트 분말이 합성되어 다른 자석층과 이종접합시킬 때 접합 특성과 기구적인 수평도를 증가시키고, 이방성 특성이 우수하여 보자력이 증가되며, 또한 별도의 가소공정과 파쇄공정이 필요 없기 때문에 제조공정 수를 단축할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 이종접합형 알니코계 복합자석을 제조하는 경우, 상기 일체형 복합자석층 위에 보자력 특성이 우수한 스트론튬-페라이트 자성체를 사용한 복 합자석층을 얇게 적층시키는 것이 바람직하며, 이때, 상기 알니코계 복합자석은 1.5~3.5mm로, 상기 페라이트 자석층은 400~500㎛로 하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이에 따라 본 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니며, 다만, 하나의 예시로서 제시된 것이다.
< 실시예 >
실시예 1 : 일체형 복합자석의 제조
본 발명의 일실시예에 따른 (알니코/사마리움-코발트) 혼합 분말을 사용하여 일체형 복합자석을 제조하기 위한 공정도를 도 3에 나타내었다.
알니코 분말은 체가름을 거쳐 200㎛의 크기로 준비하며, 사마리움-코발트 분말은 분말의 혼합 후 복합자석의 밀도를 상승시키기 위해서 알니코 분말보다 작은 크기인 100㎛로 분극하였다.
사마리움-코발트 분말 5~30wt%을 알니코 분말 70~95wt%와 혼합하였다. 이렇게 준비된 혼합분말 96wt%를 경화제, 경화촉진제 및 에폭시수지 혼합물 4wt%(혼합분말의 중량비에 대한)를 상기 경화제, 경화촉진제 및 에폭시수지 혼합물 중량 대비 2 내지 5배의 아세톤에 용해시켜 준비된 용액에 섞고, 24시간 동안 상온에서 자연건조시켜서 아세톤을 제거하였다. 건조된 시료는 유발로 파쇄시켜 응집체를 제거하고 200㎛로 체가름에 의해 분극하였다. 이렇게 준비된 에폭시수지가 혼합된 (알 니코/사마리움-코발트) 혼합 분말을 약 120kg/cm2의 압력으로 프레스에 의해 성형하고, 진공 건조 오븐에서 약 170℃ 정도에서 30분간 경화처리하여 복합자석을 제조하였다.
실시예 2 : 이종접합형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트)/페라이트 복합자석
(1) 스트론튬-페라이트 분말 합성
우선, 산화제이철(Fe2O3)에 (0.5 mol NaCl+0.5 mol KCl) 염을 1:1 중량비로 혼합한 후 700~800℃로 2시간 가열하고 증류수로 수세하여 구형의 분말로 만들고, 이 분말을 다시 SrCO3와 5.2:1의 몰비로 혼합한 후 첨가제로서 0.08 mol% Al2O3, 0.10 mol% SiO2, 0.12 mol% CaO를 첨가하여 (Fe2O3+SrCO3+Al2O3+SiO2+ CaO)의 혼합물을 만들었다. 그리고 이 혼합물을 (0.5 mol NaCl+0.5 mol KCl) 염과 1:1 중량비로 섞고 볼밀로 고르게 혼합시킨 후 800~1,000℃로 2시간 가열하고, 냉각시킨 후 수세와 건조과정을 거쳐 스트론튬-페라이트 분말을 합성하였다. 반응 후 잔존하는 염은 증류수로 수회 이상 세척하여 제거하였으며, 수세를 마친 분말은 110℃에서 12시간 동안 건조시켰다.
(2) 이종접합형 복합자석의 제조
도 4는 본 발명에 따른 이종접합형 (알니코/사마리움-코발트)/페라이트 복합 자석의 제조 공정도이다. 이종접합형 복합자석은 상기 실시예 1에서 제조된 일체형 복합자석 위에 용융염법으로 합성된 스트론튬-페라이트를 사용한 복합자석층을 접합시킴으로써 제조하였다.
즉, 상기 (1)에서 제조된 스트론튬-페라이트 분말 96wt%를, 경화제, 경화촉진제 및 에폭시수지 혼합물 4wt% (페라이트 분말의 중량비에 대한)를 아세톤에 용해시켜 준비된 용액에 섞고, 24시간 동안 상온에서 자연건조시켜서 아세톤을 제거하였다. 그리고 가볍게 파쇄시켜서 분말로 만든 후, 상기 실시예 1에서 제조된 일체형 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석 층위에 놓고 프레스로 120kg/cm2의 압력으로 압축성형한 후 건조기에서 약 170℃, 30분간 경화처리 하였다. 이때, (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석 층과 스트론튬-페라이트 복합자석 층의 두께는 각각 약 2.5mm와 400~500㎛ 정도가 되게 하였다.
실험예 1 : 일체형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트) 복합자석의 B-H 특성 측정 실험
상기 실시예 1에서 제조된 일체형 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석을 토로이드 모양(외경(Φout)이 15mm, 내경(Φin)이 6.5mm, 두께(t)가 2.5mm인 Toroid형)의 마그네트로 만들었다. 이에 대하여, B-H Curve Tracer를 이용하여 B-H 특성을 측정하였다.
도 5는 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석제품에 대해서 B-H 이력곡선(감 자곡선)을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 이 그래프에 나타난 잔류자화값(Br)과 보자력값(HcB)을 표 1에 나타내었다.
실험결과로부터, (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석이 현재 상용되는 일체형 링마그네트에 비해서 높은 자성특성을 나타냄을 알 수 있으며 특히 사마리움-코발트가 20wt%이상 첨가되었을 경우 기존 상용 제품에 비하여 잔류잔화(Br)는 20%정도, 보자력(HcB)은 30% 이상 증가하였다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 희토류계 자성체인 사마리움-코발트 분말의 첨가로 인해서 자기 특성이 크게 개선되고, 계측기용 자석으로서 활용되고 있는 알니코 복합자석이 지닌 낮은 보자력의 단점을 해소할 수 있음을 나타내는 것이다.
Figure 112006071227986-PAT00001
실험예 2 : 일체형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트) 복합자석의 표면 자속밀도 측정 실험
상기 실시예 1에 의하여 제조된 일체형 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석을 토로이드 모양(외경(Φout) 15mm, 내경(Φin) 6.5mm, 두께(t) 2.5mm)의 링마그네트로 만든 후, 착자전압에 따른 표면자속밀도를 측정하는 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 S극의 최대값과 N극의 최대값은 각각 Smax과 Nmax로서 표시되었다.
측정 결과로부터 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석의 최적 착자전압은 160V이며, 상용 알니코 복합자석과 차이를 보이지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서, 사마리움-코발트 자성체가 첨가되어도 계측기 사용에 필요한 알니코 복합자석이 지닌 높은 표면자속밀도를 그대로 유지한다는 것을 알 수 있다.
실험예 3: 일체형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트) 복합자석의 공극 간격 측정 실험
상기 실시예 1에 의하여 제조된 일체형 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석의 착자전압에 따른 공극간격을 측정하는 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 공극 간격 측정방법으로는 링형 자석을 도 8과 같이 위아래에 한 쌍으로 배열시키고 지지되는 무게를 25g으로 하였을 때의 반발되는 자계를 이용하여 부상되는 거리(Air gap)를 측정하였다.
실험결과로부터, 자석 간 반발자계는 착자전압이 증가됨에 따라 증가하고 최적 착자전압은 150V 정도이면 충분함을 알 수 있었다. 또한, 사마리움-코발트 첨가량이 증가될수록 공극간격은 감소하는 경향이 있음을 알 수 있었다. 특히 사마리움-코발트가 30wt% 첨가되었을 경우는 착자전압 160V에서 5wt% 첨가되었을 경우 보다 약 20% 정도 감소함을 알 수 있다.
실험예 4 : 이종접합형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트)/페라이트 복합자석의 B-H 특성 측정 실험
상기 실시예 2에 의하여 제조된 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석에 대해서 B-H Curve Tracer를 이용하여 B-H 특성을 측정하는 실험을 하였다.
도 9는 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석에 대한 B-H 이력곡선을 나타내고, 이 그래프에 나타난 잔류자화값(Br)과 보자력값(HcB)을 표 2에 나타내었다. 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 사마리움-코발트 분말이 첨가된 자석이 기존의 상용 알니코/페라이트 자석보다 우수한 잔류자화와 보자력 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 사마리움-코발트가 20wt%이상 첨가되었을 경우 상용 자석보다 잔류자화(Br)는 약 10%정도 증가하였고 보자력(HcB)은 약 5%정도 상승하였다. 따라서, 사마리움-코발트의 첨가와 용융염법으로 제조된 페라이트를 이용한 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석이 기존의 상용 알니코/페라이트 자석보다 계측기용 자석으로서 우수한 자성특성을 지님을 알 수 있다.
Figure 112006071227986-PAT00002
실험예 5: 이종접합형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트)/페라이트 복합자석의 표면자속밀도 측정 실험
상기 실시예 2에 의하여 제조된 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석에 대하여 가우스 메타(Gausss Meter)를 사용하여 표면 자속밀도를 측정하였으며, 그 결과를 도 10에서 나타내었다. 측정 결과로부터 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석의 최적 착자전압은 180V로 확인되며, 180V의 전압에서 착자된 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석은 상용 알니코/페라이트 자석제품에 비해서 표면자속밀도가 약간 낮은 수치를 보였다.
실험예 6: 이종접합형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트)/페라이트 복합자석의 착자 전압에 따른 공극간격 측정 실험
이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석의 착자전압에 따른 공극간격을 측정하는 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 11에 나타내었다.
공극 간격 측정방법으로는 링형 자석을 도 8과 같이 위아래에 한 쌍으로 배열시키고 지지되는 무게를 25g으로 하였을 때의 반발되는 자계를 이용하여 부상되는 거리(Air gap)를 측정하였다. 자석 간 반발자계는 착자전압이 증가됨에 따라 증가하고 최적 착자전압은 160V 정도이면 충분하였다. 또한 사마리움-코발트 첨가량이 증가될수록 공극간격은 감소하는 경향이 있음을 알 수 있었다.
실험예 7: 일체형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트) 복합자석 및 이종접합형 ( 알니코 , 사마리움 -코발트)/페라이트 복합자석의 물성 측정 실험
상기 실시예 1에 의하여 제작된 일체형 (알니코, 사마리움-코발트) 복합자석과, 상기 실시예 2에 의하여 제작된 이종접합형 (알니코, 사마리움-코발트)/페라이트 복합자석에 대한 부피 밀도를 아르키메데스 방법을 통해 측정하였다.
각 복합자석의 소결 시편을 증류수에 넣고 4시간을 끓인 후, 상온까지 냉각시켰다. 먼저 물속에서 포화 시편의 수중무게(Wsus)를 측정하고, 물에서 꺼내어 젖은 수건으로 포화 시편의 표면을 닦아내고 포화무게(Wsat)를 측정하였다. 포화 시편을 120℃의 건조기에서 3시간 동안 건조시킨 후, 건조무게(Wdry)를 측정하였다. 부피 밀도는 하기 수학식 1에 의하여 계산하였다.
Figure 112006071227986-PAT00003
표 3에서는 사마리움-코발트 분말의 함유량에 따른 일체형, 이종접합형 복합자석의 측정밀도 값을 나타내었다. 표 3에서 알 수 있듯이, 알니코 자성체에 희토류 자성체인 사마리움-코발트 분말을 혼합함으로써 밀도가 상승하게 된다. 이와 같이, 성형 복합자석의 밀도가 상승하면 결국 복합자석의 자성 특성이 향상되게 된다.
Figure 112006071227986-PAT00004
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 알니코계 복합자석의 경우, 희토류 자성체 사마리움-코발트 분말을 첨가시켜서 적정 잔류자화를 유지하면서 보자력을 높여 자기 특성을 극대화시킬 수 있게 되며, 이와 같이 제조된 복합자석 위에 스트론튬 페라이트 복합자석 층을 접합시킴으로써 보자력 특성을 더욱 강화시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의한 복합자석의 경우 기존의 상용화된 일체형 알니코 복합자석과 이종접합형 알니코/페라이트 복합자석보다 높은 잔류자화(Br)와 보자력(HcB), 및 대등한 수준의 표면자속밀도 특성을 지닌다. 따라서 본 발명에서 제조된 복합자석이 계측기용 자석으로 사용될 경우, 우수한 자성특성으로 인하여 측정기기의 오차를 최소화할 수 있고 측정 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 경우, 용융염법으로 스트론튬 페라이트 분말을 합성하여 사용함으로써, 기존의 복합자석 제조 공정 중에서 필수적인 분말의 하소 및 분쇄공정이 필요 없기 때문에 페라이트 제조공정과정의 공정수를 줄일 수 있고 이에 따라 제조원가를 절감할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 알니코 분말 60 내지 99중량% 및 사마리움-코발트 분말 1 내지 40중량%를 포함하는 알니코계 복합자석용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알니코 분말은 150 내지 300㎛이고, 상기 사마리움-코발트 분말은 50 내지 120㎛인 알니코계 복합자석용 조성물.
  3. 150 내지 300㎛의 알니코 분말 60 내지 99중량% 및 50 내지 120㎛의 사마리움-코발트 분말 1 내지 40중량%를 혼합하여 자성분말을 제조하는 단계; 및
    상기 자성분말 90 내지 98중량%에 바인더 2 내지 10중량%를 아세톤에 용해시켜 혼합한 후 건조, 분쇄, 압축 성형 및 경화하는 단계를 포함하는 알니코계 복합자석의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 바인더는 에폭시수지, 경화제 및 경화촉진제 혼합물인 알니코계 복합자석의 제조방법.
  5. 제 4 항에 의한 제조방법에 의하여 제조되는 알니코계 복합자석.
  6. 제 5 항에 의한 알니코계 복합자석에 페라이트 자석층이 접합된 이종접합형 알니코계 복합자석.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 페라이트 자석층은 용융염법으로 제조된 스트론튬-페라이트 자석층인 이종접합형 알니코계 복합자석.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 알니코계 복합자석은 1.5~3.5mm이고, 상기 페라이트 자석층은 400~500㎛인 이종접합형 알니코계 복합자석.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479598A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 刘海龙 一种亚高温永磁体
CN108723355A (zh) * 2018-05-31 2018-11-02 江苏大学 放电等离子烧结制备磁性Sm2Co17/Al-Ni-Co复合材料的方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2752775B2 (ja) * 1990-06-12 1998-05-18 住友ベークライト株式会社 プラスチック磁石組成物
KR970003338B1 (ko) * 1993-12-30 1997-03-17 대우중공업 주식회사 재생컴파운드를 이용한 수지자석의 제조방법
JPH08138922A (ja) * 1994-11-04 1996-05-31 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ボンド磁石材料及びボンド磁石成形品並びに当該成形品を用いた静コンバージェンス装置
KR0164995B1 (ko) * 1995-12-26 1999-01-15 정몽원 본드자석의 제조방법
JPH10292981A (ja) 1997-04-18 1998-11-04 Matsushita Refrig Co Ltd 冷蔵庫用扉
JP4565476B2 (ja) 1999-11-30 2010-10-20 博 佐藤 電気石と磁石とからなる複合材の製造方法およびその方法に依って得られる複合材、ならびにそれらに使用する複合材料
JP2002190407A (ja) 2000-12-22 2002-07-05 Hitachi Ltd 磁 石
EP1493590A1 (en) 2003-07-03 2005-01-05 Sicpa Holding S.A. Method and means for producing a magnetically induced design in a coating containing magnetic particles
KR100554500B1 (ko) 2004-06-21 2006-03-03 요업기술원 바륨-스트론튬계 페라이트 입자의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479598A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 刘海龙 一种亚高温永磁体
CN108723355A (zh) * 2018-05-31 2018-11-02 江苏大学 放电等离子烧结制备磁性Sm2Co17/Al-Ni-Co复合材料的方法和应用

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