KR20120043273A - 희토류금속 수소화물 제조 방법 및 이를 사용한 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법 - Google Patents

희토류금속 수소화물 제조 방법 및 이를 사용한 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법 Download PDF

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Abstract

희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법을 제공한다. 먼저, 희토류금속 산화물 분말, 천이금속 나노분말 또는 천이금속 산화물 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성한다. 비활성 기체 분위기에서 상기 혼합 나노분말을 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 열처리하여, 상기 희토류금속 산화물을 희토류금속 수소화물로 환원하는 1차 열처리를 수행한다. 상기 1차 열처리된 혼합 나노분말을 진공분위기에서 열처리하여 희토류금속-천이금속 합금을 형성하는 2차 열처리를 수행한다.

Description

희토류금속 수소화물 제조 방법 및 이를 사용한 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법 {Method for forming rare earth metal hydride and method for forming rare earth metal-transition metal alloy powder using the same}
본 발명은 합금 분말에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희토류금속-천이금속 합금 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Sm-Fe-N계 자성재료는 강한 일축결정 자기이방성과 높은 포화자화 값, 그리고 우수한 내식성으로 인해 새로운 영구자석 재료로 주목 받기 시작하였다. 그러나, 큐리 온도 (Curie Temperature, Tc)가 낮아 소결에 필요한 온도로 열처리시 Sm 질화물과 Fe로의 상분리가 일어남에 따라 Tc 이상의 온도에서 소결해야 하는 소결자석으로의 응용에 크게 제한되고 있다. 이 때문에 고성능 영구자석 특성을 갖는 Sm-Fe-N계 자성재료는 현재 수지와의 결합을 통한 본드자석으로 사용되고 있다.
이러한 본드자석은 소결자석에 비하여 자성재료 첨가량이 떨어짐에 따라 자성특성이 낮은 단점이 있다. 따라서, 최근 Sm-Fe-N계 자석을 소결자석으로 만들고자 하는 연구가 이루어지고 있다.
Sm-Fe-N계 자석을 소결자석으로 만들기 위해서는 Sm-Fe 합금 분말의 크기를 줄일 필요가 있다. 그러나, 현재까지의 연구결과로는 Sm-Fe 합금 분말을 만드는 열처리 온도가 1000도 근방으로 높아, Sm-Fe 합금 분말의 크기를 줄이는데 걸림돌이 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 낮은 온도에서의 열처리를 통해 Sm-Fe 합금 나노분말을 제조하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법의 일 실시예를 제공한다. 먼저, 비활성 기체 분위기에서 희토류금속 산화물과 알칼리토금속 수소화물을 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 1차 열처리하여, 상기 희토류금속 산화물을 희토류금속 수소화물로 환원한다. 상기 희토류금속 수소화물, 및 천이금속 또는 천이금속 산화물을 진공분위기에서 2차 열처리하여 희토류금속-천이금속 합금을 형성한다.
상기 비활성 기체 분위기는 수소 기체를 함유할 수 있다. 상기 1차 열처리 단계와 상기 2차 열처리 단계는 500도 내지 850도 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 희토류금속 산화물은 Sm2O3이고, 상기 천이금속은 Fe이고, 및 상기 알칼리토금속 수소화물은 CaH2일 수 있다.
상기 1차 열처리를 수행하기 전에, 희토류금속 산화물 분말, 천이금속 나노분말 또는 천이금속 산화물 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 1차 열처리는 상기 혼합 나노분말을 열처리하는 단계이다.
혼합 나노분말을 형성하는 것은, 상기 희토류금속 산화물 분말과 상기 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성한 후, 상기 희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 상기 천이금속 나노분말과 혼합하여 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 천이금속 나노분말은 천이금속 산화물 나노분말을 수소 환원하여 제조한 것일 수 있다.
이와는 달리, 혼합 나노분말을 형성하는 것은, 상기 희토류금속 산화물 분말과 상기 천이금속 산화물 분말을 혼합 및 밀링하여 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 형성하고, 상기 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 수소환원하여 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 형성한 후, 상기 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말과 상기 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법의 다른 실시예를 제공한다. 먼저, Sm2O3 분말, Fe 나노분말, 및 CaH2 분말을 혼합 및 밀링하여 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 형성한다. 비활성 기체 분위기에서 상기 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 상기 CaH2의 용융온도보다 낮은 온도에서 1차 열처리하여, 상기 Sm2O3을 SmH2로 환원한다. 상기 1차 열처리된 혼합 나노분말을 진공분위기에서 2차 열처리하여 Sm-Fe 합금을 형성한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 희토류금속 수소화물 제조 방법의 일 실시예를 제공한다. 먼저, 희토류금속 산화물 분말 및 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성한다. 비활성 기체 분위기에서 상기 혼합 나노분말을 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 열처리하여, 상기 희토류금속 산화물을 희토류금속 수소화물로 환원한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 1차 열처리는 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 수행하므로, 고상에서 반응이 수행될 수 있으므로 결정립이 조대화되지 않을 수 있다. 2차 열처리시의 진공분위기에서는 희토류금속 수소화물이 희토류금속과 수소로 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 희토류금속과 천이금속의 반응을 촉진할 수 있어, 비교적 낮은 열처리온도에서도 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다. 이와 더불어서, 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합분말이 나노사이즈를 가짐에 따라, 비표면적 증가로 짧은 확산경로와 높은 확산계수로 인해 비교적 낮은 열처리온도에서도 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 희토류금속-천이금속 합금 분말의 제조방법을 공정순서도이다.
도 2은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 1차 및 2차 열처리 단계의 온도-시간 그래프이다.
도 3는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 얻어진 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진(a)과 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프(b)이다.
도 4는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 비활성 기체 분위기에서의 1차 열처리 후 얻어진 분말의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 진공분위기에서의 2차 열처리 후 얻어진 분말의 X선 회절분석결과(a)과 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 결과물인 Sm-Fe 합금 나노분말의 X선 회절분석결과(b)를 나타낸 그래프이다.
도 6은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말의 단면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진 및 EDS(energy dispersive spectroscopy)를 사용한 성분분석 결과이다.
도 8은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말의 단면을 촬영한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 희토류금속-천이금속 합금 분말의 제조방법을 공정순서도이다.
도 1을 참조하면, 희토류금속 산화물 분말, 천이금속 나노분말 또는 천이금속 산화물 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말인 원료분말들을 준비한다(S10).
상기 희토류금속 산화물 분말에 있어서, 희토류 금속은 일 예로서 Sm, Nd, 또는 Pr일 수 있다. 상기 희토류금속 산화물 분말의 구체적 예는 Sm2O3일 수 있다.
상기 천이금속 나노 분말 또는 상기 천이금속 산화물 분말에 있어서, 천이금속은 Fe, Co, Cu, 또는 Zr일 수 있다. 상기 천이금속 나노 분말은 천이금속 산화물 나노 분말을 수소환원하여 얻을 수 있다. 상기 천이금속 나노 분말의 구체적 예는 Fe 나노 분말일 수 있고, 상기 천이금속 산화물 분말의 구체적 예는 Fe2O3 분말일 수 있다.
상기 알칼리토금속 수소화물 분말에 있어서, 알칼리토금속 수소화물은 알칼리토금속과 수소가 이온결합한 물질로서 환원제의 역할을 한다. 상기 알칼리토금속 수소화물은 예를 들어, CaH2 또는 MgH2일 수 있다.
상기 원료분말들을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성한다(S20).
희토류금속 산화물 분말, 천이금속 나노 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말인 원료분말들을 사용하는 경우에는, 희토류금속 산화물 분말과 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합한 후 밀링하여 희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합 나노분말을 형성하고, 여기에 천이금속 나노 분말을 혼합하여 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합 나노분말을 형성할 수 있다. 상기 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합 나노분말에서 상기 천이금속은 나노분말이 응집한 응집체 형태를 유지할 수 있어, 상기 희토류금속 산화물은 상기 천이금속 나노분말 응집체의 겉부분에만 위치할 수 있다.
한편, 희토류금속 산화물 분말, 천이금속 산화물 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말인 원료분말들을 사용하는 경우에는, 희토류금속 산화물 분말과 천이금속 산화물 분말을 혼합한 후 밀링하여 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 형성할 수 있다. 상기 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말은 혼합 및 밀링을 통해 천이금속 산화물 나노분말과 희토류금속 산화물 나노분말이 골고루 섞인 응집체의 형태를 나타낼 수 있다. 이 후, 상기 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 수소환원한다. 이 때, 상기 천이금속 산화물은 천이금속으로 환원되는 반면, 산소와의 친화력이 뛰어난 희토류금속은 환원되지 않고 희토류금속 산화물로 유지될 수 있다. 따라서, 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말이 형성될 수 있다. 이 후, 상기 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말에 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합한 후 밀링함으로써, 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합 나노분말을 형성할 수 있다.
상기 혼합단계와 상기 밀링단계는 비활성 기체 분위기, 일 예로서 99.999%의 Ar 가스 분위기에서 수행될 수 있다. 이와 같이, 비활성 기체 분위기에서 혼합 및 밀링을 수행함으로써, 원료분말들이 산화되거나 상변화되지 않고 각자의 조성을 유지할 수 있다.
상기 혼합 나노분말은 나노 크기의 분말로 이루어지며 이러한 나노 크기의 분말이 응집한 응집체의 형태를 가질 수 있다.
상기 혼합 나노분말을 비활성 기체 분위기에서 1차 열처리한다(S30).
이러한 비활성 기체 분위기에서의 1차 열처리 단계에서는 상기 희토류금속 산화물이 상기 알칼리토금속 수소화물에 의해 환원됨에 따라, 희토류금속 수소화물이 생성될 수 있다(하기 반응식 참조).
[반응식]
L2O3 + 3MH2 → 2LH2 + 3MO + H2↑ (L은 희토류금속, M은 알칼리토금속)
상기 1차 열처리는 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 수행된다. 이 경우, 고상에서 반응이 수행될 수 있으므로 결정립이 조대화되지 않을 수 있다. 일 예로서, 상기 알칼리토금속 수소화물이 CaH2인 경우에는 CaH2의 용융온도가 850℃인 것을 고려할 때, 상기 1차 열처리는 850℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 일 예로서, 상기 1차 열처리는 500도 내지 850℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 비활성 기체 분위기는 H2를 함유할 수 있다. 이 경우에, 분위기 내의 H2는 천이금속이 산화되는 것을 방지하거나, 산화된 천이금속을 다시 환원시킬 수 있다. 그러나, 비활성 기체 분위기가 H2를 너무 많이 함유하는 경우에는 상기 반응식에 나타낸 반응속도를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 H2는 전체 분위기에 대해 1~30 vol%, 구체적으로는 5~15 vol%로 함유될 수 있다.
상기 1차 열처리된 혼합 나노분말을 진공분위기에서 2차 열처리한다(S40).
이러한 진공분위기에서의 2차 열처리 단계에서는 상기 희토류금속 수소화물과 천이금속이 반응하여 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다.
상기 진공분위기에서는 상기 희토류금속 수소화물이 희토류금속과 수소로 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 희토류금속과 천이금속의 반응을 촉진할 수 있어, 비교적 낮은 열처리온도에서도 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다. 또한, 상기 1차 열처리 단계에서 비활성 기체 분위기가 H2를 함유하여 천이금속의 산화가 방지된 경우, 반응에 참여하는 천이금속이 증가하므로 비교적 낮은 열처리온도에서도 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다. 이와 더불어서, 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수화물 혼합분말이 나노사이즈를 가짐에 따라, 비표면적 증가로 짧은 확산경로와 높은 확산계수로 인해 비교적 낮은 열처리온도에서도 희토류금속-천이금속 합금이 형성될 수 있다.
상기 진공분위기에서, 상기 희토류금속 수소화물이 희토류금속과 수소로 분리되기 위해서는 2차 열처리 온도가 500도 이상일 수 있다. 따라서, 종래에 보고된 것보다 낮은 500도 내지 850℃ 미만의 온도에서 열처리를 수행하더라도 희토류금속-천이금속 합금을 형성할 수 있다.
상기 1차 열처리 단계와 상기 2차 열처리 단계는 진공파괴없이 진행될 수 있다.
상기 2차 열처리 반응물로부터 반응부산물을 제거한다(S40).
상기 반응식에 나타낸 반응을 통해 형성된 알칼리토금속 산화물은 반응부산물로서 증류수를 사용한 세척 공정에 의해 간단하게 제거될 수 있다. 그 결과, 최종적으로 희토류금속-천이금속 합금 분말이 남는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예들; examples>
<Fe 나노분말 제조예>
20 nm 크기로 볼밀링한 Fe2O3(99.9%) 분말을 수평 관상로에서 450℃에서 50 min 동안 수소 환원하여, 약 150 nm의 입자들이 20~30 mm 크기의 응집체를 형성한 Fe 나노분말을 제조하였다.
<Sm-Fe 합금 나노분말 제조예>
Sm2O3 분말과 CaH2 분말을 각각 이론당량의 1.07배, 4.5배 과잉의 양으로 준비한 후, Ar 가스(99.999%) 분위기에서 SPEX mill (800M Spex Mixer/Mill, Spex Indurstries, Edison, NJ, USA)을 이용하여 1060 cycles/min으로 1h 동안 밀링하여, Sm2O3-CaH2 혼합분말을 얻었다. Fe 나노분말 제조예를 통해 얻은 Fe 나노분말과 얻어진 Sm2O3-CaH2 혼합분말은 다시 3차원 혼합기(3D turbular mixer)에서 30min 동안 혼합함으로써, Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 얻었다. 모든 분말의 취급 및 혼합은 재산화 및 상변화 방지를 위해 산소 (O2)와 수분 (H2O)이 300 ppm 이하로 제어되는 Ar 가스 (99.999%) 분위기의 글로브박스 (glove box)에서 진행하였다.
얻어진 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 스테인레스 스틸(STS 304)로 제작된 도가니에 장입한 후, 분위기 가스의 출입이 이루질 정도로 덮개를 닫아 준비하여 휘발에 의한 손실과 CaH2의 상변화를 최소화하였다. 이렇게 준비된 도가니 내의 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말은 수평 관상로를 이용하여 Ar-H2의 혼합가스(99.999%, Ar 95vol%/H2 5vol%) 분위기에서 5℃/min의 속도로 800℃로 승온하여 3시간 동안 1차 열처리하였다. 이 후, 1차 열처리된 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 ~1 Pa의 진공분위기에서 2시간 동안 2차 열처리하였다. 도 2은 1차 및 2차 열처리 단계의 온도-시간 그래프이다.
이 후, 1차 및 2차 열처리된 분말을 증류수로 세척하여 반응 부산인 CaO를 제거하였다.
도 3는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 얻어진 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진(a)과 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프(b)이다.
도 3을 참조하면, Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말은 5~50 mm 크기의 구형의 응집체를 형성하고 있다. 이러한 응집체는 밀링에 의해 수십 nm 이하로 분쇄된 구형의 Sm2O3-CaH2 분말과 평균 150 nm 크기를 갖는 Fe 나노 분말로 이루어진 것으로 관찰되었다.
도 4는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 비활성 기체 분위기에서의 1차 열처리 후 얻어진 분말의 X선 회절분석결과를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 1차 열처리를 통해 SmH2가 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 5는 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 실시 중 진공분위기에서의 2차 열처리 후 얻어진 분말의 X선 회절분석결과(a)과 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예의 결과물인 Sm-Fe 합금 나노분말의 X선 회절분석결과(b)를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, Sm-Fe 합금인 Sm2Fe17 상과 SmFe3 상이 관찰된다. 또한 반응 부산물인 CaO를 확인할 수 있다(a). 상기 CaO는 후속 단계인 증류수 세척을 통해 제거되었음을 알 수 있다(b).
도 6은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 6을 참조하면, 제조된 분말은 응집체 형태로 10~100 mm 크기로 확인되었으며, 종래 Sm-Fe 합금화가 일어나기 어렵다고 보고되었던 저온영역임에도 불구하고 SmH2에서 분리된 Sm과 Fe의 반응으로 인해 분말표면에 Sm-Fe 합금상의 결정립이 존재하는 것으로 확인되었다. 분말표면의 Sm-Fe 합금상의 결정립 크기는 수백 nm 로 1 mm 미만을 갖는 것으로 관찰되었다.
도 7은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말의 단면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진 및 EDS(energy dispersive spectroscopy)를 사용한 성분분석 결과이다.
도 7을 참조하면, 제조된 분말은 Fe를 Sm-Fe합금층이 둘러싸고 잇는 코어-쉘(Core-shell) 구조로 관찰되었으며, 백색으로 확인되는 첫 번째 외부상은 Sm과 Fe의 원자비율이 1:3을 만족하는 SmFe3상, 밝은 회색으로 관찰되는 두 번째 외부상은 Sm과 Fe의 원자비율이 1:8.5 정도를 만족하는 Sm2Fe17상으로 각각 확인되었다. 반면, 진한 회색의 내부상은 100% Fe로 확인되었다. 또한, SmFe3 상의 합금층 평균두께는1.9 mm, Sm2Fe17 상의 합금층 평균두께는 3.5 mm로 관찰되었다.
도 8은 Sm-Fe 합금 나노분말 제조예에서 얻어진 Sm-Fe 합금 나노분말의 단면을 촬영한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 8을 참조하면, 수백 nm의 Sm2Fe17 결정립과 SmFe3 결정립이 형성된 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (10)

  1. 비활성 기체 분위기에서 희토류금속 산화물과 알칼리토금속 수소화물을 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 열처리하여, 상기 희토류금속 산화물을 희토류금속 수소화물로 환원하는 1차 열처리 단계; 및
    상기 희토류금속 수소화물, 및 천이금속 또는 천이금속 산화물을 진공분위기에서 열처리하여 희토류금속-천이금속 합금을 형성하는 2차 열처리 단계를 포함하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비활성 기체 분위기는 수소 기체를 함유하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 열처리 단계와 상기 2차 열처리 단계는 500도 내지 850도 미만의 온도에서 수행되는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 희토류금속 산화물은 Sm2O3이고, 상기 천이금속은 Fe이고, 및 상기 알칼리토금속 수소화물은 CaH2인 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 열처리 단계 전에, 희토류금속 산화물 분말, 천이금속 나노분말 또는 천이금속 산화물 분말, 및 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 1차 열처리 단계에서는 상기 혼합 나노분말을 열처리하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    혼합 나노분말을 형성하는 단계는
    상기 희토류금속 산화물 분말과 상기 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성하는 단계; 및
    상기 희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 상기 천이금속 나노분말과 혼합하여 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성하는 단계를 포함하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 천이금속 나노분말은 천이금속 산화물 나노분말을 수소 환원하여 제조한 것인 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    혼합 나노분말을 형성하는 단계는
    상기 희토류금속 산화물 분말과 상기 천이금속 산화물 분말을 혼합 및 밀링하여 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 형성하는 단계;
    상기 천이금속 산화물-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 수소환원하여 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 형성하는 단계; 및
    상기 천이금속-희토류금속 산화물 혼합 나노분말을 상기 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 천이금속-희토류금속 산화물-알칼리토금속 수소화물 혼합 나노분말을 형성하는 단계를 포함하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  9. Sm2O3 분말, Fe 나노분말, 및 CaH2 분말을 혼합 및 밀링하여 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 형성하는 단계;
    비활성 기체 분위기에서 상기 Fe-Sm2O3-CaH2 혼합 나노분말을 상기 CaH2의 용융온도보다 낮은 온도에서 열처리하여, 상기 Sm2O3을 SmH2로 환원하는 1차 열처리 단계; 및
    상기 1차 열처리된 혼합 나노분말을 진공분위기에서 열처리하여 Sm-Fe 합금을 형성하는 2차 열처리 단계를 포함하는 희토류금속-천이금속 합금 분말 제조 방법.
  10. 희토류금속 산화물 분말 및 알칼리토금속 수소화물 분말을 혼합 및 밀링하여 혼합 나노분말을 형성하는 단계; 및
    비활성 기체 분위기에서 상기 혼합 나노분말을 상기 알칼리토금속 수소화물의 용융온도보다 낮은 온도에서 열처리하여, 상기 희토류금속 산화물을 희토류금속 수소화물로 환원하는 열처리 단계를 포함하는 희토류금속 수소화물 제조 방법.
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