KR20180126776A - 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 및 이의 제조방법 - Google Patents

네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20180126776A
KR20180126776A KR1020170061591A KR20170061591A KR20180126776A KR 20180126776 A KR20180126776 A KR 20180126776A KR 1020170061591 A KR1020170061591 A KR 1020170061591A KR 20170061591 A KR20170061591 A KR 20170061591A KR 20180126776 A KR20180126776 A KR 20180126776A
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이우영
이현숙
정회봉
김수민
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Abstract

본 발명은 Nd2Fe14B 주상; 및 상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 및 이의 제조방법에 관한 것이다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).

Description

네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 및 이의 제조방법{Nd-Fe-B SINTERED MAGNET ALLOY STRIP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 소결자석의 보자력을 향상시키기 위해, 특정 원소 또는 화합물이 첨가된 것을 특징으로 하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
1984년 등장한 Nd-Fe-B 소결자석은 기존의 알리코 및 페라이트계 자석에 비해 최대자기에너지적이 약 10 배 정도 높은 40~45 MGOe 급의 가장 우수한 자기특성을 보이는 것으로, 가정, 산업, 군사목적의 소형, 고성능, 경량화를 위해 필수적인 다양한 분야에 사용되고 있다.
최근 저탄소/녹색성장이라는 새로운 산업 발전 모델의 대두로 풍력발전소 등 모터, 엑츄에이터, 발전기 등에 사용되어 에너지 변환(전기기계에너지)의 핵심적인 역할을 하는 영구자석이 핵심소재로 부상하고 있으며 이와 더불어 하이브리드 및 전기 자동차등 응용시장 확대에 따라 영구자석에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다.
2000년대 하이브리드/전기자동차 등에 사용되는 모터가 대부분 Nd-Fe-B 자석을 채용하게 되면서 Nd-Fe-B 자석 수요의 매우 가파른 상승세를 보이며, 2025년에는 약 30조 시장이 예상되고 있고, 자동차의 지속적인 효율 향상에 기여하기 위해 기술적으로도 기존 Nd-Fe-B 자석보다 2 - 3단계 업그레이드된 성능 개발이 필수적이다.
하이브리드/전기자동차에 대한 연구와 관심이 집중됨에 따라, 구동 모터에 적용되는 Nd-Fe-B 소결자석의 연구 또한 활발하게 이루어지고 있으나, 모터의 작동 온도 범위인 200~220℃에서 보자력이 급격하게 감소하는 단점이 있어 자동차 모터의 적용이 제한적이라고 할 수 있다.
향후 Nd-Fe-B계 영구자석의 수요량이 매년 20% 이상 증가할 것으로 예측되고 있으나, 국내 자석산업은 대부분 알리코 자석 또는 페라이트 자석 위주로 생산되고 있으며, Nd-Fe-B 자석의 경우 소결자석은 대부분 일본과 중국에서 완제품을 수입하거나 반제품을 가공 및 표면처리하여 국내에 공급하고 있는 실정이다.
국내 Nd-Fe-B 자석 산업 동향이 전무한 이유는 희토류 자석의 물질특허 문제, 국내 희토류 자석 생산기술 부족 및 희토류 소재 보유국의 자원 무기화 정책 때문이다. 그러나 향후 Nd-Fe-B 자석의 물질특허만료 시점이 도래함과 동시에 국내 일부 기업의 희토류 광산 개발 참여 및 미국, 호주 등 해외 국가의 희토류 광산 개발이 본격화되는 것에 기인하여 희토류 소재 확보도 용이해 질것으로 보여지며, 이에 국내에서도 Nd-Fe-B 자석의 연구개발 및 생산기술 확보가 시급히 필요한 실정이다.
본 발명은 Nd2Fe14B 주상; 및 상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립 등을 제공한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 Nd2Fe14B 주상; 및 상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립을 제공한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하기 위한 것일 수 있다.
상기 주상의 평균 입자 크기는 0.1㎛ 내지 3㎛인 것일 수 있다.
상기 네모디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 스트립-캐스팅 공정을 통해 제조되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, (a) Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소에, 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가한 원료를 준비하는 단계; 및 (b) 상기 준비된 원료를 용탕시킨 후, 냉각롤을 포함하는 스트립-캐스팅 공정을 수행하는 단계를 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법을 제공한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소 총 100 중량부 대비, 0.1 중량부 내지 0.5 중량부가 추가될 수 있다.
상기 용탕시킨 원료가 냉각롤에 적용되는 시작 온도는 1300℃ 내지 1500℃이고, 종료 온도는 600℃ 내지 800℃일 수 있다.
상기 (b) 단계에서 냉각롤에 적용한 후, 600℃ 내지 800℃의 온도를 30초 내지 10 분 동안 유지시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 냉각롤의 회전속도는 1m/s 내지 10m/s를 유지할 수 있다.
상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 두께는 0.1mm 내지 1mm일 수 있다.
본 발명에 따른 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 특정 원소 또는 화합물이 첨가된 것을 특징으로 하는데, 이러한 원소 또는 화합물은 Nd2Fe14B 주상이나 불순물로 작용하는 α-Fe상과 반응하지 않고, 스트립-캐스팅 공정시 Nd-리치상의 유동 속도를 저하시키면서 Nd-리치상에 고르게 분포됨으로써, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제할 수 있으므로, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금의 보자력(Hc)을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 보자력이 향상된 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금은 전기자동차 모터 구동 부품뿐만 아니라, 자기저장소재 등 미래 첨단 정보 통신 및 구동 부품에 널리 활용될 것으로 기대된다.
도 1은 네오디뮴-철-보론계 소결자석에서 Nd2Fe14B 결정립의 크기에 따른 보자력의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라, 원소 또는 화합물이 첨가된 것을 특징으로 하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립을 나타낸 그림이다.
Nd-Fe-B 소결자석은 가장 높은 자기에너지를 갖는 자석이지만 보자력 온도계수가 높기 때문에 모터의 구동 온도 부근에서 쉽게 열화되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 모터의 작동 온도 범위에서 안정적으로 기능을 발휘할 수 있도록, 상온에서의 보자력을 향상 시키거나, 온도가 상승함에 따른 보자력의 감소율을 낮춰야 한다.
이러한 단점을 극복하기 위해서 이방성계수가 큰 Dy, Tb와 같은 중희토류 원소를 첨가하는 것이 가장 일반적이나, 중희토류 원소는 매장량이 적고 가격 또한 매우 비싸기 때문에 그 사용량을 저감하는 연구와 함께 보자력 향상을 위한 기술적인 해결방안 제시가 필수적이고 이에 따라 연구가 계속되어 왔다. 2000년대가 시작되면서 Nd-Fe-B 자석 분야에서 이와 같이 중희토류 사용을 최소화하면서 보자력을 향상시키고자 하는 연구가 활발히 진행되었고, 대표적인 개발기술로는 Nd-Fe-B 자석의 결정립 미세화 기술과 결정립계 중희토류 확산기술로 분류된다.
본 발명자들은 결정립 미세화 기술을 이용하여 Nd-Fe-B 소결자석 합금의 보자력을 향상시키는 방안에 대해 연구하던 중, Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소에 특정 원소 또는 화합물을 추가한 원료를 대상으로 스트립-캐스팅 공정을 수행한 경우, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
결정립 미세화 기술에 따르면, Nd-Fe-B 소결자석 합금의 보자력을 향상시키기 위해서, Nd-Fe-B 소결자석 합금을 구성하는 각 결정립을 균질하게 제어하고 미세한 결정립이 분포하도록 하는 미세조직 제어기술이다. 결정립 크기를 미세화함으로써 Nd-Fe-B 소결자석 합금의 결정립을 다자구 상태에서 단자구 상태로 만들어 결정자기 이방성의 효과를 최대한 높이는 방법으로, 단자구 상태에서는 더 큰 에너지에 의해 자화반전이 발생함으로 감자되는 것을 제한할 수 있고, 이에 따라 보자력이 높아지는 원리를 이용한 것이다(도 1 참고).
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
네오디뮴-철- 보론계 소결자석 합금 스트립
본 발명은 Nd2Fe14B 주상; 및 상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립을 제공한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
본 발명에 따른 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 Nd2Fe14B 주상; 및 상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N, F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N).
이때, 상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 Nd2Fe14B 주상 및 Nd-리치상을 포함하는 라멜라 구조로 형성되는 것으로, 이를 위해 스트립-캐스팅 공정을 통해 제조되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 박편 또는 리본 형태일 수 있다.
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하기 위한 것으로, Nd2Fe14B 주상이나 불순물로 작용하는 α-Fe상과 반응하지 않고, 스트립-캐스팅 공정시 Nd-리치상의 유동 속도를 저하시키면서 Nd-리치상에 고르게 분포됨으로써, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장의 억제로 인해, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 합금 스트립의 보자력(Hc)을 향상시킬 수 있다.
상기 Nd-리치상 대비, 상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 추가로 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, ⅰ) 또는 ⅱ)의 함량이 너무 작은 경우, Nd-리치상에 효과적인 분포가 어려워 Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하지 못하는 문제점이 있고, ⅰ) 또는 ⅱ)의 함량이 너무 큰 경우, 불순물로 작용하게 되어, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금의 물성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
구체적으로, 상기 ⅰ)은 천이금속을 포함하는 원소(TM 원소) 또는 이를 포함하는 화합물(TM-X 화합물, X=C, N, F)로써, 이때, 천이금속은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd 및 Ag로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있고, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Zr,Nb 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 ⅱ)는 Nd와 화합물을 이룰 수 있는 원소(Y 원소) 또는 이를 포함하는 화합물(Nd-Y 화합물, Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N)로써, Nd와 화합물을 이룰 수 있는 원소는 F, Cl, Br, I, S, Se, Te 및 N로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한, Nd와 화합물을 이룰 수 있는 원소를 포함하는 화합물은 NdF3, NdCl2, NdCl3, NdBr3, NdI2, NdI3, NdS, Nd2S3, NdSe, NdTe, Nd2Te3 및 NdN로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)으로 인하여 주상의 평균 입자 크기 성장은 억제된 것으로, 상기 주상의 평균 입자 크기는 0.1㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하고, 0.1㎛ 내지 1㎛인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 주상의 평균 입자 크기가 너무 작은 경우에는 산화, 분말 배향 등에 따른 문제점이 있고, 주상의 평균 입자 크기는 스트립-캐스팅 공정 이후 소결 공정을 거침으로써, 약 2배 가량 성장하게 되는데, 이에 따라 Nd-Fe-B 소결자석 합금의 결정립이 너무 커지게 되면 다자구 상태를 유지하게 되어 보자력이 낮아지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 특정 원소 또는 화합물이 첨가된 것을 특징으로 하는데, 이러한 원소 또는 화합물은 Nd2Fe14B 주상이나 불순물로 작용하는 α-Fe상과 반응하지 않고, 스트립-캐스팅 공정시 Nd-리치상의 유동 속도를 저하시키면서 Nd-리치상에 고르게 분포됨으로써, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장의 억제로 인해, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 합금의 보자력(Hc)을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 보자력이 향상된 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금은 전기자동차 모터 구동 부품뿐만 아니라, 자기저장소재 등 미래 첨단 정보 통신 및 구동 부품에 널리 활용될 것으로 기대된다.
네오디뮴-철- 보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법
본 발명은 (a) Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소에, 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가한 원료를 준비하는 단계; 및 (b) 상기 준비된 원료를 용탕시킨 후, 냉각롤을 포함하는 스트립-캐스팅 공정을 수행하는 단계를 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법을 제공한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N, F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N).
또한, 본 발명은 상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법 이후, 분말화 공정, 캡슐화 및 자성배열 공정, 소결 공정 및 열처리 공정을 통해, 네오디뮴-철-보론계 소결자석을 최종적으로 제조할 수 있다.
즉, 본 발명은 보자력이 향상된 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금을 제조하기 위해, 스트립-캐스팅 공정에 적용하기 위한 원료에 특정 원소 또는 화합물을 추가한 것을 특징으로 한다. 이때, 특정 원소 또는 화합물은 Nd2Fe14B 주상이나 불순물로 작용하는 α-Fe상과 반응하지 않고, 스트립-캐스팅 공정시 Nd-리치상의 유동 속도를 저하시키면서 Nd-리치상에 고르게 분포됨으로써, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하는 것을 특징으로 한다.
만일 스트립-캐스팅 공정 이후, 분말화 공정 중에 특정 원소 또는 화합물을 추가한다면, Nd-리치상 산화물의 존재로 인하여, 특정 원소 또는 화합물을 Nd-리치상에 분포시키기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법은 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소에, 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가한 원료를 준비하는 단계[(a) 단계]를 포함한다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N, F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N).
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)에 대해서는 전술한바 있으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소 총 100 중량부 대비, 0.1 중량부 내지 0.5 중량부가 추가되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, ⅰ) 또는 ⅱ)가 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소 총 100 중량부 대비, 0.1 중량부 미만인 경우, Nd-리치상에 효과적인 분포가 어려워 Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하지 못하는 문제점이 있고, ⅰ) 또는 ⅱ)가 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소 총 100 중량부 대비, 0.5 중량부를 초과하는 경우, 불순물로 작용하게 되어, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금의 물성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법은 상기 준비된 원료를 용탕시킨 후, 냉각롤을 포함하는 스트립-캐스팅 공정을 수행하는 단계[(b) 단계]를 포함한다.
Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제함으로써, 최종 제조되는 네오디뮴-철-보론계 합금 스트립의 보자력(Hc)을 향상시키기 위해서는, 상기 스트립-캐스팅 공정 조건을 추가로 제어할 필요가 있다.
구체적으로, 상기 용탕시킨 원료가 냉각롤에 적용되는 시작 온도는 1300℃ 내지 1500℃이고, 종료 온도는 600℃ 내지 800℃인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 냉각롤의 회전속도는 1m/s 내지 10m/s를 유지하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같이, 상기 용탕시킨 원료를 냉각롤 상에서 서서히 냉각시킴으로써, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제할 수 있다.
상기 냉각롤에 적용한 후, 600℃ 내지 800℃의 온도를 30초 내지 10 분 동안 유지시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 600℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 서냉을 통해 Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장을 더욱 억제시킬 수 있다.
상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 두께는 0.1mm 내지 1mm일 수 있다.
한편, Nd2Fe14B 주상의 평균 입자 크기 성장은 억제된 것으로, 상기 주상의 평균 입자 크기는 0.1㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하고, 0.1㎛ 내지 1㎛인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 주상의 평균 입자 크기가 너무 작은 경우에는 산화, 분말 배향 등에 따른 문제점이 있고, 주상의 평균 입자 크기는 스트립-캐스팅 공정 이후 소결 공정을 거침으로써, 약 2배 가량 성장하게 되는데, 이에 따라 Nd-Fe-B 소결자석 합금의 결정립이 너무 커지게 되면 다자구 상태를 유지하게 되어 보자력이 낮아지게 되는 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
Nd-Fe-B 소결자석 합금 박편을 제조하기 위해서, Nd 원소 33 중량부, Fe 원소 66 중량부 및 B 원소 1 중량부에, 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 0.1~ 0.5 중량부로 변경하면서 추가한 원료를 준비하였다.
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N, F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N).
먼저, 준비된 원료를 1600℃ 이상의 온도로 유도가열하여 용탕시켰다. 이후, 용탕시킨 원료를 Cu 재질의 냉각롤에 적용하여 냉각롤의 표면을 따라 냉각 및 응고시켜 Nd-Fe-B 소결자석 모합금 박편을 제조하였다. 이때, 용탕시킨 원료가 냉각롤에 적용되는 시작 온도는 1300~1500℃이고, 종료 온도는 600~800℃이며, 냉각롤의 회전속도는 1~10m/s이다.
그 다음, 제조된 Nd-Fe-B 소결자석 모합금 박편은 600~800℃에서 30초 이상 유지한 후, 질소 가스 분위기에서 급냉시켜 Nd-Fe-B 소결자석 0.1~1mm 두께의 합금 박편을 최종 제조하였다. 이때, 최종 제조된 Nd-Fe-B 소결자석 합금 박편은 Nd2Fe14B 주상(결정립계상); 및 이의 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하는 라멜라 구조로써, 상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 것으로 확인된다:
ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N, F); 또는
ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te, N)(도 2 참고).
또한, 최종 제조된 Nd-Fe-B 소결자석 합금 박편에서 Nd2Fe14B 주상(결정립계상)의 평균 입자 크기는 3㎛ 이하, 바람직하게 1㎛ 이하인 것으로 확인된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. Nd2Fe14B 주상; 및
    상기 주상 주위를 둘러싸는 Nd-리치상을 포함하고,
    상기 Nd-리치상은 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가로 포함하는 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립:
    ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
    ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 주상의 평균 입자 크기 성장을 억제하기 위한 것을 특징으로 하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주상의 평균 입자 크기는 0.1㎛ 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 네모디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립은 스트립-캐스팅 공정을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립.
  5. (a) Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소에, 하기 ⅰ) 또는 ⅱ)를 추가한 원료를 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 준비된 원료를 용탕시킨 후, 냉각롤을 포함하는 스트립-캐스팅 공정을 수행하는 단계를 포함하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법:
    ⅰ) TM 원소 또는 TM-X 화합물(TM= 천이금속, X=C, N 또는 F); 또는
    ⅱ) Y 원소 또는 Nd-Y 화합물(Y= F, Cl, Br, I, S, Se, Te 또는 N).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 ⅰ) 또는 ⅱ)는 Nd 원소, Fe 원소 및 B 원소 총 100 중량부 대비, 0.1 중량부 내지 0.5 중량부가 추가되는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 용탕시킨 원료가 냉각롤에 적용되는 시작 온도는 1300℃ 내지 1500℃이고, 종료 온도는 600℃ 내지 800℃인
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 냉각롤에 적용한 후, 600℃ 내지 800℃의 온도를 30초 내지 10 분 동안 유지시키는 단계를 추가로 포함하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 냉각롤의 회전속도는 1m/s 내지 10m/s를 유지하는
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 두께는 0.1mm 내지 1mm인
    네오디뮴-철-보론계 소결자석 합금 스트립의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110880392A (zh) * 2019-11-28 2020-03-13 厦门钨业股份有限公司 钕铁硼合金粉末、钕铁硼磁体材料及制备方法和应用
CN111681867A (zh) * 2020-06-19 2020-09-18 华南理工大学 钕铁硼磁粉及其制备方法与应用

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