Melt-spinning 법을 이용한 Nd-Fe-B분말의 전열처리에 따른 열간 변형 영구자석의 입자거동 및 자기특성 변화
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2021
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Korean
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104-104(1쪽)
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최근 열간 변형 소결법을 통해 Nd-Fe-B 소결 자석의 제조 및 관련 연구가 진행되고 있다. Melt-spinning 법으로 제조한 분말은 Cu wheel 직경, 회전 속도, 노즐 크기 등 다양한 변수로부터 결정립 크기가 결정되고, 이에 따른 결정립 크기는 불균일하다. 이를 개선하여 보자력과 잔류자화 값을 향상시키기 위해 650, 700, 750℃에서 전열처리 하여 분말의 결정립 성장 거동을 알아보았다. Melt-spinning 법을 통해 제조된 분말을 여러 온도에서 전열처리 공정을 거친 후 진공 상태에서 열간 가압 소결을 진행했다. 이후 이방성 Nd-Fe-B 자석을 얻기 위해 약 70%의 변형률로 열간 변형 공정을 진행했다. 전열처리 공정을 거친 열간 변형 영구자석의 미세구조를 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 관찰했으며, 자성 특성을 분석하였다.
열간 가압과 열간 변형은 일정한 압력 하에서 열을 가하기 때문에 성장할 수 있는 방향이 제한이 된다. 하지만 전열처리 같은 경우에는 열을 가하는 것은 동일하지만, 분말 상태에서 결정립 성장에 억제가 없이A-plane, C-plane으로 골고루 성장이 일어난다. 외부 압력이 없는 전열처리 시 온도가 증가할수록 A, C-plane으로 결정립은 성장한다. 그러나 전열처리 온도 650℃에서는 C-plane에 비해 A-plane 성장이 두드러지게 먼저 일어났다. 그 이후 열간 가압과 열간 변형으로 외부 압력에 의해 결정립 성장이 억제되어 aspect ratio는 거의 동일하지만, 먼저 성장이 일어났던 A-plane 때문에 결론적으로 보자력이 감소하는 결과를 보였다. A-plane 성장이 많이 일어남을 확인했고 이로 인해 결정립의 형태가 달라져 보자력에 악영향을 끼침으로 사료된다. 결과적으로 결정립 크기, 결정립 형태와 결정립 배열의 변화는 Nd-Fe-B 영구자석의 보자력에 중요한 영향을 미치는 요인임을 확인했다.
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