나노기술 및 정책 정보

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물질·재료연구기구(NIMS), 도호쿠가쿠인대학(東北学院大學) 공동 연구그룹이 희토류 원소의 함유량이 적은 ‘Sm(Fe0.8Co0.2)12’라는 사마륨-철-코발트 화합물에 붕소를 첨가한 박막을 통해, 자동차용 모터 등 산업에 응용할 수 있는 ‘1.2테슬라’라는 높은 보자력(保磁力)을 실현하는 데 성공함. 두께 약 3nm의 비정질상이 Sm(Fe0.8Co0.2)12 입자를 균일하게 덮는 독특한 나노 구조를 통해 실현, 네오듐 자석을 능가하는 사마륨-철계 자석의 잠재력을 입증함. 연구진은 고성능 네오듐 자석의 경우, 한 방향으로 배열된 마이크로 Nd2Fe14B 결정이 약 3nm의 비정질상이 덮는 구조에 의해 높은 보자력을 얻는 것에 착안, Sm(Fe0.8Co0.2)12 화합물에서도 결정입계에 제2상이 얇고 균일하게 형성되는 미세 조직을 개발함. Sm(Fe0.8Co0.2)12에 붕소를 첨가함으로써, Sm(Fe0.8Co0.2)12 나노 입자를 3nm의 비정질상이 균일하게 덮는 조직을 실현함. 그 결과, 기존보다 1.4배 높은 1.2테슬라라는 높은 보자력을 얻음. 또한 결정 방위가 한 방향으로 배열된 이방성 구조를 가지고 있기 때문에 기존의 등방성 재료보다 높은 자화(磁化)를 동시에 실현함. Sm(Fe0.8Co0.2)12 화합물이 네오듐 자석을 뛰어넘는 새로운 자석이 될 가능성을 제시함. 본 연구에서 설정한 보자력 발현 메커니즘을 벌크 자석에 응용함으로써 실질적인 이방성 Sm(Fe0.8Co0.2)12자석이 개발될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Acta Materialia’ (“Achievement of High Coercivity in Sm(Fe0.8Co0.2)12 Anisotropic Magnetic Thin Film by Boron Doping”) 지에 게재됨.