전기자동차부터 의료기기까지, 영구자석계의 마스터피스
고효율 모터의 수요가 급증함에 따라 항공기, 가전제품, 의료기기 등 다양한 산업 분야에서 영구자석의 중요성이 날로 커지고 있습니다. 하지만 현재 주로 사용되는 희토류 영구자석은 몇 가지 치명적인 한계를 지니고 있습니다. 주요 수출국인 중국의 자원 무기화 정책으로 인한 수급 불안정과 급격한 가격 변동은 제조 산업에 큰 부담이 됩니다. 또한 희토류 영구자석은 고온에서 자기적 특성이 급격히 저하되어 200℃ 이상의 환경에서는 사용이 어렵다는 기술적 제약도 존재합니다. 이러한 배경 속에서 희토류를 대체할 수 있는 차세대 자성 소재 개발은 국가적 과제로 부상했습니다. 한국재료연구원은 이러한 한계를 극복하고자 기존 희토류 영구자석보다 저렴하면서도 고온 특성이 뛰어난 비희토류 영구자석 소재를 세계 최초로 개발하는 쾌거를 이루었습니다. 연구진은 망가니즈-비스무트(Mn-Bi)계 합금 제조를 위한 신공정을 개발하여 상분리와 산화 문제를 동시에 해결했으며, 벌크 성형이 어렵다고 알려진 아이언 리치 합금의 표면 코팅 열처리 공정을 성공시켜 세계 최고의 자기적 특성을 확보하는 데 성공했습니다. 이는 소재의 순도와 미세 구조를 극한까지 제어하여 공정의 효율성을 높이고 기존 소재의 단점을 근본적으로 보완한 혁신적인 성과로 평가받고 있습니다. 이번에 개발된 기술은 망가니즈-알루미늄(Mn-Al)계 소재에 고압 변형 공정을 적용해 높은 보자력을 달성하고, 망가니즈-카본(Mn-C) 자성 분말에서 자화의 역온도 의존성을 발견하는 등 학술적·산업적 가치가 매우 큽니다. 이 비희토류 영구자석은 전기자동차 구동 모터와 풍력 발전기, 고성능 의료기기 등 다양한 첨단 분야에 즉시 적용될 수 있는 획기적인 솔루션입니다. 한국재료연구원은 앞으로도 끊임없는 도전과 연구를 바탕으로 국가 필수 전략 기술의 국산화를 선도하며, 소재 강국으로서 대한민국의 위상을 높이고 지속 가능한 미래 산업의 토대를 마련하는 데 중추적인 역할을 수행할 것입니다.
