전기자동차 시장의 급성장과 함께 구동 모터의 핵심 소재인 네오디뮴 자석의 중요성이 날로 커지고 있습니다. 하지만 네오디뮴은 가격 변동이 심하고 자원 무기화 등 수급 불안정 문제가 끊이지 않아, 전 세계적으로 이를 대체할 소재 개발이 시급한 상황입니다. 그동안 많은 연구가 진행되었으나 기존의 대체 자석들은 상용 네오디뮴 자석에 비해 성능이 현저히 낮아 실질적인 대안이 되지 못했습니다. 이러한 상황에서 한국재료연구원 연구팀은 고가의 네오디뮴 사용량을 대폭 줄이면서도 성능은 오히려 높일 수 있는 획기적인 기술을 선보이며 학계와 산업계의 주목을 받고 있습니다.

기존의 결정질 전구체 방식은 제조 과정에서 세륨 응집체를 형성하며, 이는 벌크화 과정 중 액상의 형성을 방해해 결과적으로 정렬도와 보자력을 저하시키는 원인이 됩니다.

연구팀이 개발한 APD 자석은 네오디뮴의 상당 부분을 저가의 세륨으로 대체하면서도 상용 네오디뮴 자석 이상의 성능을 발휘합니다. 기존 기술은 세륨을 첨가할 때 결정질 전구체를 사용하여 세륨이 응집된 불필요한 비자성 입자가 형성되었고, 이는 전체적인 자기적 성능을 떨어뜨리는 고질적인 원인이 되었습니다. 그러나 이번에 개발된 기술은 비정질 전구체를 활용하여 세륨이 원자 단위로 고르게 분포하도록 유도함으로써 이러한 부작용을 근본적으로 억제했습니다. 덕분에 열간 변형 과정에서 결정립의 정렬도가 높아지고 입계상의 성분이 최적화되어 강력한 보자력과 잔류자화를 동시에 확보하게 되었습니다.

연구팀은 자석 내 세륨의 분포를 극대화하기 위해 DAD 공법이라는 혁신적인 제조 공정을 추가로 고안했습니다. 특수 전처리된 개별 합금을 병렬로 가공하여 혼합하는 이 기술은 기존 희토류 저감형 자석보다 훨씬 효율적인 원소 분포를 가능하게 합니다. 이 공법을 적용한 자석은 일반 상용 제품과 대등한 성능을 입증하며 상업적 가치를 충분히 확보했습니다. 현재 국내외 5건의 특허를 통해 기술력을 인정받았으며 본격적인 사업화 단계에 진입해 있습니다. 이 기술은 국내 모터 산업의 원가 경쟁력을 높이고 자원 수급 리스크를 해소하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 보입니다.