네오디뮴 자석은 전 세계에서 시판되는 가장 우수한 비가역 자석입니다. 페라이트, 알니코, 심지어 사마륨-코발트 자석과 비교해도 탈자 저항성이 뛰어납니다.
✧ 네오디뮴 자석 vs 일반 페라이트 자석
페라이트 자석은 삼산화철(산화철과 산화제일철의 질량비가 고정된 물질)을 기반으로 하는 비금속 자석입니다. 이 자석의 주된 단점은 원하는 대로 형태를 변형할 수 없다는 것입니다.
네오디뮴 자석은 뛰어난 자기력뿐만 아니라 금속 용융으로 인한 우수한 기계적 특성도 지니고 있어 다양한 용도에 맞춰 여러 가지 형태로 쉽게 가공할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 네오디뮴 자석의 금속 단량체는 녹슬고 열화되기 쉽다는 단점이 있어, 녹 방지를 위해 표면에 니켈, 크롬, 아연, 주석 등의 도금을 하는 경우가 많습니다.
✧ 네오디뮴 자석의 구성
네오디뮴 자석은 네오디뮴, 철, 붕소가 융합되어 만들어지며, 일반적으로 Nd₂Fe₁₄B로 표기됩니다. 고정된 조성과 정방정계 결정을 형성하는 능력 때문에 네오디뮴 자석은 순수한 화학적 관점에서만 볼 수 있습니다. 1982년 스미토모 특수금속의 사가와 마코토가 최초로 네오디뮴 자석을 개발했습니다. 이후 Nd-Fe-B 자석은 페라이트 자석에서 점차 사라지고 있습니다.
✧ 네오디뮴 자석은 어떻게 만들어지나요?
1단계- 우선, 선택한 품질의 자석을 만드는 데 필요한 모든 재료를 진공청소기 유도 용광로에 넣고 가열 및 해동하여 합금 제품을 만듭니다. 그런 다음 이 혼합물을 냉각시켜 잉곳을 만든 후 제트 밀에서 미세한 입자로 분쇄합니다.
2단계- 초미세 분말을 틀에 넣고 압축하는 동시에 틀에 자기 에너지를 가합니다. 자성은 전류가 흐를 때 자석처럼 작용하는 코일에서 발생합니다. 자석의 입자 구조가 자성 법칙을 따를 때, 이를 이방성 자석이라고 합니다.
3단계- 하지만 이것이 공정의 끝은 아닙니다. 오히려 이 순간 자화된 물질은 탈자화되고, 이후 과정에서 다시 자화될 것입니다. 다음 단계는 소결이라고 불리는 공정을 통해 물질을 녹는점에 가까운 온도까지 가열하는 것입니다. 이 과정을 통해 분말 형태의 자석 조각들이 서로 융합됩니다. 이 공정은 산소가 없는 불활성 환경에서 진행됩니다.
4단계- 사실상 그 지점에서, 가열된 재료는 담금질이라는 방법을 사용하여 급속 냉각됩니다. 이 급속 냉각 과정은 자성이 약한 영역을 줄이고 성능을 향상시킵니다.
5단계네오디뮴 자석은 매우 단단하여 손상되기 쉽기 때문에 코팅, 세척, 건조 및 도금 처리가 필요합니다. 네오디뮴 자석에는 다양한 종류의 마감 처리가 사용되는데, 가장 일반적인 것은 니켈-구리-니켈 합금이지만 다른 금속이나 고무, PTFE로 코팅할 수도 있습니다.
6단계도금이 완료된 제품은 즉시 코일 안에 넣어 재자화 과정을 거칩니다. 코일에 전류를 흘려주면 자석에 필요한 자력보다 세 배나 강력한 자기장이 생성됩니다. 이 과정은 매우 효과적이어서 자석을 제자리에 고정하지 않으면 마치 총알처럼 코일에서 튕겨 나갈 수 있습니다.
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게시 시간: 2022년 11월 2일