디에이테크놀로지-코리센, Mn-Bi 페라이트 자석 특허출원... 상용화 ‘잰걸음’

추가 특허출원 및 생산설비 구축 박차
국산 1호 비희토류계 영구자석 탄생 앞당겨

[파이낸셜뉴스] 국내 1호 비희토류계 영구자석 상용화가 빨라질 전망이다.

28일 디에이테크놀로지는 코리센과 ‘망간-비스무스(Mn-Bi) 페라이트 자석’ 제조방법 및 공정기술에 대한 특허를 출원했다고 밝혔다.

최근 Mn-Bi계 페라이트 자석 초도 프로토타입(prototype. 시제품) 제작이 완료된 가운데 관련 기술 특허출원과 생산설비 구축 준비도 순항하고 있어 상용화 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

이번 출원한 특허는 최대자기에너지적(BHmax) 및 포화자화 값이 우수한 고품질의 ‘Mn-Bi계 페라이트 자석 제조방법’ 관련 공정 및 기술에 대한 내용이다.

고성능 영구자석 제조의 기본 원칙은 전이금속 원소인 망간, 코발트, 니켈 등을 잘 조합해 전자들의 스핀을 강자성체로 잘 배열시키는 것이다. 온도와 원자 간 거리에 따라 자성의 강도가 결정되기 때문이다.

고성능 자성체가 되려면 ‘포화자화’와 ‘보자력’이 모두 커야한다. 포화자화는 물체가 외부 자기장으로 인해 얼마나 ‘자화(물체가 자기를 띠는 현상)’될 수 있는지를 나타내는 값이다. 보통 물질은 외부 자기장에 따라 자화되는데 무한정 그 값이 커지지 않고 일정한 값에 수렴한다. 이때 ‘수렴하는 정도’를 포화자화라고 한다. 값이 크면 그만큼 외부 자기장에 의해 자화가 잘된다는 의미다.

보자력은 외부 자기장을 제거했을 때에도 물질에 남아 있는 자화 정도를 의미한다. 강한 자기장으로 물질을 ‘자화 포화상태’로 만든 후 자기장을 제거하면 몇몇 물질은 자화된 상태를 일정 수준 유지한다. 이때 자화되는 정도가 물질마다 다른데 자화가 많이 남아 있을수록 보자력이 큰 것이다.

문제는 이 두 물리량이 모두 큰 물질은 드물다는 것이다. 대개 ‘포화자화는 크지만 보자력이 낮은 물질’이거나 ‘보자력은 크지만 포화자화가 낮은 물질’로 분류된다.

디에이테크와 코리센이 추진중인 Mn-Bi 페라이트 자석은 밀도와 강도가 훨씬 높아진 새로운 영구자석이다. 한국재료연구원(KIMS) 최철진 교수 연구팀이 독자 개발한 고진동 나노분말제조 기술 및 플라즈마 저온 균질화 열처리 공법 등 특별한 공정을 적용해 세계 최고의 최대 자기에너지적을 가진다.

회사 관계자는 “Mn-Bi 페라이트 자석은 최철진 교수의 연구성과로 이미 전세계적으로 인정 받은 기술력인 만큼, 기술 이전과 생산 설비 투자에 주력하고 있다”며 “최근 재료연으로부터 전달 받은 초도 프로토타입에 대한 파일럿 테스트와 더불어 자체적인 샘플 제작에 돌입할 예정으로 양산 체제 구축을 앞당길 계획”이라고 덧붙였다.

[e-mail] 김경아 기자