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자성 재료

전기 자동차의 모터 등 고온에서 사용하는 네오디뮴 자석에 Dy나 Tb를 첨가하는 주된 목적은 무엇인가?

  1. A잔류 자속 밀도를 높여 최대 에너지적을 크게 하기 위해
  2. B퀴리 온도를 1000℃ 이상으로 올려 고온에서의 열감자를 막기 위해
  3. C온도가 올라가면 저하되는 보자력을 이방성 자기장을 높여 보완하기 위해
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정답: C. 온도가 올라가면 저하되는 보자력을 이방성 자기장을 높여 보완하기 위해

Nd₂Fe₁₄B는 퀴리 온도가 약 310℃로 낮은 편이며, 온도가 올라가면 결정 자기 이방성이 떨어져 보자력이 크게 저하됩니다. 모터의 사용 온도에서 감자되지 않도록 Nd의 일부를 Dy나 Tb로 치환하여 이방성 자기장을 높이고 보자력을 올립니다. 다만 Dy나 Tb의 자기 모멘트는 Fe의 모멘트와 반평행으로 결합하므로, 첨가할수록 포화 자화가 떨어져 잔류 자속 밀도와 최대 에너지적은 오히려 작아집니다. 퀴리 온도도 이 첨가로는 수백 ℃ 그대로이며 1000℃를 넘지 않습니다. Dy나 Tb는 비싸고 자원이 편재되어 있으므로, 결정립 표면에만 확산시켜 사용량을 줄이는 방법이 실용화되어 있습니다.

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