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[IT뉴스]“값비싼 희토류 사용 無” 재료硏, 고출력고효율 차세대 자석 개발

온카뱅크관리자

2026-04-29 14:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 두꺼운 자석에서도 내부까지 성능 균일하게 높여 <br>- 중희토 없는 고성능 자석 기술로 발열까지 낮춰</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="KII8maGhG2">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e7cb247ab02ca08db18e3588e52b284b15a6e30e90076148cb4168dc5a94d9b4" dmcf-pid="9CC6sNHlZ9" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 한국재료연구원 연구진. 김혁중(왼쪽부터) 학생연구원, 김수민 선임연구원, 이정구 책임연구원.[한국재료연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/29/ned/20260429143635763ogmb.jpg" data-org-width="1075" dmcf-mid="brlQIAZvHV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/29/ned/20260429143635763ogmb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이번 연구를 수행한 한국재료연구원 연구진. 김혁중(왼쪽부터) 학생연구원, 김수민 선임연구원, 이정구 책임연구원.[한국재료연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="807d68e8bd687bd6c9ba166d7bcc410617617b681330a261cce0ba063a137546" dmcf-pid="2hhPOjXS5K" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 전기차 모터, 풍력발전용 발전기 효율을 크게 끌어올릴 수 있는 차세대 자석기술을 확보했다.</p>
          <p contents-hash="2d576cc636011a88f01b6d4fa4ada285f9634b4aa48f9feec6e1d7805a9882d0" dmcf-pid="VllQIAZvYb" dmcf-ptype="general">한국재료연구원(KIMS) 나노재료연구본부 김수민, 이정구 박사 연구팀은 자석이 두꺼워져도 성능이 떨어지지 않으면서, 동시에 발열까지 줄일 수 있는 차세대 자석 핵심 제조 기술을 세계 최초로 개발했다고 29일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="00ac41f1c740c518b64aa98c9182fb46c589a50835a7fe385f0e5bd4c1d0e991" dmcf-pid="fSSxCc5TtB" dmcf-ptype="general">전기차, 풍력발전기 등에 사용되는 고성능 자석인 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B) 자석은 강한 자성을 갖는다. 고출력 모터에서는 더 큰 힘을 내기 위해 자석의 크기와 두께를 키울 필요가 있지만, 자석이 두꺼워질수록 내부까지 보자력(외부 환경 변화에도 자성을 유지하는 힘)을 높이기 어려워 성능 향상에 한계가 있었다. 특히 고속으로 작동하는 환경에서는 자석 내부에서 전기가 빙글빙글 흐르며 열을 만드는 ‘와전류’가 발생해 발열이 증가하고, 이는 자석 성능 저하와 모터 효율 감소로 이어지는 문제가 있었다.</p>
          <p contents-hash="5d5c3a696c46240142b95a08a2d5b440b8bb232c7f53c56529d48d2bd75593cd" dmcf-pid="4vvMhk1yYq" dmcf-ptype="general">특히 기존에는 고온에서도 자성을 유지하기 위해 고가의 중희토 원소를 추가로 사용하는 방식이 널리 활용됐다. 자석 표면에 중희토 원소를 코팅하여 내부로 확산시키는 ‘입계확산 공정’이 주로 사용됐는데, 해당 공정은 자석 표면 중심으로만 확산이 이뤄지는 구조적 한계로 인해 두꺼운 자석 내부까지 그 효과가 충분히 전달되지 못했다. 게다가 중희토 자체도 가격이 높고 공급망이 제한적이어서 산업적 부담이 큰 문제로 지적됐다.</p>
          <p contents-hash="6a070fb9d8d0b51112d03b1b9d6563f4a1268e1b777326028c0a370bdaad895b" dmcf-pid="8TTRlEtW1z" dmcf-ptype="general">연구팀은 자석을 여러 층으로 쌓은 뒤 다시 결합하는 ‘샌드위치 구조 기반 입계확산·접합 공정’을 개발했다. 자석 표면뿐 아니라 층 사이 경계면(접합 계면)에도 낮은 온도에서 잘 녹는 저융점 경희토(프라세오디뮴(Pr)) 합금을 동시에 적용해 확산이 내부에서도 시작되도록 설계한 것이 특징이다. 이를 통해 두꺼운 자석에서도 보자력을 안정적으로 확보하면서, 자석 전체에 걸쳐 균일한 성능을 구현할 수 있게 됐다. 또한 경희토를 효율적으로 활용해 고가의 중희토 사용을 줄일 수 있는 가능성도 제시했다.</p>
          <p contents-hash="922e65987628eb4c1c8b4f6a834b8784aec4d98bcb12eab2b0732607fbb83763" dmcf-pid="6yyeSDFYt7" dmcf-ptype="general">특히 자석 내부에 전기 흐름을 억제하는 구조(고비저항 구조)를 형성해 와전류 발생을 줄임으로써 발열 문제를 동시에 해결했다.</p>
          <p contents-hash="7f0e1c63493ec125343b08dfea3e9e81051af928d1b01937a41e269bbefec0f5" dmcf-pid="PmmVDLyOXu" dmcf-ptype="general">이 기술은 전기차 구동 모터, 고효율 산업용 전동기, 풍력발전용 발전기 등 다양한 분야에 적용 가능하며, 고성능 자석의 국산화 및 수입 의존도 완화에도 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="61408bebe9b09c38125f3a8644ffe979327a258b91341a9439ba854b1a3ea950" dmcf-pid="QssfwoWIHU" dmcf-ptype="general">김수민 선임연구원은 “이번 연구는 두꺼운 자석에서도 높은 보자력을 확보하면서 발열 문제까지 동시에 해결한 것이 핵심”이라며 “전기차 구동 모터뿐 아니라 전기 선박 등 고특성 대형 자석이 필요한 다양한 응용 분야에서도 경쟁력을 가질 수 있으며, 차세대 모터용 핵심 소재 기술로 성장할 가능성이 크다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="18d3231e8841b4ab9850b62075785579d0c124c014439316499b556db4268c36" dmcf-pid="xOO4rgYCYp" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘스크립타 머테리얼리아(Scripta Materialia)’에 3월 18일 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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