DGIST 연구팀, 차세대 친환경 고성능 영구자석 제조 기술 개발

(좌측부터) DGIST 나노기술연구부 김동환 책임연구원, 김정민 책임연구원, 융합전공 김성찬 박사과정생./DGIST 제공

 DGIST(대구경북과학기술원) 나노기술연구부 김동환‧김정민 공동연구팀이 기존 공정의 한계를 극복한 새로운 영구자석 제조 기술을 개발했다. 

이 기술은 방전 플라즈마 소결과 입계확산 공정을 결합해 자석 전체의 성능을 균일하게 향상시켰으며, 전기차·풍력 발전 등 친환경 산업 분야에 적용 가능성이 기대된다.  

연구팀은 네오디뮴(Nd-Fe-B) 영구자석의 고온 성능 한계를 해결하기 위해 중희토류(Tb, Dy) 확산 기술을 개선했다. 

기존 입계확산 공정은 자석 표면에만 중희토류가 침투해 두꺼운 자석 적용이 어려웠으나, 이번 기술에서는 분말 단계에서 확산 물질을 혼합해 자석 내부까지 균일하게 확산시켰다. 이를 통해 ‘코어-쉘(core-shell) 구조’를 구현하고 확산 깊이와 효율을 크게 향상시켰다.  

실험 결과, 동일한 양의 중희토류를 사용했음에도 기존 대비 확산 효율이 높아졌으며, 자석의 소형화·경량화와 에너지 효율 개선이 가능해졌다. 또 대형 자석에도 적용 가능한 기술적 토대를 마련했다.  

김동환 책임연구원은 “이번 기술은 자석 전체에서 균일한 성능을 구현해 친환경 에너지 산업의 고성능 자석 수요를 충족할 것”이라며 “전기차 모터 소형화와 풍력 발전 효율 향상에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.  

이번 연구는 DGIST 기관고유사업, 경북대학교 탄소중립 지능형 에너지시스템 지역혁신 선도연구센터, 성림첨단산업(주)의 지원을 받았으며, 연구 성과는 2025년 국내 특허 등록 및 미국 출원을 앞두고 있다. 또 금속 재료 분야 저명 국제학술지 Journal of Alloys and Compounds에 게재됐다.  

/김락현기자 [e-mail]