KR102333257B1 - Method for producing magnetic powder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자성 분말의 제조 방법에 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는 희토류 원소 및 금속 원소가 혼합된 베이스 분말을 하소하고 환원시키는 자성 분말의 제조 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to a method for producing a magnetic powder, and more particularly, to a method for producing a magnetic powder in which a base powder mixed with a rare earth element and a metal element is calcined and reduced.
영구자석 재료는 높은 보자력을 갖기 때문에 스스로 자기장을 발생시킬 수 있는 특징을 가지며, 에너지 변환 재료로써, 기본적으로 모터 장치가 요구되는 산업 및 자동차, 항공, 센서 산업 등에 폭넓게 사용되고 있다. 특히 하이브리드, 전기 자동차와 같은 친환경 운송 수단에 사용되는 영구자석 모터의 경우, 영구자석의 특성이 높을수록 모터의 무게와 부피를 줄일 수 있기 때문에, 우수한 자기적 특성을 발휘하는 영구자석 재료에 대한 연구가 지속되어 왔다.Permanent magnet materials have the characteristics of generating a magnetic field by themselves because of their high coercive force, and as an energy conversion material, they are widely used in industries requiring motor devices, automobiles, aviation, and sensor industries. In particular, in the case of permanent magnet motors used in eco-friendly means of transportation such as hybrids and electric vehicles, the higher the characteristics of permanent magnets, the lower the weight and volume of the motor. has been continuing
영구자석의 자기적 특성을 향상시키기 위해 새로운 조성의 영구자석 재료를 개발하거나 기존의 영구자석 재료의 미세조직을 제어하기 위한 연구 등이 활발하게 이뤄지고 있으며, 전자의 경우, 새로운 조성에 대한 광범위한 횟수의 실험이 요구되며, 새로운 조성을 발견하더라도, 영구자석에 적용하기 위한 공정에 대한 연구가 필요하기 때문에 상당한 시간과 노력이 소요될 수 있다.In order to improve the magnetic properties of permanent magnets, researches to develop new compositions of permanent magnet materials or to control the microstructure of existing permanent magnet materials are being actively conducted. Experiments are required, and even if a new composition is discovered, it may take considerable time and effort because research on the process for applying it to permanent magnets is required.
후자의 경우, 하향식 및 상향식 공정을 통한 연구가 진행되어 왔으며, 하향식 공정은 주조 혹은 급속응고법 등을 이용하여 영구자석 재료의 상을 형성시킨 후 다양한 파쇄 공정을 적용하여 입자의 크기, 형태, 나아가 입자의 미세조직을 제어함으로써 자기적 특성을 향상시키고자 하는 기법이다. 높은 에너지를 이용하는 파쇄 공정이 적용될 경우, 파쇄 매체의 일부가 유입되거나, 파쇄 중에 발생하는 열이 영구자석 재료에 산화물을 형성시켜 자기적 특성을 열화시키는 문제가 발생할 수 있다.In the latter case, research has been conducted through top-down and bottom-up processes. In the top-down process, a phase of permanent magnet material is formed using casting or rapid solidification, and then various crushing processes are applied to determine the size, shape, and particle size of the particles. It is a technique to improve magnetic properties by controlling the microstructure of When a crushing process using high energy is applied, a problem in that a part of the crushing medium is introduced or heat generated during crushing forms an oxide in the permanent magnet material to deteriorate magnetic properties.
화학적 합성 및 플라즈마 기화 공정 등을 포함하는 상향식 공정은 나노 입자 혹은 나노 구조를 파쇄 공정 없이 직접 얻고자 할 때 주로 사용되는 기법으로써, 파쇄 공정이 불필요하여 상기 하향식 공정과 같은 문제는 발생하지 않으나 비용적인 측면에서 대량 생산에 적용하기에 어려움이 존재한다.The bottom-up process, including chemical synthesis and plasma vaporization, is a technique mainly used to obtain nanoparticles or nanostructures directly without a crushing process. In terms of aspect, there are difficulties in applying it to mass production.
이에 따라, 상술된 문제점들을 최소화하면서도 특성이 높은 영구자석 재료를 제조하기 위한 다양한 기술들이 연구 및 개발되고 있다.
구체적으로, 대한민국 특허공개 공보 10-2005-0018235에는 고주파 특성이 우수한 나노 결정립 금속 분말의 제조방법및 그 분말을 이용한 고주파용 연자성 코아의 제조방법이 개시되어 있고, 대한민국 특허공개 공보 10-2011-0139057에는 망간-알루미늄 자성분말 제조방법이 개시되어 있다. Accordingly, various techniques for manufacturing a permanent magnet material having high properties while minimizing the above-described problems have been researched and developed.
Specifically, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0018235 discloses a method of manufacturing a nanocrystalline metal powder having excellent high frequency characteristics and a method of manufacturing a soft magnetic core for high frequency using the powder, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011- 0139057 discloses a method for manufacturing a manganese-aluminum magnetic powder.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 자기적 특성이 향상된 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic powder having improved magnetic properties.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 경자성상 단일상의 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a magnetic powder of a single phase hard magnetic phase.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 파쇄 공정에 따른 자기적 특성 저하 문제가 감소된 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic powder having a reduced magnetic property degradation problem due to the crushing process.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 기존에 사용되는 장치들을 통해 간단한 공정으로 제조할 수 있는 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic powder that can be manufactured by a simple process through existing devices.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대량생산으로의 접근이 용이한 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a magnetic powder that is easily accessible to mass production.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 조성의 경자성 분말을 선택적으로 제조할 수 있는 자성 분말의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic powder capable of selectively manufacturing hard magnetic powder having various compositions.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 자성 분말의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above-described technical problems, the present invention provides a method for manufacturing a magnetic powder.
일 실시 예에 따르면, 상기 자성 분말의 제조 방법은 희토류 원소를 포함하는 제1 소스 분말, 금속 원소를 포함하는 제2 소스 분말, 및 칼슘을 포함하는 첨가제가 혼합된 혼합 분말을 파쇄하여 베이스 분말을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말을 하소하여, 상기 첨가제가 열분해된 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말의 반응물질을 포함하는 예비 자성 분말을 제조하는 단계, 및 상기 예비 자성 분말을 환원시켜, 상기 희토류 원소 및 상기 금속 원소의 화합물의 단일상을 갖는 자성 분말을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the method of manufacturing the magnetic powder, a base powder is obtained by crushing a mixed powder in which a first source powder containing a rare earth element, a second source powder containing a metal element, and an additive containing calcium are mixed. Preparing, calcining the base powder to prepare a preliminary magnetic powder including a reactant of calcium monoxide (CaO) in which the additive is thermally decomposed and the second source powder, and reducing the preliminary magnetic powder, The method may include preparing a magnetic powder having a single phase of a compound of the rare earth element and the metal element.
일 실시 예에 따르면, 상기 예비 자성 분말을 제조하는 단계에서, 상기 베이스 분말의 하소 온도는 700℃ 이상 900℃ 미만인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the step of preparing the preliminary magnetic powder, the calcination temperature of the base powder may include 700°C or more and less than 900°C.
일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말 내에서, 상기 칼슘의 함량은 상기 희토류 원소 대비 38 at% 이하인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the mixed powder, the content of calcium may include 38 at% or less of the rare earth element.
일 실시 예에 따르면, 상기 예비 자성 분말을 환원시켜 상기 자성 분말을 제조하는 단계에서, 상기 예비 자성 분말은 환원제와 함께 열처리되되, 상기 환원제 상에 상기 예비 자성 분말이 배치된 상태에서, 상기 예비 자성 분말이 열처리되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, in the step of preparing the magnetic powder by reducing the preliminary magnetic powder, the preliminary magnetic powder is heat-treated together with a reducing agent, in a state in which the preliminary magnetic powder is disposed on the reducing agent, the preliminary magnetic powder It may include heat-treating the powder.
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 분말을 제조하는 단계는, 상기 제1 소스 분말, 상기 제2 소스 분말, 및 상기 첨가제를 혼합하여 혼합 분말을 준비하는 단계, 및 상기 혼합 분말을, 볼 밀링(ball milling)하여 파쇄하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the base powder includes preparing a mixed powder by mixing the first source powder, the second source powder, and the additive, and ball milling the mixed powder. milling) may include the step of crushing.
일 실시 예에 따르면, 상기 자성 분말의 제조 방법은 상기 자성 분말을 제조하는 단계 이후, 상기 첨가제가 열분해된 상기 일산화 칼슘(CaO)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the magnetic powder may further include removing the calcium monoxide (CaO) from which the additive is thermally decomposed after the manufacturing of the magnetic powder.
일 실시 예에 따르면, 상기 희토류 원소는 사마륨(Sm), 네오디뮴(Nd), 란타넘(La), 세륨(Ce), 및 프라세오디뮴(Pr) 중 어느 하나를 포함하고, 상기 금속 원소는 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 크로뮴(Cr), 주석(Sn), 안티모니(Sb), 하프늄(Hf), 망간(Mn), 비스무스(Bi), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the rare earth element includes any one of samarium (Sm), neodymium (Nd), lanthanum (La), cerium (Ce), and praseodymium (Pr), and the metal element is cobalt (Co). ), iron (Fe), copper (Cu), zirconium (Zr), chromium (Cr), tin (Sn), antimony (Sb), hafnium (Hf), manganese (Mn), bismuth (Bi), and nickel It may include any one of (Ni).
일 실시 예에 따르면, 상기 자성 분말은, Sm2Co17 단일상을 갖는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the magnetic powder may include one having a single phase of Sm 2 Co 17 .
일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제는, 칼슘 아세트산 1 수화물(Calcium acetate monohydrate, Ca(C2H3O2)·H2O)을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the additive may include calcium acetate monohydrate, Ca(C 2 H 3 O 2 )·H 2 O).
다른 실시 예에 따르면, 상기 자성 분말의 제조 방법은 사마륨(Sm)을 포함하는 제1 소스 분말, 코발트(Co)를 포함하는 제2 소스 분말, 및 칼슘을 포함하는 첨가제가 혼합된 혼합 분말을 파쇄하여 베이스 분말을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말을 하소하여, 상기 첨가제가 열분해된 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말의 반응물질을 포함하는 예비 자성 분말을 제조하는 단계, 및 상기 예비 자성 분말을 환원시켜, 단일상의 사마륨-코발트(Sm-Co) 자성 분말을 제조하는 단계를 포함하되, 상기 혼합 분말 내의 상기 사마륨 및 상기 코발트의 함량과 상기 베이스 분말의 하소 온도를 제어하여, Sm2Co17 또는 SmCo5 중 어느 하나의 단일상을 제조하는 것을 포함할 수 있다. According to another embodiment, in the method of manufacturing the magnetic powder, the first source powder containing samarium (Sm), the second source powder containing cobalt (Co), and the additive containing calcium are mixed by crushing the mixed powder. to prepare a base powder, calcining the base powder to prepare a preliminary magnetic powder including a reactant of calcium monoxide (CaO) in which the additive is thermally decomposed and the second source powder, and the preliminary magnetic powder by reducing to prepare a single-phase samarium-cobalt (Sm-Co) magnetic powder, wherein the content of the samarium and the cobalt in the mixed powder and the calcination temperature of the base powder are controlled, Sm 2 Co 17 Or it may include preparing a single phase of any one of SmCo 5 .
다른 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말 내에서, 상기 사마륨 함량 대비 상기 코발트의 함량이 7.3 at% 내지 8.5 at%로 제어되는 경우, 상기 자성 분말은 Sm2Co17 단일상을 갖는 것을 포함할 수 있다. According to another embodiment, when the content of cobalt relative to the content of samarium in the mixed powder is controlled to be 7.3 at% to 8.5 at%, the magnetic powder may include having a Sm 2 Co 17 single phase. .
다른 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말 내에서, 상기 사마륨 함량 대비 상기 코발트의 함량이 4.5 at% 내지 5.0 at%로 제어되는 경우, 상기 자성 분말은 SmCo5 단일상을 갖는 것을 포함할 수 있다. According to another embodiment, when the content of cobalt relative to the content of samarium in the mixed powder is controlled to be 4.5 at% to 5.0 at%, the magnetic powder may include a single phase of SmCo 5 .
다른 실시 예에 따르면, 상기 베이스 분말의 하소 온도는 700℃ 이상 900℃ 미만인 것을 포함할 수 있다. According to another embodiment, the calcination temperature of the base powder may include that of 700 ℃ or more and less than 900 ℃.
본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법은, 희토류 원소를 포함하는 제1 소스 분말, 금속 원소를 포함하는 제2 소스 분말, 및 칼슘을 포함하는 첨가제가 혼합된 혼합 분말을 파쇄하여 베이스 분말을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말을 하소하여, 상기 첨가제가 열분해된 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말의 반응물질을 포함하는 예비 자성 분말을 제조하는 단계, 및 상기 예비 자성 분말을 환원시켜, 상기 희토류 원소 및 상기 금속 원소의 화합물의 단일상(경자성상)을 갖는 자성 분말을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 경자성상이 형성되기 전 파쇄 공정이 수행될 수 있다. The method of manufacturing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention comprises crushing a mixed powder in which a first source powder containing a rare earth element, a second source powder containing a metal element, and an additive containing calcium are mixed to obtain a base powder. preparing a preliminary magnetic powder comprising a reactant of calcium monoxide (CaO) in which the additive is thermally decomposed and the second source powder by calcining the base powder, and reducing the preliminary magnetic powder , preparing a magnetic powder having a single phase (hard magnetic phase) of a compound of the rare earth element and the metal element. That is, the crushing process may be performed before the hard magnetic phase is formed.
이에 따라, 경자성상이 형성된 후 파쇄 공정이 수행되던 기존의 경자성상 분말 제조 공정과 비교하여, 파쇄로 인한 자기적 특성 저하 문제가 감소될 수 있다. 또한, 기존에 널리 사용되는 장치들을 통해 제조될 수 있으므로, 설비의 준비가 용이하며 대량생산으로의 접근이 용이한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 대부분의 상업적으로 사용되는 희토류 영구자석 재료의 경우 환원 열처리 공정을 통해 쉽게 상을 형성할 수 있으므로, 다양한 조성의 경자성 분말을 선택적으로 제조할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, compared with the conventional hard magnetic phase powder manufacturing process in which the crushing process is performed after the hard magnetic phase is formed, the problem of deterioration of magnetic properties due to crushing can be reduced. In addition, since it can be manufactured through devices widely used in the past, there is an advantage of easy preparation of equipment and easy access to mass production. In addition, since most commercially used rare earth permanent magnet materials can easily form a phase through a reduction heat treatment process, there is an advantage in that hard magnetic powders of various compositions can be selectively prepared.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법 중 예비 자성 분말의 환원 단계를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에 사용된 재료들을 나타내는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 예비 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 비교 예 1 및 실시 예 1에 따른 자성 분말을 비교하는 이미지이다.
도 11은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 자성 분말의 구조 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 구조 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 특성 변화를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시 예 2에 따른 자성 분말의 진동시료 자화율 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시 예 2에 따른 자성 분말의 X-선 회절분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예 1, 비교 예 2, 및 비교 예 3에 따른 자성 분말의 특성을 비교하는 그래프이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 비교 예 1 및 실시 예 1에 따른 자성 분말의 특성을 비교하는 그래프이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a manufacturing process of a magnetic powder according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a reduction step of the preliminary magnetic powder in the method of manufacturing the magnetic powder according to an embodiment of the present invention.
4 is an image showing materials used in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
5 is an image illustrating a change in a preliminary magnetic powder according to a change in a calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
6 is an image illustrating a change in magnetic powder according to a change in calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
7 and 8 are images showing changes in the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
9 and 10 are images comparing magnetic powders according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
11 is a graph illustrating a change in the structure of a magnetic powder according to a change in a calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
12 is a graph showing the structural change of the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
13 and 14 are graphs showing the change in the properties of the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
15 is a graph showing the measurement result of the vibrating sample susceptibility of the magnetic powder according to Example 2 of the present invention.
16 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis of the magnetic powder according to Example 2 of the present invention.
17 and 18 are graphs comparing properties of magnetic powders according to Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 of the present invention.
19 and 20 are graphs comparing the properties of the magnetic powder according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in the present specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification is present, and one or more other features, numbers, steps, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. Also, in the present specification, the term “connection” is used to include both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법 중 예비 자성 분말의 환원 단계를 설명하는 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of a magnetic powder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention It is a view for explaining the reduction step of the preliminary magnetic powder in the manufacturing method of the magnetic powder according to the.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 소스 분말(110), 제2 소스 분말(120), 및 첨가제(130)가 혼합된 혼합 분말(100)이 준비될 수 있다. 상기 제1 소스 분말(110)은 희토류 원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 희토류 원소는 사마륨(Sm), 네오디뮴(Nd), 란타넘(La), 세륨(Ce), 및 프라세오디뮴(Pr) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소스 분말(110)은 삼산화 사마륨(Samarium(III) oxide, Sm2O3)을 포함할 수 있다. 1 to 3 , the
이와 달리, 상기 제2 소스 분말(120)은 금속 원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 원소는 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 크로뮴(Cr), 주석(Sn), 안티모니(Sb), 하프늄(Hf), 망간(Mn), 비스무스(Bi), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 소스 분말(120)은 일산화 코발트(Cobalt(II) oxide, CoO)를 포함할 수 있다. Alternatively, the
상기 첨가제(130)는 칼슘(Ca)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제(130)는 칼슘 아세트산 1 수화물(Calcium acetate monohydrate, Ca(C2H3O2)·H2O)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 다른 예를 들어, 상기 첨가제(130)는 일산화 칼슘(CaO) 등의 칼슘 화합물을 포함할 수 있다. The additive 130 may include calcium (Ca). For example, the additive 130 may include calcium acetate monohydrate (Ca(C 2 H 3 O 2 )·H 2 O). Alternatively, for another example, the additive 130 may include a calcium compound such as calcium monoxide (CaO).
상기 첨가제(130)는, 후술되는 예비 자성 분말을 환원시켜 자성 분말을 제조하는 단계에서, 자성 분말 간의 접촉에 의한 확산을 방지하고 자성 분말의 조대화 현상을 방지할 수 있다. 자성 분말의 경우, 분말이 조대화됨에 따라 자성 특성이 열화되는 문제점이 발생될 수 있다. 하지만, 상술된 바와 같이, 상기 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법은, 상기 혼합 분말을 준비하는 단계에서 상기 첨가제(130)가 혼합됨에 따라, 자성 분말의 조대화 현상이 방지됨으로 자성 분말의 특성 열화 문제가 감소될 수 있다. The additive 130 may prevent diffusion due to contact between magnetic powders and prevent coarsening of the magnetic powder in the step of manufacturing the magnetic powder by reducing the preliminary magnetic powder, which will be described later. In the case of magnetic powder, as the powder coarsens, there may be a problem in that magnetic properties are deteriorated. However, as described above, in the method of manufacturing the magnetic powder according to the embodiment, as the additive 130 is mixed in the step of preparing the mixed powder, the coarsening phenomenon of the magnetic powder is prevented, so the characteristics of the magnetic powder The deterioration problem can be reduced.
일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말(100) 내의 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)의 함량이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)의 함량은 7.3 at% 내지 8.5 at%로(예를 들어, 사마륨 10.5~12.0 at%, 코발트 88.0~89.5 at%) 제어될 수 있다. 이 경우, 후술되는 자성 분말은 Sm2Co17 단일상을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)의 함량은 4.5 at% 내지 5.0 at%로(예를 들어, 사마륨 16.7~18.0 at%, 코발트 82.0~83.3 at%) 제어될 수 있다. 이 경우, 후술되는 자성 분말은 SmCo5 단일상을 가질 수 있다. According to an embodiment, the content of the metal element (eg, cobalt) compared to the rare earth element (eg, samarium) in the
일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말(100) 내에서 상기 칼슘(Ca)의 함량이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 분말(100) 내에서 상기 칼슘(Ca)의 함량은 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 38 at% 이하로 제어될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 자성 분말의 자성 특성이 향상될 수 있다. 이와 달리, 상기 혼합 분말(100) 내에서 상기 칼슘(Ca)의 함량이 38 at%를 초과하는 경우, 후술되는 자성 분말의 자성 특성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 상기 혼합 분말(100) 내에서 상기 칼슘(Ca)의 함량이 38 at%를 초과하는 경우, 후술되는 일산화 칼슘(CaO) 제거 단계에서, 일산화 칼슘이 용이하게 제거되지 않는 문제점이 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 전체적인 공정 비용이 증가하고, 후술되는 자성 분말의 제조량이 저하되며, 조성의 균일성을 유지하기 어려운 문제점이 발생될 수 있다. According to an embodiment, the content of the calcium (Ca) in the
상기 혼합 분말(100)을 준비하는데 사용된 상기 제1 소스 분말(예를 들어, Sm2O3), 상기 제2 소스 분말(예를 들어, CoO), 및 상기 첨가제(예를 들어, Ca(ac)2)의 구체적인 함량은 아래의 <표 1>을 통해 정리된다. The first source powder (eg, Sm 2 O 3 ), the second source powder (eg, CoO), and the additive (eg, Ca( ac) The specific content of 2 ) is summarized in <Table 1> below.
상기 혼합 분말(100)이 파쇄되어, 베이스 분말(200)이 준비될 수 있다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 분말(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 볼 밀링(ball milling) 공정을 통해 파쇄될 수 있다. The
상기 베이스 분말(200)이 준비된 후, 상기 베이스 분말(200)이 하소(Calcination)되어 예비 자성 분말(300)이 제조될 수 있다(S200). 예를 들어, 상기 예비 자성 분말(300)은 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨)-상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)-칼슘의 산화물(Sm-Co-Ca-O)을 포함할 수 있다.After the
구체적으로, 상기 베이스 분말(200)이 하소되는 경우, 상기 첨가제(130)가 열분해될 수 있다. 상기 첨가제(130)는 하소 온도에 따라 탄산 칼슘(CaCO3), 일산화 칼슘(CaO)의 순서로 열분해될 수 있다. 상기 첨가제(130)가 상기 일산화 칼슘(CaO)으로 분해되는 경우, 상기 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말(120, 예를 들어, CoO)이 반응되어, 상기 예비 자성 분말(300)이 형성될 수 있다. 상기 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말(120, 예를 들어, CoO)이 반응되는 경우, 상기 예비 자성 분말(300)의 구성 원소들이 균일하게 재배치될 수 있다. 이로 인해, 후술되는 자성 분말은 단일상을 가질 수 있다. Specifically, when the
예를 들어, 상기 베이스 분말(200)은 700℃ 이상의 온도에서 하소될 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제(130)가 열분해되어 상기 일산화 칼슘(CaO)이 생성되고, 상기 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말(120, 예를 들어, CoO)이 반응될 수 있다. 이와 달리, 상기 베이스 분말(200)이 700℃ 미만의 온도에서 하소되는 경우, 상기 첨가제(130)로부터 상기 일산화 칼슘(CaO)이 생성되지 못할 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 자성 분말(300)의 구성 원소들의 재배치가 발생되지 않아, 후술되는 자성 분말이 단일상을 갖지 못할 수 있다. 또한, 상기 베이스 분말(200)이 900℃ 이상의 온도에서 하소되는 경우, 후술되는 자성 분말이 단일상을 갖지 못할 수 있다. For example, the
즉, 상기 베이스 분말(200)을 하소하는 단계에서, 상기 베이스 분말(200)의 하소 온도를 700℃ 이상 900℃ 미만으로 제어함에 따라, 후술되는 자성 분말은 단일상을 가질 수 있다. That is, in the step of calcining the
상기 예비 자성 분말(300)이 환원되어 자성 분말(400)이 제조될 수 있다(S300). 일 실시 예에 따르면, 상기 예비 자성 분말(300)은 환원제(ReA)와 함께 열처리됨으로써 환원될 수 있다. 예를 들어, 상기 환원제(ReA)는, 칼슘(Ca) 또는 칼슘 수소화물(CaH2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The preliminary
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 환원제(ReA) 상에 상기 예비 자성 분말(300)이 배치된 상태에서, 상기 예비 자성 분말(300)이 열처리될 수 있다. 이 경우, 상기 예비 자성 분말(300)의 배치(batch)가 증가함에도 불구하고, 상기 예비 자성 분말(300)이 포함하는 입자들의 크기가 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 상기 자성 분말(400)의 보자력이 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 이와 달리, 상기 환원제(ReA)와 상기 예비 자성 분말(300)을 혼합한 상태에서 열처리하는 경우, 상기 예비 자성 분말(300)의 배치(batch)가 증가함에 따라 상기 예비 자성 분말(300)이 포함하는 입자들의 크기가 증가할 수 있다. 이로 인해, 상기 자성 분말(400)의 보자력이 감소하는 문제점이 발생될 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 3 , in a state in which the preliminary
일 실시 예에 따르면, 상기 자성 분말(400)은 경자성상의 단일상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 분말(400)은 Sm2Co17 단일상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 분말(100) 내에서, 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)의 함량을 7.3 at% 내지 8.5 at%로 제어하고, 상기 베이스 분말(200)의 하소 온도를 700℃ 이상 900℃ 미만으로 제어함으로써, Sm2Co17 단일상을 갖는 상기 자성 분말(400)을 제조할 수 있다. 이와 달리, 다른 예를 들어, 상기 자성 분말(400)은 SmCo5 단일상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 분말(100) 내에서, 상기 희토류 원소(예를 들어, 사마륨) 대비 상기 금속 원소(예를 들어, 코발트)의 함량을 4.5 at% 내지 5.0 at%로 제어하고, 상기 베이스 분말(200)의 하소 온도를 700℃ 이상 900℃ 미만으로 제어함으로써, SmCo5 단일상을 갖는 상기 자성 분말(400)을 제조할 수 있다. According to an embodiment, the
상기 예비 자성 분말(300)이 환원되어 상기 자성 분말(400)이 제조된 후, 상기 첨가제(130)가 열분해된 상기 일산화 칼슘(CaO)이 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 예비 자성 분말(300)이 환원된 상기 자성 분말(400)을, 염화 암모늄(NH4Cl)과 메탄올(CH3OH)의 혼합 용액으로 세척함으로써, 상기 자성 분말(400) 주위의 상기 일산화 칼슘(CaO)이 제거될 수 있다. After the preliminary
경자성상의 자성 분말을 제조하는 종래의 공정은, 경자성상을 구성하는 금속을 주조와 같은 공정을 통해 경자성상을 갖는 주괴 혹은 리본을 형성시킨 후 밀링 공정과 같은 전통적인 분말 야금학적 방법으로 높은 에너지를 인가함으로써 제조하였다. 이러한 종래의 공정은, 경자성상을 형성시킨 후 밀링 공정이 수행됨에 따라, 파쇄 매체의 일부가 유입되거나 파쇄 공정 중 발생하는 열에 의해 희토류 원소로 구성된 재료에 산화를 유발하여 경자성 분말의 자기적 특성이 감소되는 문제점이 발생되었다. 또한, 최초 경자성상으로 이루어진 주괴 혹은 리본을 제조하는 데 있어 화학적으로 불안정한 희토류 금속의 취급에 주의해야 하며, 높은 온도에서 금속들을 용융 및 열처리하기 위한 설비를 구축하는데 높은 비용이 요구되었다. In the conventional process for producing magnetic powder of the hard magnetic phase, a metal constituting the hard magnetic phase is formed in an ingot or ribbon having a hard magnetic phase through a process such as casting, and then high energy is produced by a conventional powder metallurgy method such as a milling process. prepared by application. In this conventional process, as the milling process is performed after the formation of the hard magnetic phase, a part of the crushing medium is introduced or the material composed of rare earth elements is oxidized by heat generated during the crushing process to induce the magnetic properties of the hard magnetic powder. This reduced problem occurred. In addition, care must be taken in handling chemically unstable rare-earth metals in manufacturing ingots or ribbons made of the first hard magnetic phase, and high cost was required to construct facilities for melting and heat-treating metals at high temperatures.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법은, 상기 희토류 원소를 포함하는 상기 제1 소스 분말(110), 상기 금속 원소를 포함하는 상기 제2 소스 분말(120), 및 칼슘을 포함하는 상기 첨가제(130)가 혼합된 상기 혼합 분말(100)을 파쇄하여 상기 베이스 분말(200)을 준비하는 단계, 상기 베이스 분말(200)을 하소하여, 상기 첨가제(130)가 열분해된 상기 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말(120)의 반응물질을 포함하는 상기 예비 자성 분말(300)을 제조하는 단계, 및 상기 예비 자성 분말(300)을 환원시켜, 상기 희토류 원소 및 상기 금속 원소의 화합물의 단일상(경자성상)을 갖는 상기 자성 분말(400)을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 경자성상이 형성되기 전 파쇄 공정이 수행될 수 있다. However, in the method of manufacturing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention, the
이에 따라, 경자성상이 형성된 후 파쇄 공정이 수행되던 기존의 경자성상 분말 제조 공정과 비교하여, 파쇄로 인한 자기적 특성 저하 문제가 감소될 수 있다. 또한, 기존에 널리 사용되는 장치들을 통해 제조될 수 있으므로, 설비의 준비가 용이하며 대량생산으로의 접근이 용이한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 대부분의 상업적으로 사용되는 희토류 영구자석 재료의 경우 환원 열처리 공정을 통해 쉽게 상을 형성할 수 있으므로, 다양한 조성의 경자성 분말을 선택적으로 제조할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, compared with the conventional hard magnetic phase powder manufacturing process in which the crushing process is performed after the hard magnetic phase is formed, the problem of deterioration of magnetic properties due to crushing can be reduced. In addition, since it can be manufactured through devices widely used in the past, there is an advantage of easy preparation of equipment and easy access to mass production. In addition, since most commercially used rare earth permanent magnet materials can easily form a phase through a reduction heat treatment process, there is an advantage in that hard magnetic powders of various compositions can be selectively prepared.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말의 제조 방법에 따라 제조된 자성 분말의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다. In the above, a method of manufacturing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, specific experimental examples and characteristic evaluation results of the magnetic powder manufactured according to the method for manufacturing the magnetic powder according to an embodiment of the present invention will be described.
실시 예 1에 따른 자성 분말 제조Preparation of magnetic powder according to Example 1
일산화 코발트(CoO), 삼산화 사마륨(Sm2O3), 및 칼슘 아세트산 1수화물(Ca(C2H3O2)·H2O) 분말을 100ml의 PET 광구병에 투입하고, 광구병에 투입된 물질들을 볼텍스 믹서를 이용하여 혼합하여 혼합 분말을 준비했다. 이후, 3 mm 직경의 알루미나 볼과 혼합 분말의 무게비가 1:10이 되도록 광구병에 알루미나 볼을 투입하고, 150~300 rpm의 속도로 1~10 시간 동안 볼 밀링하고, 1.18mm 메쉬의 체를 통해 분리시켜 베이스 분말을 준비했다. Cobalt monoxide (CoO), samarium trioxide (Sm 2 O 3 ), and calcium acetic acid monohydrate (Ca(C 2 H 3 O 2 )·H 2 O) powder were put into a 100ml PET bottle, and put into the bottle. The materials were mixed using a vortex mixer to prepare a mixed powder. Thereafter, the alumina balls were put into the wide-mouth bottle so that the weight ratio of the 3 mm diameter alumina balls and the mixed powder was 1:10, and the balls were milled at a speed of 150 to 300 rpm for 1 to 10 hours, and a 1.18 mm mesh sieve was sieved. Through separation, a base powder was prepared.
준비된 베이스 분말은 알루미나 도가니에 옮겨 전기로에 위치시킨 후 분당 10℃의 온도로 승온시키며 하소하여 Sm-Co-Ca-O 예비 자성 분말을 제조하였다. 제조된 예비 자성 분말은 칼슘 환원제와 함께 스테인리스 스틸 도가니에 넣고, 전기로를 이용하여 700~1000℃의 온도까지 5~10℃/min의 승온속도로 도달시킨 후 1시간 동안 불활성 가스분위기(아르곤 또는 질소 분위기)에서 환원 열처리를 진행하되, 칼슘 환원제를 바닥에 깐 상태에서 칼슘 환원제 위에 예비 자성 분말을 올린 상태에서 열처리하였다. The prepared base powder was transferred to an alumina crucible, placed in an electric furnace, and calcined at a temperature of 10° C. per minute to prepare an Sm-Co-Ca-O preliminary magnetic powder. The prepared preliminary magnetic powder is put in a stainless steel crucible together with a calcium reducing agent, reached a temperature of 700 ~ 1000 ℃ using an electric furnace at a temperature increase rate of 5 ~ 10 ℃ / min, and then an inert gas atmosphere (argon or nitrogen) for 1 hour. atmosphere), but the heat treatment was performed in a state in which the preliminary magnetic powder was placed on the calcium reducing agent while the calcium reducing agent was laid on the floor.
최종적으로 염화 암모늄(NH4Cl)과 메탄올의 혼합용액으로 세척하여 일산화 칼슘(CaO)을 제거함으로써 Sm2Co17 단일상을 갖는 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말을 제조하였다. Finally, the magnetic powder according to Example 1 having a Sm 2 Co 17 single phase was prepared by washing with a mixed solution of ammonium chloride (NH 4 Cl) and methanol to remove calcium monoxide (CaO).
실시 예 2에 따른 자성 분말 제조Preparation of magnetic powder according to Example 2
상술된 실시 예 1에 따른 자성 분말 제조 방법을 통해 제조하되, 혼합 분말을 준비하는 과정에서, 일산화 코발트(CoO) 및 삼산화 사마륨(Sm2O3)의 함량을 달리하여, SmCo5 단일상을 갖는 상기 실시 예 2에 따른 자성 분말을 제조하였다. It was prepared by the method for manufacturing the magnetic powder according to Example 1 described above, but in the process of preparing the mixed powder, the contents of cobalt monoxide (CoO) and samarium trioxide (Sm 2 O 3 ) were varied, and SmCo 5 having a single phase A magnetic powder according to Example 2 was prepared.
상술된 실시 예 1 및 실시 예 2에 따른 자성 분말의 제조 과정 중 사용된 삼산화 사마륨(Sm2O3), 일산화 코발트(CoO), 및 칼슘 아세트산 1 수화물(Ca(ac)2)의 구체적인 함량이 아래의 <표 2>를 통해 정리된다.The specific content of samarium trioxide (Sm 2 O 3 ), cobalt monoxide (CoO), and calcium acetic acid monohydrate (Ca(ac) 2 ) used during the manufacturing process of the magnetic powder according to Examples 1 and 2 described above is It is summarized in <Table 2> below.
비교 예 1에 따른 자성 분말 제조Preparation of magnetic powder according to Comparative Example 1
상술된 실시 예 1에 따른 자성 분말 제조 방법을 통해 제조하되, 예비 자성 분말을 환원하는 과정에서 예비 자성 분말과 칼슘 환원제를 혼합하고 열처리하는 방법으로 환원하여, 상기 비교 예 1에 따른 자성 분말을 제조하였다. Manufactured through the method for manufacturing the magnetic powder according to Example 1 described above, but by mixing the preliminary magnetic powder and the calcium reducing agent in the process of reducing the preliminary magnetic powder and reducing by a method of heat treatment, to prepare the magnetic powder according to Comparative Example 1 did.
비교 예 2에 따른 자성 분말 제조Preparation of magnetic powder according to Comparative Example 2
상술된 실시 예 1에 따른 혼합 분말을 준비한 후, 볼 밀링 공정과 하소 공정 없이 900℃의 온도에서 환원하여 상기 비교 예 2에 따른 자성 분말을 제조하였다. After preparing the mixed powder according to Example 1 described above, the magnetic powder according to Comparative Example 2 was prepared by reducing at a temperature of 900° C. without a ball milling process and a calcining process.
비교 예 3에 따른 자성 분말 제조Preparation of magnetic powder according to Comparative Example 3
상술된 실시 예 1에 따른 베이스 분말을 준비한 후, 하소 공정 없이 900℃의 온도에서 환원하여 상기 비교 예 3에 따른 자성 분말을 제조하였다. After preparing the base powder according to Example 1 described above, the magnetic powder according to Comparative Example 3 was prepared by reducing at a temperature of 900° C. without a calcination process.
도 4는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에 사용된 재료들을 나타내는 이미지이다. 4 is an image showing materials used in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에 사용된 일산화 코발트(CoO), 삼산화 사마륨(Sm2O3), 칼슘 아세트산 1 수화물(Ca(ac)2), 및 베이스 분말에 대해 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지를 나타내었다. 4 (a) to (d), cobalt monoxide (CoO), samarium trioxide (Sm 2 O 3 ), calcium acetic acid monohydrate (Ca ( ac) 2 ), and SEM (Scanning Electron Microscope) images for the base powder are shown.
도 4의 (a)에서 확인할 수 있듯이, 일산화 코발트(CoO)는 구형의 형상을 가지고 넓은 입도 분포를 갖는 분말이 응집되어 존재하는 것을 확인할 수 있었고, 도 4의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 삼산화 사마륨(Sm2O3)은 불규칙한 형상을 가지고 수 μm의 크기를 갖는 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었고, 도 4의 (c)에서 확인할 수 있듯이, 칼슘 아세트산 1 수화물(Ca(ac)2)은 대부분 로드(rod) 형상을 가지고 약 100 μm 크기의 분말 형태인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 4의 (d)에서 확인할 수 있듯이, 상기 베이스 분말은 상기 일산화 코발트(CoO), 삼산화 사마륨(Sm2O3), 및 칼슘 아세트산 1 수화물(Ca(ac)2)이 파쇄되어 혼합 분말의 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in (a) of Figure 4, it was confirmed that cobalt monoxide (CoO) has a spherical shape and powder having a wide particle size distribution is agglomerated, and as can be seen in Figure 4 (b), trioxide Samarium (Sm 2 O 3 ) was found to exist in a form having an irregular shape and a size of several μm, and as can be seen in FIG. 4 (c), calcium acetic acid monohydrate (Ca(ac) 2 ) was It was confirmed that most of them had a rod shape and were in the form of a powder with a size of about 100 μm. In addition, as can be seen in (d) of Figure 4, the base powder is the cobalt monoxide (CoO), samarium trioxide (Sm 2 O 3 ), and calcium acetic acid monohydrate (Ca(ac) 2 ) is crushed and mixed powder was found to exist in the form of
도 5는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 예비 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다. 5 is an image illustrating a change in a preliminary magnetic powder according to a change in a calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 5의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말을 준비하되, 베이스 분말을 하소하는 온도를 700℃, 800℃, 900℃, 및 1000℃로 제어하고, 각각의 온도에서 제조된 예비 자성 분말에 대해 SEM의 후방산란 전자에 의한 이미지를 관찰하여 나타내었다. 5(a) to (d), the magnetic powder according to Example 1 was prepared, but the temperature for calcining the base powder was controlled to 700°C, 800°C, 900°C, and 1000°C, respectively For the preliminary magnetic powder prepared at a temperature of
도 5의 (a) 내지 (d)에서 확인할 수 있듯이, 베이스 분말의 하소 온도가 증가함에 따라 분말의 크기가 증가하며, 혼합된 분말 간의 열분해 및 화학적 반응이 발생하여 원소들이 균일하게 재배치되면서 후방산란 전자에 의한 명암의 대비가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 900℃ 이상의 온도에서는, 이미지에서 보이는 흰색의 삼산화 사마륨(Sm2O3)이 칼슘과 코발트로 구성된 산화물 분말 안에 고립되어 존재하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from (a) to (d) of Figure 5, as the calcination temperature of the base powder increases, the size of the powder increases, and thermal decomposition and chemical reaction between the mixed powders occur, so that the elements are uniformly rearranged and backscattered It was confirmed that the contrast of light and dark was reduced by the electrons. In particular, at a temperature of 900° C. or higher, it was confirmed that the white samarium trioxide (Sm 2 O 3 ) shown in the image was isolated in the oxide powder composed of calcium and cobalt.
도 6은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다. 6 is an image illustrating a change in magnetic powder according to a change in calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 6의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 서로 다른 온도에서 하소된(700℃, 800℃, 900℃, 1000℃) 예비 자성 분말이 900℃에서 환원되어 제조된 자성 분말 각각에 대해 SEM 이미지를 나타내었다. 6 (a) to (d), the preliminary magnetic powder calcined at different temperatures (700 ° C, 800 ° C, 900 ° C, 1000 ° C) is reduced at 900 ° C. SEM for each of the prepared magnetic powder image is shown.
도 6의 (a) 및 (b)에서 확인할 수 있듯이, 700℃ 및 800℃의 하소 온도에서 제조된 자성 분말의 경우, 1 μm 이하의 직경을 갖는 분말이 좁은 입도 분포를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 6의 (c) 및 (d)에서 확인할 수 있듯이, 900℃ 및 1000℃의 하소 온도에서 제조된 자성 분말의 경우, 분말의 크기가 수십 nm 부터 수 μm의 직경을 가지며, 넓은 입도 분포를 가지는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from (a) and (b) of FIG. 6 , in the case of the magnetic powder prepared at the calcination temperature of 700° C. and 800° C., it was confirmed that the powder having a diameter of 1 μm or less had a narrow particle size distribution. On the other hand, as can be seen in (c) and (d) of Figure 6, in the case of the magnetic powder prepared at the calcination temperature of 900 °C and 1000 °C, the size of the powder has a diameter of several tens of nm to several μm, a wide particle size distribution was able to confirm that it has
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 변화를 나타내는 이미지이다. 7 and 8 are images showing changes in the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말을 준비하되, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량을 3g, 6g, 9g, 12g, 15g, 및 18g으로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 자성 분말에 대해 SEM 이미지를 나타내었다. 7 and 8, the magnetic powder according to Example 1 was prepared, but the content of calcium acetic acid monohydrate was controlled to 3 g, 6 g, 9 g, 12 g, 15 g, and 18 g, and prepared at each content. An SEM image of the magnetic powder is shown.
도 7 및 도 8에서 확인할 수 있듯이, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량이 증가함에 따라, 자성 분말의 크기는 수 μm에서 수백 nm까지 조절되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 12g의 첨가량부터 100~200 nm 직경의 자성 분말의 분포가 크게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 7 and 8, as the content of calcium acetic acid monohydrate increased, it was confirmed that the size of the magnetic powder was controlled from several μm to several hundreds of nm. In addition, it was confirmed that the distribution of the magnetic powder having a diameter of 100 to 200 nm increased significantly from the addition amount of 12 g.
도 9 및 도 10은 본 발명의 비교 예 1 및 실시 예 1에 따른 자성 분말을 비교하는 이미지이다. 9 and 10 are images comparing magnetic powders according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 비교 예 1에 따른 자성 분말에 대해 SEM 이미지를 나타내었고, 도 10의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말에 대해 SEM 이미지를 나타내었다. 구체적으로 도 9의 (a)는 비교 예 1의 0.25g 배치(batch) 상태의 SEM 이미지이고, 도 9의 (b)는 비교 예 1의 0.5g 배치(batch) 상태의 SEM 이미지이고, 도 10의 (a)는 실시 예 1의 0.5 g 배치(batch) 상태의 SEM 이미지이고, 도 10의 (b)는 실시 예 1의 1 g 배치(batch) 상태의 SEM 이미지이다. Referring to FIGS. 9 (a) and (b), an SEM image of the magnetic powder according to Comparative Example 1 is shown, and with reference to FIGS. 10 (a) and (b), according to Example 1 An SEM image of the magnetic powder is shown. Specifically, (a) of FIG. 9 is an SEM image of a 0.25 g batch state of Comparative Example 1, and FIG. 9 (b) is an SEM image of a 0.5 g batch state of Comparative Example 1, FIG. (a) is an SEM image of a 0.5 g batch state of Example 1, and FIG. 10 (b) is an SEM image of a 1 g batch state of Example 1.
도 9의 (a) 및 (b)에서 확인할 수 있듯이, 예비 자성 분말과 칼슘 환원제가 혼합되어 열처리된 상기 비교 예 1에 따른 자성 분말의 경우, 배치가 증가할수록 입자의 크기 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 10의 (a) 및 (b)에서 확인할 수 있듯이, 바닥에 깔린 칼슘 환원제 위에 예비 자성 분말이 위치한 상태에서 열처리된 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말의 경우, 배치가 증가함에도 불구하고 입자의 크기가 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in (a) and (b) of Figure 9, in the case of the magnetic powder according to Comparative Example 1, which is heat-treated by mixing the preliminary magnetic powder and the calcium reducing agent, it can be confirmed that the size of the particles also increases as the batch increases. there was. On the other hand, as can be seen in FIGS. 10 (a) and (b), in the case of the magnetic powder according to Example 1 that was heat-treated in a state where the preliminary magnetic powder was placed on the calcium reducing agent spread on the floor, the particles were increased despite the increase in the batch size. It can be seen that the size of the is maintained substantially constant.
도 11은 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 하소 온도의 변화에 따른 자성 분말의 구조 변화를 나타내는 그래프이다. 11 is a graph illustrating a change in the structure of a magnetic powder according to a change in a calcination temperature in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 11을 참조하면, 서로 다른 온도에서 하소된(700℃, 800℃, 900℃, 1000℃) 예비 자성 분말이 900℃에서 환원되어 제조된 자성 분말 각각에 대해 X-선 회절분석을 수행하여 나타내었다. Referring to FIG. 11 , X-ray diffraction analysis was performed on each of the magnetic powders prepared by reducing the preliminary magnetic powders calcined at different temperatures (700° C., 800° C., 900° C., and 1000° C.) at 900° C. It was.
도 11에서 확인할 수 있듯이, 700℃ 및 800℃의 하소 온도에서 제조된 자성 분말의 경우 Sm2Co17 단일상을 갖지만, 900℃ 및 1000℃의 하소 온도에서 제조된 자성 분말의 경우 Sm2Co17 및 SmCo5의 복합상을 갖는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 11 , the magnetic powder prepared at the calcination temperature of 700° C. and 800° C. has a single phase of Sm 2 Co 17 , but the magnetic powder prepared at the calcination temperature of 900° C. and 1000° C. has Sm 2 Co 17 and SmCo 5 .
도 12는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 구조 변화를 나타내는 그래프이다. 12 is a graph showing the structural change of the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 12를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말을 준비하되, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량을 3g, 6g, 9g, 12g, 및 15g으로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 자성 분말에 대해 X-선 회절분석을 수행하여 나타내었다. 도 12에서 확인할 수 있듯이, 모든 자성 분말은 Sm2Co17 상이 형성된 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 12 , a magnetic powder according to Example 1 was prepared, but the content of calcium acetic acid monohydrate was controlled to 3 g, 6 g, 9 g, 12 g, and 15 g, and X for the magnetic powder prepared at each content - Line diffraction analysis was performed and shown. As can be seen in FIG. 12 , it was confirmed that the Sm 2 Co 17 phase was formed in all magnetic powders.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예 1에 따른 자성 분말의 제조 과정에서 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량 변화에 따른 자성 분말의 특성 변화를 나타내는 그래프이다. 13 and 14 are graphs showing changes in the properties of the magnetic powder according to the change in the content of calcium acetic acid monohydrate in the manufacturing process of the magnetic powder according to Example 1 of the present invention.
도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말을 준비하되, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량을 3g, 6g, 9g, 12g, 15g, 및 18g으로 제어하고, 각각의 함량으로 제조된 자성 분말에 대해 진동시료 자화율 측정기의 측정을 실시하여 나타내었다. 보다 구체적으로, 도 14는 자화율 분석은 외부자기장의 크기가 최대 2.5 Tesla 조건에서 측정되었을 때, 최대자기에너지적((BH)max, MGOe), 정렬도(Mr/Ms), 보자력(Hc, kOe), 잔류자화(Mr, emu/g), 및 포화자화(Ms, emu/g)를 나타낸다. 13 and 14, the magnetic powder according to Example 1 was prepared, but the content of calcium acetic acid monohydrate was controlled to 3 g, 6 g, 9 g, 12 g, 15 g, and 18 g, and prepared at each content. The magnetic powder was measured by a vibratory sample susceptibility meter and shown. More specifically, FIG. 14 shows that the magnetic susceptibility analysis shows the maximum magnetic energy product ((BH) max , MGOe), the degree of alignment (M r /M s ), and the coercive force (H) when the magnitude of the external magnetic field is measured under the condition of up to 2.5 Tesla. c , kOe), residual magnetization (M r , emu/g), and saturation magnetization (M s , emu/g).
도 13 및 도 14에서 확인할 수 있듯이, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량이 3g ~ 15g으로 증가함에 따라 최대자기에너지적, 정렬도, 보자력, 및 잔류자화가 증가하지만, 15g을 기점으로 상술된 특성들이 소폭 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 실시 1예에 따른 자성 분말을 제조하는 경우, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량을 15g 이하로 제어함에 따라, 자성 분말의 자성 특성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 상술된 <표 2>를 통해 알 수 있듯이, 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량이 15g인 경우, 사마륨(Sm)에 대한 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량은 38 at%이므로, 희토류 원소 대비 칼슘 아세트산 1 수화물의 함량을 38 at% 이하로 제어함에 따라, 자성 분말의 자성 특성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. As can be seen in FIGS. 13 and 14 , as the content of calcium acetic acid monohydrate increases from 3 g to 15 g, the maximum magnetic energy, alignment, coercive force, and residual magnetization increase. decrease could be observed. That is, it can be seen that when the magnetic powder according to Example 1 of the present invention is manufactured, the magnetic properties of the magnetic powder can be improved by controlling the content of calcium acetic acid monohydrate to 15 g or less. In addition, as can be seen from <Table 2> above, when the content of calcium acetic acid monohydrate is 15 g, the content of calcium acetic acid monohydrate with respect to samarium (Sm) is 38 at%, so calcium acetic acid monohydrate compared to rare earth elements It can be seen that the magnetic properties of the magnetic powder can be improved by controlling the content of the magnetic powder to 38 at% or less.
도 15는 본 발명의 실시 예 2에 따른 자성 분말의 진동시료 자화율 측정 결과를 나타내는 그래프이고, 도 16은 본 발명의 실시 예 2에 따른 자성 분말의 X-선 회절분석 결과를 나타내는 그래프이다. 15 is a graph showing the measurement result of the vibration sample susceptibility of the magnetic powder according to Example 2 of the present invention, and FIG. 16 is a graph showing the result of X-ray diffraction analysis of the magnetic powder according to Example 2 of the present invention.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 실시 예 2에 따른 자성 분말에 대해 진동시료 자화율을 측정하여 도 15에 나타내었고, X-선 회전분석을 수행하여 그 결과를 도 16에 나타내었다. 도 15 및 도 16에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 2에 따른 자성 분말은 0.98의 높은 정렬도(Mr/Ms)를 나타내고, 측정 범위를 벗어난 높은 보자력을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 또한, X-선 회절분석 결과로부터 SmCo5 단일상이 형성된 것을 확인할 수 있었고, 정렬 전 상기 자성 분말은 등방성 회절 피크(peak)가 나타난 것과 달리 정렬 후 상기 자성 분말은 (002) 회절 피크가 강하게 형성된 이방성의 특징을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 15 and 16 , the susceptibility of a vibration sample was measured for the magnetic powder according to Example 2 and shown in FIG. 15 , and X-ray rotation analysis was performed and the results are shown in FIG. 16 . 15 and 16 , it was confirmed that the magnetic powder according to Example 2 exhibited a high degree of alignment (M r /M s ) of 0.98 and had a high coercive force outside the measurement range. In addition, it was confirmed from the X-ray diffraction analysis result that a single phase of SmCo 5 was formed. Unlike the isotropic diffraction peak of the magnetic powder before alignment, the magnetic powder after alignment had a (002) diffraction peak strongly formed. It was confirmed that anisotropic characteristics were exhibited.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예 1, 비교 예 2, 및 비교 예 3에 따른 자성 분말의 특성을 비교하는 그래프이다. 17 and 18 are graphs comparing properties of magnetic powders according to Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 of the present invention.
도 17 및 도 28을 참조하면, 상기 실시 예 1, 비교 예 2, 및 비교 예 3에 따른 자성 분말을 준비한 후, 각각의 자성 분말에 대해 진동시료 자화율 측정기의 측정을 실시하여 나타내었다. 보다 구체적으로, Condition 1(검은선)은 비교 예 2를 나타내고, Condition 2(빨간선)은 비교 예 3을 나타내고, Condition 3(파란선)은 3.3 g의 칼슘 아세트산 1 수화물로 제조된 실시 예 1을 나타내고, Condition 4(핑크선)은 15g의 칼슘 아세트산 1 수화물고 제조된 실시 예 1을 나타낸다. 각각의 조건은 아래의 <표 3>을 통해 정리된다. 17 and 28, after the magnetic powders according to Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 were prepared, each magnetic powder was measured by a vibratory sample susceptibility meter. More specifically, Condition 1 (black line) represents Comparative Example 2, Condition 2 (red line) represents Comparative Example 3, and Condition 3 (blue line) represents Example 1 prepared with 3.3 g of calcium acetic acid monohydrate. , and Condition 4 (pink line) shows Example 1 prepared with 15 g of calcium acetic acid monohydrate. Each condition is summarized in <Table 3> below.
도 17 및 도 18에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예 2 및 비교 예 3에 따른 자성 분말의 경우 2개 이상의 복합상으로 이루어지며, 국부적으로 조성이 불균일한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 15g의 칼슘 아세트산 1 수화물로 제조된 실시 예 1에 따른 자성 분말의 최대자기에너지적((BH)max, MGOe)이 가장 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 볼밀 공정 및 하소 공정이 생략된 상태에서 제조된 상기 비교 예 2에 따른 자성 분말 및 하소 공정이 생략된 상태에서 제조된 상기 비교 예 3에 따른 자성 분말은 15g의 칼슘 아세트산 1 수화물로 제조된 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말과 비교하여 최대자기에너지적((BH)max, MGOe)이 현저하게 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIGS. 17 and 18 , in the case of the magnetic powder according to Comparative Example 2 and Comparative Example 3, two or more complex phases were formed, and it was confirmed that the composition was locally non-uniform. In addition, it was confirmed that the maximum magnetic energy product ((BH) max , MGOe) of the magnetic powder according to Example 1 prepared with 15 g of calcium acetate monohydrate was highest. In particular, the magnetic powder according to Comparative Example 2 prepared in a state where the ball mill process and the calcination process were omitted and the magnetic powder according to Comparative Example 3 prepared in a state in which the calcination process was omitted were prepared with 15 g of calcium acetic acid monohydrate. It was confirmed that the maximum magnetic energy product ((BH) max , MGOe) was significantly lower than that of the magnetic powder according to Example 1.
도 19 및 도 20은 본 발명의 비교 예 1 및 실시 예 1에 따른 자성 분말의 특성을 비교하는 그래프이다. 19 and 20 are graphs comparing the properties of the magnetic powder according to Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
도 19 및 도 20을 참조하면, 상기 비교 예 1 및 실시 예 1에 따른 자성 분말에 대해 진동시료 자화율 측정기의 측정을 실시하여 나타내었다. 구체적으로, 도 19는 비교 예 1의 0.25g 배치(batch) 상태 및 0.5g 배치(batch) 상태를 측정하여 나타내었고, 도 22는 실시 예 1의 0.25g 배치(batch) 상태, 0.5g 배치(batch) 상태, 및 1g 배치(batch) 상태를 측정하여 나타내었다. Referring to FIGS. 19 and 20 , the magnetic powder according to Comparative Examples 1 and 1 was measured by a vibration sample susceptibility meter and shown. Specifically, Figure 19 is shown by measuring the state of the 0.25g batch (batch) and 0.5g batch (batch) state of Comparative Example 1, Figure 22 is the 0.25g batch (batch) state of Example 1, 0.5g batch ( batch) state, and 1g batch (batch) state was measured and shown.
도 19에서 확인할 수 있듯이, 예비 자성 분말과 칼슘 환원제가 혼합되어 열처리된 상기 비교 예 1에 따른 자성 분말의 경우, 배치(batch)가 증가함에 따라 보자력의 감소폭이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 20에서 확인할 수 있듯이, 바닥에 깔린 칼슘 환원제 위에 예비 자성 분말이 위치한 상태에서 열처리된 상기 실시 예 1에 따른 자성 분말의 경우, 배치(batch)가 증가함에도 불구하고 보자력이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in FIG. 19 , in the case of the magnetic powder according to Comparative Example 1, which was heat-treated by mixing the preliminary magnetic powder and the calcium reducing agent, it was confirmed that the decrease in the coercive force was large as the batch increased. On the other hand, as can be seen in FIG. 20 , in the case of the magnetic powder according to Example 1 heat-treated in a state where the preliminary magnetic powder is positioned on the calcium reducing agent spread on the floor, the coercive force is substantially constant despite the increase in batches was confirmed to be maintained.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 자성 분말을 제조하는 경우, 예비 자성 분말을 환원하는 과정에서, 칼슘 환원제를 바닥에 깔고 칼슘 환원제 상에 예비 자성 분말을 배치한 상태에서 열처리함에 따라, 자성 분말의 자성 특성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, in the case of manufacturing the magnetic powder according to an embodiment of the present invention, in the process of reducing the preliminary magnetic powder, a calcium reducing agent is laid on the floor and heat treatment is performed in a state in which the preliminary magnetic powder is disposed on the calcium reducing agent, the magnetic powder It can be seen that the magnetic properties of the
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 혼합 분말
110: 제1 소스 분말
120: 제2 소스 분말
130: 첨가제
200: 베이스 분말
300: 예비 자성 분말
400: 자성 분말100: mixed powder
110: first source powder
120: second source powder
130: additive
200: base powder
300: preliminary magnetic powder
400: magnetic powder
Claims (14)
상기 베이스 분말을 하소하여, 상기 첨가제가 열분해된 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말의 반응물질을 포함하는 예비 자성 분말을 제조하는 단계; 및
상기 예비 자성 분말을 환원시켜, 상기 희토류 원소 및 상기 금속 원소의 화합물의 단일상을 갖는 자성 분말을 제조하는 단계를 포함하는, 자성 분말의 제조 방법.
preparing a base powder by crushing a mixed powder in which a first source powder containing a rare earth element, a second source powder containing a metal element, and an additive containing calcium are mixed;
calcining the base powder to prepare a preliminary magnetic powder including a reactant of calcium monoxide (CaO) in which the additive is thermally decomposed and the second source powder; and
and reducing the preliminary magnetic powder to prepare a magnetic powder having a single phase of a compound of the rare earth element and the metal element.
상기 예비 자성 분말을 제조하는 단계에서, 상기 베이스 분말의 하소 온도는 700℃ 이상 900℃ 미만인 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
In the preparing of the preliminary magnetic powder, the calcination temperature of the base powder is 700°C or more and less than 900°C.
상기 혼합 분말 내에서, 상기 칼슘의 함량은 상기 희토류 원소 대비 38 at% 이하인 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
In the mixed powder, the content of the calcium is 38 at% or less compared to the rare earth element.
상기 예비 자성 분말을 환원시켜 상기 자성 분말을 제조하는 단계에서,
상기 예비 자성 분말은 환원제와 함께 열처리되되, 상기 환원제 상에 상기 예비 자성 분말이 배치된 상태에서, 상기 예비 자성 분말이 열처리되는 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
In the step of preparing the magnetic powder by reducing the preliminary magnetic powder,
The magnetic preliminary powder is heat-treated together with a reducing agent, in a state in which the preliminary magnetic powder is disposed on the reducing agent, the magnetic preliminary powder is heat-treated.
상기 베이스 분말을 제조하는 단계는,
상기 제1 소스 분말, 상기 제2 소스 분말, 및 상기 첨가제를 혼합하여 혼합 분말을 준비하는 단계; 및
상기 혼합 분말을, 볼 밀링(ball milling)하여 파쇄하는 단계를 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
The step of preparing the base powder,
preparing a mixed powder by mixing the first source powder, the second source powder, and the additive; and
Method for producing a magnetic powder comprising the step of crushing the mixed powder by ball milling (ball milling).
상기 자성 분말을 제조하는 단계 이후, 상기 첨가제가 열분해된 상기 일산화 칼슘(CaO)을 제거하는 단계를 더 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
After the step of producing the magnetic powder, the method for producing a magnetic powder further comprising the step of removing the calcium monoxide (CaO) to which the additive is thermally decomposed.
상기 희토류 원소는 사마륨(Sm), 네오디뮴(Nd), 란타넘(La), 세륨(Ce), 및 프라세오디뮴(Pr) 중 어느 하나를 포함하고,
상기 금속 원소는 코발트(Co), 철(Fe), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 크로뮴(Cr), 주석(Sn), 안티모니(Sb), 하프늄(Hf), 망간(Mn), 비스무스(Bi), 및 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
The rare earth element includes any one of samarium (Sm), neodymium (Nd), lanthanum (La), cerium (Ce), and praseodymium (Pr),
The metal elements are cobalt (Co), iron (Fe), copper (Cu), zirconium (Zr), chromium (Cr), tin (Sn), antimony (Sb), hafnium (Hf), manganese (Mn), A method for producing a magnetic powder comprising any one of bismuth (Bi) and nickel (Ni).
상기 자성 분말은, Sm2Co17 단일상을 갖는 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a magnetic powder, wherein the magnetic powder has a Sm 2 Co 17 single phase.
상기 첨가제는, 칼슘 아세트산 1 수화물(Calcium acetate monohydrate, Ca(C2H3O2)·H2O)을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
According to claim 1,
The additive is a method for producing a magnetic powder comprising calcium acetate monohydrate (Ca(C 2 H 3 O 2 )·H 2 O).
상기 베이스 분말을 하소하여, 상기 첨가제가 열분해된 일산화 칼슘(CaO)과 상기 제2 소스 분말의 반응물질을 포함하는 예비 자성 분말을 제조하는 단계; 및
상기 예비 자성 분말을 환원시켜, 단일상의 사마륨-코발트(Sm-Co) 자성 분말을 제조하는 단계를 포함하되,
상기 혼합 분말 내의 상기 사마륨 및 상기 코발트의 함량과 상기 베이스 분말의 하소 온도를 제어하여, Sm2Co17 또는 SmCo5 중 어느 하나의 단일상을 제조하는 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
preparing a base powder by crushing the mixed powder in which the first source powder containing samarium (Sm), the second source powder containing cobalt (Co), and the additive containing calcium are mixed;
calcining the base powder to prepare a preliminary magnetic powder including a reactant of calcium monoxide (CaO) in which the additive is thermally decomposed and the second source powder; and
Reducing the preliminary magnetic powder to prepare a single-phase samarium-cobalt (Sm-Co) magnetic powder,
Controlling the content of the samarium and the cobalt in the mixed powder and the calcination temperature of the base powder to prepare a single phase of either Sm 2 Co 17 or SmCo 5 .
상기 혼합 분말 내에서, 상기 사마륨 함량 대비 상기 코발트의 함량이 7.3 at% 내지 8.5 at%로 제어되는 경우, 상기 자성 분말은 Sm2Co17 단일상을 갖는 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
In the mixed powder, when the content of cobalt relative to the samarium content is controlled to be 7.3 at% to 8.5 at%, the magnetic powder has a Sm 2 Co 17 single phase.
상기 베이스 분말의 하소 온도는 700℃ 이상 900℃ 미만인 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The method for producing a magnetic powder comprising a calcination temperature of the base powder is 700 ℃ or more and less than 900 ℃.
상기 혼합 분말 내에서, 상기 사마륨 함량 대비 상기 코발트의 함량이 4.5 at% 내지 5.0 at%로 제어되는 경우, 상기 자성 분말은 SmCo5 단일상을 갖는 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
When the content of cobalt relative to the content of samarium in the mixed powder is controlled to be 4.5 at% to 5.0 at%, the magnetic powder includes a SmCo 5 single phase.
상기 베이스 분말의 하소 온도는 700℃ 이상 900℃ 미만인 것을 포함하는 자성 분말의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The method for producing a magnetic powder comprising a calcination temperature of the base powder is 700 ℃ or more and less than 900 ℃.
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