韓国材料研究院（ＫＩＭＳ）ナノ材料研究本部のキム・テフン上級研究員とイ・ジョング博士の研究チームが延世（ヨンセ）大学のイ・ウヨン教授の研究チームとの共同研究を通じて高価なレアアースを使わずに高性能の永久磁石を作れる独自の新規粒界拡散工程を世界で初めて開発した。

永久磁石は電気自動車のモーターやロボットなど多様な高付加価値製品に核心部品として使われる。従来の永久磁石製造工程は中国が独占的に生産するレアアースに依存しており、資源依存度が高く原価が高いという限界があった。研究チームは従来の永久磁石工程の短所を克服するために高価なレアアースを使わずにハイエンド級の強力な性能を出す永久磁石の開発に成功した。技術の核心は２段階粒界拡散工程だ。

粒界拡散工程は磁石の性能を向上させるための技術だ。磁石に必要な物質を磁石の表面に薄く吹き付け、高温で熱処理をすると物質が磁石内部に浸透し保磁力（磁石が磁性を維持する能力）など性能を向上させられる。

研究チームが開発した２段階粒界拡散工程は１段階で高融点金属が含まれた新物質を永久磁石の表面に高温浸透させ常温で冷却処理した後、２段階で低価格のプラセオジム含有物質を再塗布して高温処理する方式だ。この技術は研究チームが新たに明らかにした粒界拡散工程で発生する非正常な結晶粒粗大化現象（粒界拡散により小さな結晶が徐々に大きくなる特異現象。物質の粒界拡散効率を低下させ磁気的性能を減少させる）を抑制し、粒界拡散効率を向上させたのが特徴だ。これを通じて拡散物質が磁石内部に早く浸透し、プラセオジムを使ったのにレアアースを使った商用磁石と同等の４５ＳＨ～４０ＵＨの性能を持つほど保磁力が向上した。

この技術が商用化されれば、高効率モーターを要求する電気自動車、ドローン、フライングカーのような高付加価値産業分野で永久磁石の製造コスト節減と性能向上をいずれもクリアできると期待される。

研究責任者であるキム・テフン上級研究員は「現在電気自動車と高級家電のモーターに使われる磁石には高価なレアアース使用が避けられないが、レアアース資源の偏重と高価格により世界のすべての研究者が磁石内のレアアースを減らしたり代替できる技術開発に集中しているが数年にわたり足踏みしている状況。本技術は新しい概念の導入を通じて高級磁石製造でレアアース依存を脱却する可能性を示し、さらには永久磁石分野の核心工程である粒界拡散工程関連研究が進むべき新しい方向を提示した」と話した。これに加えて、「本技術が商用化されれば韓国が永久磁石技術分野で最も核心的な部分を先取りする初めての事例になるだろう」と伝えた。

本研究成果は科学技術情報通信部と韓国研究財団ナノ素材技術開発事業の支援を受けて進、められた。研究結果は世界的学術誌「アクタ・マテリアリア」に１２月２４日付でオンライン掲載された。