일반기술

TB-DY-FE 자기변형 합금 복합체 및 그 제조 방법

본 기술은 간편한 공정과 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 사용 주파수를 용이하게 증가시킬 수 있으며, 자기적 및 기계적으로 우수한 특성을 갖는 Tb-Dy-Fe 자기변형 합금 복합체와 그 제조방법에 관한 것이다.기존의 방향성 응고법은 다수의 공정 조건을 정확하게 제어하는 것이 요구되기 때문에, 공정상의 어려움이 있고, 이에 따라 Terfenol-D 합금을 제조하기 위한 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 기존의 Terfenol-D 합금에서는 사용 주파수를 증가시키기 위해, 금속 Terfenol-D 합금을 1mm 두께의 박판으로 절단한 다음, 이 박판을 적층하는 방법을 사용하였는데, 이 방법은 사용 주파수를 20 kHz까지는 올릴 수 있는 것으로 보고되고 있지만, 합금이 매우 경하고 취성이 크기 때문에 상당한 기술적인 난점이 있음은 물론, 얇은 박판으로 절단하는 과정에서 재료의 소실이 발생하는 비경제적인 문제점이 있다.반면, 본 기술에서는 간단한 공정과 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 사용 주파수를 용이하게 증가시킬 수 있으며, 우수한 물성을 갖는 Tb-Dy-Fe 자기변형 합금 복합체를 제조할 수 있다본 기술에 의한 Tb-Dy-Fe 자기변형 합금 복합체는 Tb 10 원자%, Dy 23 원자% 및 Fe 67 원자%인 합금(상업명 Terfenol-D) 분말을 중합체 결합제로 사용하여 벌크화시킴으로써 제조된 거대 자기변형 특성을 가진다. Tb-Dy-Fe 자기변형 합금 복합체는 Tb 10 원자%, Dy 23 원자% 및 Fe 67 원자%인 합금(상업명 Terfenol-D)을 통상의 진공유도 용해법 또는 진공아크 용해법을 통하여 잉고트를 제조하고, 이것을 질소 또는 아르곤 가스 등의 불활성 분위기하에서 분쇄하여 분말의 크기를 평균 입도 11 내지 160 ㎛로 한 다음, 중합체 결합제를 10 내지 40 부피%범위에서 혼합하여 0.1 내지 2.0 GPa의 성형압력으로 자장 또는 무자장 분위기하에서 성형한 다음, 최종적으로 150℃에서 경화시키는 공정에 의하여 제조된다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, Tb-Dy-Fe 자기변형 합금 복합체를 제조하는 방법이 일방향 응고법에 비해 공정 조건의 제어가 상대적으로 까다롭지 않기 때문에, 전체적으로 공정이 간편하면서도 제조 비용이 저렴하게 된다. 또한, 제조된 Terfenol-D 복합체는 절연체인 고분자 결합제를 상당량 함유하고 있기 때문에 비저항이 크고, 이에 따라 와전류에 의한 손실이 작게 되므로, 사용 주파수를 증가시킬 수 있게 되며, 공정 조건의 제어에 의해 다양한 물성 혹은 우수한 자기적 및 기계적 특성을 갖는 복합체를 얻을 수 있는 효과가 있다