강력한 플라즈마 에너지로 원재료를 증발·냉각시켜 나노 크기의 분말을 만드는 공정을 개발했습니다. 물질이 나노 형태로 변하면 자기적 성질이 급격히 높아지는 특성을 활용한 것으로, 대량 생산의 길을 열었으며 망간과 비스무스 등을 활용한 새로운 합금 연구를 이어가고 있습니다.
수급이 불안정하고 비싼 희토류 원소를 다른 종류로 대체하는 저감형 자석을 개발했습니다. 자석 분말의 산화를 막기 위해 밀폐된 공간에서 방향을 정렬해 압축하는 "자장성형", 고온의 열로 입자를 뭉치는 "소결", 표면에 물질을 도포해 강화하는 과정 등 엄격한 6단계 공정을 거쳐 제조됩니다. 이 자석은 전기차 모터 등이 노출되는 고온 환경에서도 우수한 성능을 유지할 수 있도록 설계되었습니다.
비희토류(망간-비스무스 등) 자석 연구
영상에 나온 최철진 박사팀의 "망간-비스무스(Mn-Bi)" 기반 자석이나 나노 분말 기술 역시 일본의 대학 및 연구소에서 활발히 연구해 온 분야입니다.
다만, 망간-비스무스 자석의 경우 분말을 뭉치는 고온 과정에서 성질이 변해 대량 생산(벌크화)이 까다롭다는 치명적인 단점이 있었습니다. 이 부분에서 한국재료연구원이 특수한 저온 소결 공정을 설계해 세계 최고 수준의 성능으로 대량 생산·상용화 단계에 먼저 진입하며 일본 등 기술 선진국을 앞서나가기 시작한 상황입니다.
요약하자면 일본은 자석 원천 기술을 쥐고 있는 강력한 경쟁국이며 유사한 "희토류 탈피" 기술을 오래전부터 개발해 왔습니다. 하지만 영상에 소개된 한국 연구진의 성과는 그동안 일본과 중국에 의존하던 자석 기술을 국산화하는 것을 넘어, 특정 공정과 성능 면에서 세계 최고 수준을 달성해 기술 주도권을 가져왔다는 점에서 매우 큰 의미가 있습니다.
일본은 기존에 자신들이 꽉 잡고 있던 네오디뮴 자석 체제 안에서 "희토류를 재활용하거나 조금씩 덜 쓰는 방향"의 상용화에 집중해 왔습니다.
한국은 아예 판도를 바꾸기 위해 "희토류가 전혀 안 들어가는 망간-비스무스 같은 차세대 자석"의 핵심 난제를 먼저 해결하여 세계 최초 상용화 타이틀을 거머쥐게 된 것입니다.
