SMCO 자석(사마륨 코발트 자석)
SmCo 자석의 개발 역사
1960년대 초, 칼 스트르나트와 동료들은 사마륨-코발트 합금의 특별한 자기 특성을 발견하여 자기 성능과 고온 안정성 측면에서 SmCo 자석의 큰 잠재력을 확인했습니다. 이 결과는 특히 뛰어난 온도 안정성이 필요한 분야에서 산업 응용 분야를 근본적으로 변화시켰습니다.
네오디뮴 자석은 에너지 생산량과 자기 강도가 높아 오늘날 가장 많이 사용되는 강력한 자석 중 하나이지만, 고온 안정성 덕분에 최대 300°C 이상의 온도에서도 자기 성능을 유지할 수 있는 SmCo 자석의 큰 장점이 있습니다. 따라서 SmCo 자석은 고온에서 작동해야 하는 환경에서 매우 중요합니다.
SmCo 자석의 특성
SmCo 자석의 가장 큰 장점 중 하나는 자화에 대한 저항력이 뛰어나다는 점입니다. 어떤 변화에도 견딜 수 있는 우수한 자기 특성을 가지고 있습니다. 강한 자기장에서도 물질의 자기 특성을 유지할 수 있으며 쉽게 자성을 잃지 않습니다. 그러나 동시에 이것은 SmCo 자석이 자석에 필요한 자화 에너지를 견디기 위해 쌍극자 모멘트를 한 방향으로 조직하기 위해 더 강한 자기장을 가지고 있다는 것을 의미하기도 합니다.
SmCo 자석은 300°C의 온도에서 열 성능이 뛰어나며, 일부 고급 등급의 자석은 더 높은 온도에서도 작동할 수 있습니다. 까다로운 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 또한 내식성이 뛰어나 습한 환경이나 기타 까다로운 조건에서도 안정적인 자기 특성을 유지할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 SmCo 자석의 생산 비용이 높은 이유는 Sm과 Co가 매우 희귀하고 생산이 복잡하고 힘들기 때문입니다.
| 속성 | 페라이트 | NdFeB | SmCo | 알니코 |
|---|---|---|---|---|
| 리맨언스(Br) | 0.2-0.42 T | 1.05-1.45 T | 0.8-1.1 T | 0.6-1.15 T |
| 강제성(Hcj) | 220-260 kA/m | 875-2786 kA/m | 1200-1500 kA/m | 10-96 kA/m |
| 최대 에너지 제품 | 0.8-4.1 MGOe | 26-55 MGOe | 15-23 MGOe | 1.2-12 MGOe |
| Temp. Coefficient | -0.2%/℃ | -0.12%/℃ | -0.04%/℃ | -0.02%/℃ |
| 최대 작동 온도 | 250℃ | 80-200℃ | 250-350℃ | 450-550℃ |
| 비용 | 매우 낮음 | 높음 | 매우 높음 | Medium |
SmCo5 자기 특성
| 등급 | 잔존 유도 Br | 강압적 힘 Hcb | 내재적 강제력 Hcj | 최대 에너지 제품 (BH)최대 | 밀도 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KGs | KA/m | KOe | KA/m | KOe | KJ/m3 | MGOe | g/cm3 | |
| XG16/20 | 0.82±0.03 | 8.2±0.3 | 621 | 7.8 | 1440 | 18 | 120 | 15 | 8.3 |
| 16/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG18/18 | 0.86±0.03 | 8.6±0.3 | 653 | 8.2 | 1280 | 16 | 136 | 17 | 8.3 |
| 18/20 | 1440 | 18 | |||||||
| 18/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG20/18 | 0.90±0.03 | 9.0±0.3 | 677 | 8.5 | 1280 | 16 | 152 | 19 | 8.3 |
| 20/20 | 1440 | 18 | |||||||
| 20/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG22/15 | 0.95±0.03 | 9.5±0.3 | 701 | 8.8 | 1120 | 14 | 168 | 21 | 8.3 |
| 22/18 | 1280 | 16 | |||||||
| 22/20 | 1440 | 18 | |||||||
| XG24/15 | 1.00±0.03 | 10.0±0.3 | 733 | 9.2 | 1040 | 14 | 184 | 23 | 8.3 |
Sm2Co17 자기 특성
| 등급 | 리맨언스 유도 Br | 강압적 힘 Hcb | 내재적 강제력 Hcj | 최대 에너지 제품 (BH)최대 | 밀도 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T | KGs | KA/m | KOe | KA/m | KOe | KJ/m3 | MGOe | g/cm3 | |
| XG22/25 | 0.97±0.03 | 9.7±0.3 | 717 | 9.0 | 2000 | 25 | 176 | 22 | 8.4 |
| 22/30 | 2240 | 28 | |||||||
| 22/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG24/25 | 1.03±0.03 | 10.3±0.3 | 733 | 9.2 | 2000 | 25 | 192 | 24 | 8.4 |
| 24/30 | 2240 | 28 | |||||||
| 24/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG26/10 | 1.06±0.03 | 10.6±0.3 | 598 | 7.5 | 800 | 10 | 200 | 25 | 8.4 |
| XG26/16 | 1.08±0.03 | 10.8±0.3 | 677 | 8.5 | 1120 | 14 | 200 | 25 | 8.4 |
| 26/20 | 757 | 9.5 | 1440 | 18 | |||||
| 26/25 | 1760 | 22 | |||||||
| 26/30 | 2080 | 26 | |||||||
| 26/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG28/16 | 1.10±0.03 | 11.0±0.3 | 701 | 8.8 | 1040 | 13 | 216 | 27 | 8.4 |
| 28/20 | 765 | 9.6 | 1440 | 18 | |||||
| 28/25 | 1760 | 22 | |||||||
| 28/30 | 2080 | 26 | |||||||
| 28/35 | 2560 | 32 | |||||||
| XG30/12 | 1.13±0.03 | 11.3±0.3 | 637 | 8.0 | 800 | 10 | 232 | 29 | 8.4 |
| 30/15 | 717 | 9.0 | 1040 | 13 | |||||
| 30/20 | 757 | 9.5 | 1440 | 18 | |||||
| 30/25 | 1760 | 22 | |||||||
| XG32/12 | 1.15±0.03 | 11.5±0.3 | 637 | 8.0 | 800 | 10 | 248 | 31 | 8.4 |
| 32/15 | 717 | 9.0 | 1040 | 13 | |||||
| 32/20 | 765 | 9.6 | 1440 | 18 | |||||
SmCo 자석: SmCo5 및 Sm2Co17 유형
SmCo5 자석은 영구 자석 중 가장 초기의 사마륨-코발트 형태입니다. 코발트 함량이 낮기 때문에 성능이 상대적으로 낮습니다. 주로 적당한 자기 에너지 제품이 필요한 경우에 사용됩니다.
SmCo5 자석의 가격은 Sm2Co17 자석보다 상대적으로 저렴합니다. Sm2Co17 자석은 코발트 함량이 더 높은 사마륨-코발트 자석의 고급 버전입니다. 따라서 성능이 매우 우수합니다. 주로 높은 자기 에너지 제품이 필요한 애플리케이션에 사용됩니다.
SmCo 자석의 응용
SmCo 자석의 중요한 장점 중 하나는 내식성이며, 해양 분야나 항공우주 산업과 같은 열악한 환경에서 자주 사용됩니다.
SmCo 자석은 고온을 견디는 능력으로 인해 자동차 기술에서 가장 널리 사용됩니다. 이 자석은 전기 자동차 구동계, 액추에이터 및 모터에 사용되었습니다.
작은 크기, 뛰어난 성능, 온도 안정성이 중요한 위성 시스템, 미사일 유도 시스템, 자기 액추에이터 등 다양한 방위 및 항공 우주 애플리케이션에 사용됩니다.
SmCo 자석의 가격 동향
전체적으로 SmCo 자석의 가격은 가격 불안정성 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 게다가 SmCo 자석은 주로 사마륨(Sm)과 코발트(Co)로 구성되며, 이 중 사마륨은 희토류 원소에 속합니다. 희토류 원소의 추출과 공급은 제한되어 있으며, 전 세계적으로 수요가 증가함에 따라 희토류 원소의 희소성은 더욱 악화되고 있습니다. 사마륨의 희소성은 원자재 가격의 변화로 이어져 결과적으로 SmCo 자석의 생산 비용과 시장 가격에 영향을 미칩니다.
또한 SmCo 자석의 제조 공정은 특히 고온과 고압이 가해지는 소결 단계가 까다롭고 어렵습니다. 이러한 제조 문제는 생산 비용 증가로 이어져 원하는 제품의 가격을 상승시킵니다.