Trend in Research and Development Related to Lean Heavy Rare-earth Permanent Magnets for Next-generation Motors

21세기 인류가 추구하는 ‘저탄소 녹색성장 사회’를 구현 하기 위해 친환경 자동차, 에너지 절전형 가전제품, 그리 고 신재생 에너지 생산용 주요부품의 매우 중요한 기반 기술이 모터용 Nd계 벌크 자석기술이다. 이것은 전체 전 력소비량의 약 50%가 모터구동에 사용된다는 점으로부터 쉽게 이해할 수 있다. 예를 들어, 자동차 시장의 경우 동 력을 내연기관 등에 의존하던 것이 하이브리드 자동차 (HEV)와 전기자동차(EV)와 같이 모터구동방식으로의 전 동화가 급속한 발전을 보이고 있어 2020년에는 HEV, EV 세계시장이 연간 1000만대 이상으로 확대될 것으로 예상 되고 있다. 현시점에서는 전지의 비용과 탑재 가능한 용량 의 문제로, 모터는 내연기관의 보조로서 사용하는 것이 일 반적이지만 장기적인 관점에서 이 주종관계는 역전하여 비효율 내연기관은 이동체에서 완전히 사라질 것으로 예 상된다. 이륜차분야에도 오토바이나 자전거의 전동화가 확대되고 있다. 특히 중국에서는 정부의 환경대책의 영향 으로 도시부의 전동바이크가 확대되고 있어, 연간 2000만 대를 넘는 시장을 형성하고 있다. 일본에서는 전동보조자 전거 시장이 연간 40만대를 넘어 이륜차 시장을 추월했다. 이처럼 전동화가 가속되고 있는 것은 자동차와 이륜차뿐 만 아니다. 건축기계 분야에서도 하이브리드화가 급속하 게 진행되어 2020년에는 연간 1만2000대 정도까지 시장 이 확대 될 것으로 예측되고 있다. 내연기관 대신 모터를 사용하는 이유는 매우 명확하다. 모터를 사용하는 편이 에 너지 효율이 높기 때문이다. 내연기관에서는 발생하는 에 너지에서 운동에너지로 변환하는 비율이 최대 30% 정도 이다. 만일 고성능 모터를 사용하는 것이 가능하면 투입한 전기에너지의 90% 가까이를 운동에너지로 변환시킬 수 있다. 게다가, 감속시에 모터를 발전기로 이용하여 회생 전력도 얻을 수 있다. 이것은 내연기관에서는 불가능한 것이다. 이와 같은 배경에서, 앞으로 HEV, EV의 구동모터에서 에너지 절약형 에어컨용 압축기모터, 세탁기 드럼 구동모 터, 공작기기와 산업로봇용 모터에 이르기까지 다용하게 사용되고 있는 모터의 성능향상은 매우 중요하고 이를 위 해서 Nd계 고특성 벌크자석이 반드시 필요하다. 예를 들 어 HEV 1대에는 약 1 kg, EV 1대에는 약 2 kg의 Nd계 벌크자석이 사용되고 있고 그 수요는 지속적으로 증가하 고 있다. 이처럼 Nd계 벌크자석의 수요 증가 추세에서 한 가지 주목할 점은 높은 잔류자속밀도를 요구하는 수요에 서 높은 보자력을 요구하는 수요로 변화하고 있다는 점이