Sm-Co 자석은 현재 널리 사용 및 연구되고 있는 Nd 자석에 비해 높은 고온 자기 특성으로 군용장비, 자동차 시장에서 주목을 받고 있다. Sm은 Nd계 자석의 Nd에 비해 가격이 1/3 수준으로 저렴하여 원료 확보가 용이하며, 고온 안정성으로 인하여 보다 넓은 응용분야에 활용될 것으로 기대되어 연구 가치가 높다. 일반적으로 Sm₂Co17 계 자석은 소결 및 용체화 처리를 통해 과포화 고용체를 만든 후, 약 800~850 ℃에서 등온 열처리 및 서냉 후 약 400 ℃에서 등온 열처리 공정을 거친다. 주상인 Sm₂Co17 상의 형성 및 결정립 내에 SmCo5 상의 형성을 통해 Cell 구조를 형성함으로써 고온에서의 안정적인 자기 특성을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 Sm-Co 상용 자석을 활용하여, 용체화 처리, 1차 등온 열처리, 서냉 및 2차 등온 처리의 온도 및 시간에 따른 자기특성 변화 관찰을 통해 최적의 공정조건을 탐색하고, 주상 및 Cell boundary의 형성 여부, 연속성, Z-phase 형성, 용질 원자의 분포도 등 미세구조 분석을 통해 자기특성과의 상관관계를 연구하였다.
Sm-Co magnets are attracting attention, especially in the military equipment and automobile market due to their high-temperature magnetic properties such as coercivity. Sm has an approximately three times lower price compared to Nd of Nd magnets which have been widely used. The ease of securing raw materials and its potential for high-temperature application make Sm-Co magnets highly valuable for research. In Sm₂Co17 magnets, the supersaturated phase is formed by solution treatment after the sintering. Then it undergoes a two-step heat treatment process consisting of isothermal heat treatment at around 850 ℃ for about 20 hours, followed by annealing at around 400 ℃ for about 10 hours. By forming a cell structure through the formation of SmCo5 boundary phase covering the Sm₂Co17 main phase, high coercivity can be achieved. In this study, we find the optimal process conditions by investigating microstructures and magnetic properties with different heat treatment conditions including solution treatment, 1st isothermal aging, and 2nd isothermal aging step. We investigate the correlation between magnetic properties and microstructure such as the formation of the main phase, boundary phase, and z-phase, continuity, and distribution of solute atoms.