strategic elements project of japan
TRANSCRIPT
ISSN (Print) 1598-5385
ISSN (Online) 2233-6648
โชํด์ค๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society 24(6), 197-201 (2014) http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2014.24.6.197
โ 197 โ
Strategic Elements Project of Japan
Pan-Kyu Choi*
MTI Co., Ltd., Pyeongtaek 451-833, Korea
(Received 10 December 2014, Received in final form 16 December 2014, Accepted 16 December 2014)
As the importance of rare metal is increasing globally, Japan introduced the concept of Strategic Elements in 2004, and started
Strategic Elements Project in 2007. The Goal of this project run by MEXT (Ministry of Education, Culture, Sports, Science and
Technology) is to develop high-function materials and components that do not use rare or harmful elements by studying the role and
characteristics of the elements that compose materials and components and decide their functions and characteristics. In September
2010, Japanese coast guard arrested a Chinese fishing boat near Senkaku Islands (Diaoyudao Islands by China), which escalated to the
territory issue and eventually a big diplomatic and economic conflict. In order to put pressure on Japanese Government, China used an
economic option, which is the ban of rare earth export to Japan. This incident doubled Japanโs motivation to develop Strategic
Elements and put more efforts into this Project. MEXT set the following three research areas in February 2012: Study of alternative
materials using sufficient and harmless elements, Study of applications for the high-functions of Strategic Elements, Study of practical
design for components using Strategic Elements. Through a course of gathering the opinion of professionals, MEXT settled down with
the following 4 research and study areas for the Strategic Elements Project in June 2012. 1. Magnetic materials to replace Dy, Nd. 2.
Catalyst/Battery materials to replace Pt, Rh/Li, Co. 3. Electronic materials to replace In, Ta. 4. Structural materials to replace Nb, Mo.
This paper deals with the first area and reviews the results of the research and study as of now.
Keywords : strategic elements, rare element, rare metal, magnetic materials
์ผ๋ณธ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ
์ตํ๊ท*
(์ฃผ)MTI, ๊ฒฝ๊ธฐ ํํ์ ์ฒญ๋ถ๋ฉด ๋ฐฑ๋ด๊ธธ 27, ํํ๋น A-309, 451-833
(2014๋ 12์ 10์ผ ๋ฐ์, 2014๋ 12์ 16์ผ ์ต์ข ์์ ๋ณธ ๋ฐ์, 2014๋ 12์ 16์ผ ๊ฒ์ฌํ์ )
์ ์ธ๊ณ์ ์ผ๋ก ํฌ์๊ธ์์ ์ค์์ฑ์ด ๋์์ง๊ณ ์๋ ๊ฐ์ด๋ฐ ์ผ๋ณธ์ 2004๋ ๋ถํฐ ์์์ ๋ต ๊ฐ๋ ์ ๋์ ํ๊ณ 2007๋ ๋ถํฐ๋ ์์์
๋ต์ฌ์ ์ ์ถ์งํ๊ฒ ๋์๋ค. ์ผ๋ณธ์ ๋ฌธ๋ถ๊ณผํ์ฑ์ โ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธโ๋ ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๊ณ ๊ทธ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ํน์ฑ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์
์์ ์ญํ ๊ณผ ์ฑ๊ฒฉ์ ์ฐ๊ตฌํ๊ณ , ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ฌ๋ฃ์ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ํน์ฑ์ ๋ฐํ๊ธฐ๊ตฌ๋ฅผ ๋ช ํํ ๊ท๋ช ํจ์ผ๋ก์จ, ํฌ์์์๋ ์ ํด์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง
์๋ ๊ณ ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ฐ์ง ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ๊ณ ์๋ค. ํนํ, 2010๋ 9์ ์ผ๋ณธ๋ช ์ผ์นด์ฟ ๋ ๋(์ค๊ตญ๋ช ๋์ค์๋ค์ค
)์์ ์ค๊ตญ์ด์ ๊ณผ ์ผ๋ณธ์์์ ์ด ์ถฉ๋ํ๋ ์ฌ๊ฑด์ด ์ผ์ด๋์, ์ค๊ตญ์ด์ ์ ๋ํฌํ์ฌ ์ํ ๋ฌธ์ , ์ธ๊ต, ๊ฒฝ์ ๊ฐ๋ฑ์ผ๋ก๊น์ง ํ์ฐ๋์๋ค.
์ผ๋ณธ์ด ๊ตญ๋ด๋ฒ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ฌ๋ฒ์ฒ๋ฆฌ ํ๋ คํ์, ์ค๊ตญ์ด ๊บผ๋ธ ์นด๋๊ฐ ํฌ์๊ธ์์ ์ผ๋ณธ์์ถ๊ธ์ง์๋ค. ์ด ๋๋ถํฐ ์๊ธฐ๊ฐ์ ๋๋ ์ผ๋ณธ
์ ๋์ฑ๋ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ์ ๋ฐ์ฐจ๋ฅผ ๊ฐํ๊ธฐ ์์ํ๋ค. ์ผ๋ณธ์ ๋ถ๋ ํ๋ถํ๊ณ ๋ฌดํดํ ์์์ ์ํ ๋์ฒด์ฌ๋ฃ์ ์ฐ๊ตฌ, ์ ๋ต์์์
์ ํจ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ณ ํ์ฉ, ์์์ ํจ์ด์ฉ์ ์ํ ์ค์ฉ์ฌ๋ฃ์ค๊ณ๊ธฐ์ ๋ฑ 3๊ฐ์ง ์ ์์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌํ ๋ง๋ฅผ 2012๋ 2์์ ๊ณต๋ชจํ์ฌ, 2012๋ 6์
โ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธโ ์ฐ๊ตฌ์์ญ๊ณผ ์ฐ๊ตฌ๊ฑฐ์ 4๊ตฐ๋ฐ๋ฅผ ์ฑํํ์๋ค. 1. Dy, Nd ๋ฑ์ ๋์ฒดํ ๋ชฉ์ ์ ์์ฑ์ฌ๋ฃ์์ญ. 2. Pt, Rh/Li, Co
๋ฑ์ ๋์ฒดํ ๋ชฉ์ ์ ์ด๋งค/์ ์ง์ฌ๋ฃ์์ญ. 3. In, Ta ๋ฑ์ ๋์ฒดํ ๋ชฉ์ ์ ์ ์์ฌ๋ฃ์์ญ. 4. Nb, Mo ๋ฑ์ ๋์ฒดํ ๋ชฉ์ ์ ๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ์
์ญ. ๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ์์์ ๋ต์ 4๊ฐ์ ์์ญ ์ค์์ ์์ฑ์ฌ๋ฃ์์ญ์ ํ์ฌ๊น์ง์ ์ฐ๊ตฌ๋ํฅ์ ๋ํด์ ๊ธฐ์ ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
์ฃผ์ ์ด :์์์ ๋ต, ํฌ์์์, ํฌ์๊ธ์, ์์ฑ์ฌ๋ฃ
ยฉ The Korean Magnetics Society. All rights reserved.
*Corresponding author: Tel: +82-10-4216-9744,
Fax: +82-31-682-5095, e-mail: [email protected]
โ 198 โ ์ผ๋ณธ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ โ์ตํ๊ท
I. ์์์ ๋ต์ด๋
์ผ๋ณธ์ ๊ฒฝ์ ์ ๋ฌธ๊ฐ๋ค์ 2050๋ ์๋ ํ์ฌ ๋งค์ฅ๋์ ์๋ฐฐ์
๊ธ์์์์ด ํ์ํ๋ค๊ณ ํ๋จํ๊ณ ์๋ค. 2050๋ ์ ๊ฑฐ์ ๋ค ๊ณ
๊ฐ๋๋ ๊ธ์์ผ๋ก๋ ์ฒ (Fe), ํฌ๋กฌ(Cr), ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด(Mo), ํ ์คํ
(W), ์ฝ๋ฐํธ(Co), ๋ฐฑ๊ธ(Pt), ํ๋ผ๋(Pd) ๋ฑ ์ด๋ฉฐ, 2050๋ ๊น์ง
ํ์ฌ ๋งค์ฅ๋์ 2๋ฐฐ ์ด์์ ์ฌ์ฉ๋์ด ๋ ๊ธ์์ ๋ง๊ฐ(Mn), ์
์ฐ(Zn), ๋ฉ(Pb), ๊ตฌ๋ฆฌ(Cu), ๋์ผ(Ni), ์ฃผ์(Sn), ์ํฐ๋ชฌ(Sb), ๋ฆฌ
ํฌ(Li), ์(Ag), ์ธ๋(In), ๊ธ(Au), ๊ฐ๋ฅจ(Ga) ๋ฑ ์ด๋ผ๊ณ ํ๋จํ
๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ๊ธ์์์์ ์ค์์ฑ์ด ๊ณ ์กฐ๋๋ ๊ฐ์ด๋ฐ, ํนํ
2010๋ ์ค์ผ๊ฐ์ ํฌํ ๋ฅํ๋์ผ๋ก ๋์ฑ๋ ๊ธ์์์ ๋ฐ ํฌ์์
์์ ์ ๋ต์ ํ๋ณด๊ฐ ๊ตญ๊ฐ์ฐ์ ๋ฐ์ ์ ์ค์ํ ์์๊ฐ ๋์๋ค.
Table I์ ๊ฐ์ข ํฌ์์์์ ๋งค์ฅ๋๊ณผ ์์ฐ๋์ ๋ํ๋ธ๋ค.
โ์์์ ๋ตโ์ด๋ผ๋ ๋จ์ด๊ฐ ์ผ๋ณธ์์ ์ฒ์ ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒ์ 2004
๋ ์ผ๋ณธ๊ณผํ๊ธฐ์ ์งํฅ๊ธฐ๊ตฌ (JST)๊ฐ ํ์ฝ๋ค์์ ์ฃผ์ตํ ์ผ๋ณธ์
์ ๋ช ํ ํํ์๋ค์ ์ํฌ์ต์์ ์๋ค. โ์์์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ต๋ํ
์ผ๋ก ๋ฐํํ์ฌ ์ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ์คํํ๋คโ ๋ผ๋ โ์์๊ณผํโ์ ๊ฐ๋
์ ์ข๋ ๋ฐ์ ์ํค๊ธฐ ์ํด์ ๋๊ฒฝ๋ํ์ ๋์นด๋ฌด๋ผ ์์ด์ด์น
(ไธญๆ ไธ) ๊ต์๊ฐ ์ฒ์์ผ๋ก โ์์์ ๋ตโ์ด๋ผ๋ ๊ฐ๋ ์ ๋ฐํ
ํ๋ค. โ์์๊ณผํโ์ ๊ฒฝ์ฐ ์์๋ฅผ ๊ณผํ์ ์ผ๋ก ํด๋ช ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก
Table I. Reserves and production of a variety of rare elements.
USGS Mineral Commodity Summaries 2013์ผ๋ก๋ถํฐ ์์ฑ
์์๋ฒํธ
์์๊ธฐํธ
์์๋ช ๋งค์ฅ๋ ์ด์์ฐ๋ 1์ ์์ฐ๋ 2์ ์์ฐ๋ 3์ ์์ฐ๋
03 Li ๋ฆฌํฌ 13,000,000 37,000 ์น ๋ , ํธ์ฃผ 13,000 - - ์ค๊ตญ 6,000
04 Be ๋ฒ ๋ฆด๋ฅจ - 230 ๋ฏธ๊ตญ 200 ์ค๊ตญ 25 ๋ชจ์ ๋นํฌ 2
05 B ๋ถ์ 210,000 4,000 ํฐํค 2,500 ์๋ฅดํจํฐ๋ 600 ์น ๋ 500
22 Ti ํ์ดํ๋ 6,550,000 190,000 ์ค๊ตญ 80,000 ์ผ๋ณธ, ๋ฌ์์ 40,000 - -
23 V ๋ฐ๋๋ 14,000,000 63,000 ์ค๊ตญ 23,000 ๋จ์๊ณต 22,000 ๋ฌ์์ 16,000
24 Cr ํฌ๋กฌ 460,000 24,000 ๋จ์๊ณต 11,000 ์ธ๋, ์นด์ํ์คํ 3,800 - -
25 Mn ๋ง๊ฐ 630,000 16,000 ๋จ์๊ณต 3,500 ํธ์ฃผ 3,400 ์ค๊ตญ 3,000
27 Co ์ฝ๋ฐํธ 75,000,000 110,000 ์ฝฉ๊ณ 60,000 ์ค๊ตญ 7,000 ์บ๋๋ค 6,700
28 Ni ๋์ผ 75,000,000 2,100,000 ํ๋ฆฌํ 330,000 ์ธ๋๋ค์์ 320,000 ๋ฌ์์ 270,000
32 Ge ๊ฒ๋ฅด๋ง๋ - 128,000 ์ค๊ตญ 90,000 ๋ฌ์์ 5,000 ๋ฏธ๊ตญ 3,000
34 Se ์ ๋ ๋ฅจ 98,000 2,000 ๋ ์ผ, ์ผ๋ณธ 650 - - ๋ฒจ๊ธฐ์ 200
38 Sr ์คํธ๋ก ํฌ 6,800,000 380,000 ์ค๊ตญ 190,000 ์คํ์ธ 145,000 ๋ฉ์์ฝ 31,500
39 Y ์ดํธ๋ฅจ 540,000 8,900 ์ค๊ตญ 8,800 ์ธ๋ 56 ๋ธ๋ผ์ง 15
40 Zr ์ง๋ฅด์ฝ๋ 48,000,000 1,420,000 ํธ์ฃผ 610,000 ๋จ์๊ณต 400,000 ์ค๊ตญ 150,000
41 Nb ๋์ด์ค๋ธ 4,000,000 69,000 ๋ธ๋ผ์ง 63,000 ์บ๋๋ค 5,000 ๊ธฐํ 700
42 Mo ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด 11,000,000 250,000 ์ค๊ตญ 105,000 ๋ฏธ๊ตญ 57,000 ์น ๋ 35,300
46 Pd ํ๋ผ๋ 66,000,000 200,000 ๋ฌ์์ 82,000 ๋จ์๊ณต 72,000 ์บ๋๋ค 13,000
49 In ์ธ๋ - 670 ์ค๊ตญ 390 ํ๊ตญ, ์ผ๋ณธ, ์บ๋๋ค 70 - -
51 Sb ์ํฐ๋ชฌ 1,800,000 180,000 ์ค๊ตญ 150,000 ๋จ์๊ณต 10,000 ๋ณผ๋ฆฌ๋น์ 4,000
52 Te ํ ๋ฃจ๋ฅจ 24,000 - ๋ฌ์์, ์ผ๋ณธ 35 - - ์บ๋๋ค 10
73 Ta ํํ๋ผ 150,000 765 ๋ชจ์ ๋นํฌ 260 ๋ธ๋ผ์ง 180 ์ฝฉ๊ณ 95
74 W ํ ์คํ 3,200,000 73,000 ์ค๊ตญ 62,000 ๋ฌ์์ 3,300 ์บ๋๋ค 2,000
75 Re ๋ ๋ 2,500,000 52,000 ์น ๋ 27,000 ๋ฏธ๊ตญ 9,400 ํด๋๋ 6,200
78 Pt ๋ฐฑ๊ธ - 179,000 ๋จ์๊ณต 128,000 ๋ฌ์์ 26,000 ์ง๋ฐ๋ธ์จ 11,500
83 Bi ๋น์ค๋ฌดํธ 320,000 7,400 ์ค๊ตญ 6,000 ๋ฉ์์ฝ 1,000 ๋ณผ๋ฆฌ๋น์, ์บ๋๋ค 100
RE ํฌํ ๋ฅ 110,000,000 110,000 ์ค๊ตญ 95,000 ๋ฏธ๊ตญ 7,000 ํธ์ฃผ 4,000
Fig. 1. The concept of strategy elements.
๊ณผํ์๋ค๋ง์ด ์ฐ๊ตฌํ๋ฉด ๋๋ค๋ ์๋ฏธ์ด์ง๋ง, โ์ ๋ตโ์ด๋ผ๋ ๋จ
์ด๋ฅผ ๋ถ์ธ ๊ฒ์ ๊ณผํ์๋ค ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ฐ์ ๊ณ์์ ์ฐ๊ณ๋ ํ
์๊ฐ ๋์ด์ผ ํ๋ค๋ ๊ฐ๋ ์ด์๋ค. ํํ ์ด์ธ์ ๊ธ์, ์ ๊ธฐ(้ป
โชํด์ค๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society Vol. 24, No. 6, December 2014 โ 199 โ
ๆฉ), ์๋์ฐจ์ ๊ณ์์ ์ฐ๊ณ๊ฐ ๊ผญ ํ์ํ๋ค๋ ๊ฒ์ด์๋ค. Fig. 1
์ ์์์ ๋ต์ ๊ฐ๋ ๋๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
์์์ ๋ต์ ํ๋ถ์ ๋ต์ผ๋ก ๊ฐ๋์ ๋ต, ๋์ฒด์ ๋ต, ์ํ์ ๋ต, ๊ท
์ ์ ๋ต์ ๊ธฐ๋ณธ์ ๋ต 4๊ฐ์ง๊ฐ ์๋ค. ๊ฐ๋์ ๋ต์ ์ ๋ต์์์ ๊ณ
๋ํ์ฉ์ ์ํด ํฌ์์์๋ ๊ท์ ์์์ ์ฌ์ฉ์ ์ต๋ํ ์ค์ด๋
๊ฒ์ด๋ฉฐ, ๋์ฒด์ ๋ต์ ํฌ์์์๋ ์ ํด ยท ๊ท์ ์์๋ฅผ ๋ค๋ฅธ ์ ์
์ฉ์ดํ๊ณ ๋ฒ์ฉํ๋ฉฐ ๋ฌดํดํ ์์๋ก ๋์ฒดํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ํ์ ๋ต
์ ํฌ์์์์ ํ์์ํ์์คํ ์ ๊ตฌ์ถํ๋ ๊ฒ์ด๋ฉฐ, ๊ท์ ์ ๋ต
์ ํฌ์์์๋ ํ๊ฒฝ์ดํ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋๋ ์ฐ๋ ค๊ฐ ์๋ ์์์ ๋
ํ ๊ท์ ๋ฅผ ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ต๊ทผ์๋ ์์ ยท ์๋์ง์ ๋ต, ์ง์ ์ฌ
์ฐ์ ๋ต, ์ธ๊ต์ ๋ต ๋ฑ์ ์ธ๋ถ์ ๋ต์ด ์ถ๊ฐ๋์ด ์ด์๋๊ณ ์๋ค.
II. ์ผ๋ณธ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ
2007๋ ์ผ๋ณธ์ ๊ฒฝ์ ์ฐ์ ์ฑ๊ณผ ๋ฌธ๋ถ๊ณผํ์ฑ์ ๊ณต๋๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ์ผ
๋ก ์ค์ง์ ์ธ โ์์์ ๋ตโ Project๋ฅผ ์์ํ์๋ค. ์์์ ๋ต์ ๋ฐ
๋ผ ๊ธฐ์กด์ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๋ค์ํ ์๊ฐ์์ ์ ๊ทผํ์ฌ ์๋ก์ด ๊ธฐ๋ฅ์
์ฐพ์๋ด๋ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์ฌ, ํจ์จ์ ์ธ ์ฌ๋ฃ์ด์ฉ ๊ธฐ์ ๊ณผ ์ ์กฐ๊ณต
์ ๊ธฐ์ ์ ๊ฐ๋ฐํจ์ผ๋ก์จ ํฌ์ ยท ๋ถ์กฑ ์์์ ๊ณ ๊ฐ์ ๋์ฒํ
๊ณ , ์ ํด ๋ฌผ์ง ยท ์ฌ๋ฃ ์ฌ์ฉ๋์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ค์ผ ์ ์๋ ๋
์ฒด ์ฌ๋ฃ์ ๊ธฐ์ ์ ์ ๊ณตํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ํ์๋ค. ๋ฌดํดํ ์
์ ยท ๋ฌผ์ง์ ์ด์ฉํ ๋์ฒด์ฌ๋ฃ ์ฐ๊ตฌ, ์ ๋ต ์์์ ์ ํจ๊ธฐ๋ฅ ๊ณ
๋(้ซๅบฆ) ํ์ฉ, ์ค์ฉ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ ๊ธฐ์ ๋ฑ 3๊ฐ ์ฃผ์ ์ ๋ํด 16
๊ฐ ๊ณผ์ ๋ฅผ ์ ์ ํ์๋ค. Table II์ ๊ทธ 16๊ฐ ๊ณผ์ ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
2012๋ ์ ์ด๋ฅด๋ฌ ๋ํ๊ณผ ๊ตญ๋ฆฝ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ์์ค์ ์
๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ณํด ํ๋์ ํ๋ก์ ํธ์ ๊ฐ์ด ์ด์ํด์ผ ํ ํ์
์ฑ์ด ์ ๊ธฐ๋๋ฉด์ ๋ฌธ๋ถ๊ณผํ์ฑ์ 2012๋ 7์์ ๊ฑฐ์ ํ์ฑํ โ์
์์์ ๋ต Projectโ์ ๋ฐ์กฑ์์ผฐ๋ค. ์ฌ๋ฃ๋ถ์ผ์์ ์ธ๊ณ ์ต๊ณ ์
์ค์ ์ํ์ฐ๊ตฌ๊ฑฐ์ ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํ๋ฆฝํ๋ค๋ ๋ชฉํ ํ์ ํฌํ ๋ฅ
๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๋ ์ ์ฌ๋ฃ๊ฐ๋ฐ์ ๋ชฉํ๋ก ํ์๋ค. ์์์ฌ๋ฃ, ์ด
๋งค ยท ์ ์ง์ฌ๋ฃ, ์ ์์ฌ๋ฃ, ๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ ๋ฑ 4๊ฐ ๋ถ์ผ์์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ
๋ฐ์ ์ถ์งํ๋ค.
์์์ฌ๋ฃ ๋ถ์ผ๋ ์์์ฑ๋ฅ์ ๊ด์ฌํ๋ ๊ฐ ์์์ ์ญํ ์ ํด
์ํ๊ณ ํฌํ ๋ฅ ์๊ตฌ์์๊ณผ ์ฑ๋ฅ์ ๋๋ฑํ์ง๋ง ๋์คํ๋ก์(Dy),
๋ค์ค๋์(Nd) ๋ฑ์ ํฌ์์์๋ฅผ ์ด์ฉํ์ง ์๋ ์๋ก์ด ์์์
๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๋ณด์๋ ฅ(Coercivity) ๋ฐ์์๋ฆฌ๋ฅผ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ํด
๋ช ํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ํ๊ณ ๋ํ์ฐ๊ตฌ์๋ก (๋ )๋ฌผ์ง ยท ์ฌ๋ฃ์ฐ๊ตฌ
๊ธฐ๊ตฌ(NIMS)์ ํ๋ก์ฌ์ ์ฌํ ์( ๅฒ) ๋ฐ์ฌ๊ฐ ์ ์ ๋์๋ค.
ํ๋ก์ฌ์ ์ฌํ ์ ๋ฐ์ฌ๋ ์ค๋ฏธํ ๋ชจํน์๊ธ์(ํ ํํ์น๊ธ์)์
์ ์ฌ๊ฐ์ ๋ง์ฌํ (ไฝๅท ไบบ) ๋ฐ์ฌ์ ๊ฐ์ด ๋ค์ค๋์์์
(Nd-Fe-B์์)์ ๊ฐ๋ฐํ ์ธ๋ฌผ๋ก ๋๋ฆฌ ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ๋ํ ์ด
ํ๋ก์ ํธ์๋ NIMS์ ํธ์ฐ๋ ธ ์นด์ฆํ๋ก( ้ ๅๅ) ๋ฐ์ฌ์
๋๋ถ๋ํ์ ์ค๊ธฐ๋ชจํ ์ฌํ ์(ๆๆฌ ่ซญ) ๊ต์๋ ์์๋์ด ์์ด,
๊ฐ๊ฐ ๋ณด์๋ ฅ์ ๋ฐ์์๋ฆฌ ์ฐ๊ตฌ์ ํฌ์์์๋ฅผ ๋์ฒดํ๋ ์์์ฐ
๊ตฌ์ ๋ฆฌ๋๋ก ํ๋ํ๊ณ ์๋ค.
์ด๋งค ยท ์ ์ง์ฌ๋ฃ ๋ถ์ผ๋ ์ด๋งค๋ ์ด์ฐจ์ ์ง ๋ถ์์ฌ์ ๋ํด ๊ณ
์ฒด, ๊ธฐ์ฒด, ์ก์ฒด ์ํ์์์ ์์ ์ํธ๋ฐ์์ ํด์ํ๊ณ ๊ท๊ธ์
์ด๋ ๋ฐฑ๊ธ, ๋ก๋(Rh)/๋ฆฌํฌ, ์ฝ๋ฐํธ ๋ฑ์ ํฌ์์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง
์๋ ๋์ฒด ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ๋ํ์ฐ๊ตฌ์๋ก ๋๊ฒฝ
๊ณต์ ๋ํ์ ํธ์๋ ธ ํ๋ฐ์ค(็ดฐ้ ็ง้) ๊ต์๊ฐ ์ ์ ๋์๋ค. ์ปด
ํจํฐ, ๋์งํธ์นด๋ฉ๋ผ, ์ค๋งํธํฐ ๋ฑ์ ์ด์ฉ๋๋ ๊ฒ์ด ๋ฆฌํฌ์ด์จ
์ ์ง(2์ฐจ์ ์ง)์ด๋ฉฐ, ์๋์ฐจ์ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค์ ์ ํ์ฅ์น๋ก ์ฌ์ฉ๋
๋ ๊ฒ์ด ๋ฐฑ๊ธ์ด๋งค์ด๋ค. ๋ฐฑ๊ธ์กฑ ์์์ ์ ๋ฐ ์ ๋๊ฐ ๋ฐฐ๊ธฐ๊ฐ์ค
์ ํ์ ์ด๋งค๋ก ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋, ๊ทธ ๊ณต๊ธ์ ๋จ์ํ๋ฆฌ์นด
Table II. 2007 Research project of strategy elements.
๊ณผ์ ๋ช ์ฐ๊ตฌ๋จ์ฒด
1. ํ๋ถํ๊ณ ๋ฌดํดํ ์์ ํน์ ๋ฌผ์ง์ ์ด์ฉํ ๋์ฒด์ฌ๋ฃ ์ฐ๊ตฌ1. ๊ณ ๋ถ์ฐ ๊ท๊ธ์ ๋ฏธ๋๋ฉํ ์ด๋งค์ ๋ฌผ์ง์ค๊ณ ๋ฐ ํ๋ก์ธ์ฑ ๊ตฌ๋ง๋ชจํ ๋ํ(โ08 ์ฑํ)
1. ํ๊ท๊ธ์์ ๋ชฉํ๋ก ํ ๋๋ ธ์ ์ ์๊ธฐํ์ฑ ์ด๋งค ์ ๊ท ๋ฐ๊ตด ์์๋ ฅ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ๊ธฐ๊ตฌ(โ07 ์ฑํ)
1. ๊ท๊ธ์ ํ๋ฆฌ(Free) ยท ๋๋ ธํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ์ด๋งค ์ฐฝ์ ํ์นด์ด๋๋ํ(โ08 ์ฑํ)
1. ๊ท๊ธ์ ๋์ฒด๋ถ์์ด๋งค๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ํ์์ ์ธ ์๋์ง๋ณํ ์์คํ ๊ฐ๋ฐ ๊ท์๋ํ(โ08 ์ฑํ)
1. ํฌํ ๋ฅ ์์ ์กฐ์ฑ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ด๋ฐฉ์ฑ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฒด ์์์ ๊ฐ๋ฐ ํํ์น๊ธ์(โ07 ์ฑํ)
1. ITO ๋์ฒด๋ก ์ด์ฐํํฐํ๊ณ ํฌ๋ช ๋ ์ ๊ทน์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋ฐ ๊ฐ๋๊ฐ์๊ณผํ๊ธฐ์ ์์นด๋ฐ๋ฏธ(โ07)
1. ์์ (ๅฃ้ป)ํ๋ก ํฐ์ด ๊ฐ์ฒ์ ์ํ ๋ฐ๋ฅจ๊ณ ์ ๊ท ๊ฑฐ๋์ ์์ฌ๋ฃ ์ฐฝ์กฐ ์ผ๋ง๋์๋ํ(โ07 ์ฑํ)
1. ์๋ฃจ๋ฏธ๋ ์๊ทน์ฐํ๋ง์ ์ด์ฉํ ์ฐจ์ธ๋ ๋ถํ๋ฐ์ฑ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ๊ฐ๋ฐ ๋ฌผ์ง ยท ์ฌ๋ฃ์ฐ๊ตฌ๊ธฐ๊ตฌ(โ07 ์ฑํ)
1. ๋ณตํฉ๊ณ๋ฉด์ ์ด๋ฅผ ํตํ ๋ฐฑ๊ธ์กฑ ์์ Free ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์์ฑ์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋ฐ ์ธ ์ฟ ๋ฐ๋ํ(โ09 ์ฑํ)
1. ์ ๊ธฐ๋ถ์๋ฅผ ํ๋ฌผ์ง๋ก ์ด์ฉํ 2์ฐจ์ ์ง ๊ณ ์ฑ๋ฅํ ๋ฐ ์ถฉ๋ฐฉ์ ๊ธฐ๊ตฌ ํด๋ช ์ค์ฌ์นด๋ํ(โ09 ์ฑํ)
1. ํ๊ฒฝ ์นํ์ ์ธ ํฌ์คํธ ๋ฆฌ๋ฅจ์ด์จ2์ฐจ์ ์ง ์ฐฝ์กฐ ๊ท์๋ํ(โ09 ์ฑํ)
1. ์์ฐ์ ๋์ฒดํ๋ ์ฉ์ตAlํฉ๊ธ๊ณ ๋๊ธ์ ํตํ ํ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๊ฐํ ๊ฐ๋ฐ ๋์ฟ๊ณต์ ๋ํ(โ07 ์ฑํ)
2. ์ ๋ต์์์ ์ ํจ ๊ธฐ๋ฅ ๊ณ ๋(้ซๅบฆ) ํ์ฉ1. ์ฌ๋ฃ ์ ๋น์ฟผํฐ์ค ์์ํ๋์ ๋ต ๋์ฟ๊ณต์ ๋ํ(โ08 ์ฑํ)
1. ์๋ธ ๋๋ ธ ๊ฒฉ์๋ฌผ์ง ์ค ์์๊ฐ ์ ๋ฐํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฅ ๋ํธ์ฟ ๋ํ(โ07 ์ฑํ)
1. ๊ท์ ์ฐ์๊ณ ํํฉ๋ฌผ์ ์ ๋ฐํฉ์ฑ์ ํตํ ๊ธฐ๋ฅ์ค๊ณ ์์ธ๋ค๋ํ(โ08 ์ฑํ)
3. ์์์ ์ ํจ ์ด์ฉ์ ์ํ ์ค์ฉ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ๊ธฐ์ 1. ํํํฌํ ์ ๋(ๅ)์ ์ ๊ฐํ ๋ค์๊ณ ๊ธฐ๋ฅ์ฌ๋ฃ์ ์ ๋ฐ์ ์ด ๊ตํ ๋ํ(โ09 ์ฑํ)
โ 200 โ ์ผ๋ณธ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ โ์ตํ๊ท
๋ฑ์ ์ผ๋ถ ๊ตญ๊ฐ์ ์์กดํ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์
ํ ๊ฒ์ด ์ด ํ๋ก์ ํธ์ ๊ณผ์ ์ด๋ค.
์ ์์ฌ๋ฃ ๋ถ์ผ๋ ๊ธฐ์ด๋ฌผ๋ฆฌ, ๊ณ์ฐ๊ณผํ, ์ฒจ๋จํด์๊ธฐ์ ์ ์ตํฉ
ํด ๋ฐ๋์ฒด, ํฌ๋ช ์ ๊ทน ยท ๋ฐ๋์ฒด, ์ ์ ์ฒด ๋ฑ ์ ์๋ถํ ์ฌ๋ฃ๊ฐ๋ฐ
์ ์ธ๋, ํํ๋ผ(Ta) ๋ฑ์ ๋์ฒดํ๋ ์๋ก์ด ๋์ฒด์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋ฐ์
๋ชฉํ๋ก ๋ํ์ฐ๊ตฌ์๋ก ๊ตํ ๋ํ์ ํ๋์นด ์ธ ๋คํ๋ก(็ฐไธญ ๅบธ่ฃ)
๊ต์๊ฐ ์ ์ ๋์๋ค. ์ก์ ๋์คํ๋ ์ด, ์ ๊ธฐEL ๋ฑ์๋ ์ธ๋, ๋ฐ
๋์ฒด ์ ์กฐ๊ณต์ ์๋ ๊ฐ๋ฅจ, ๋น์(As) ๋ฑ์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌ
ํ ํฌ์์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ ๋์ฒด์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ์ด ์ด
ํ๋ก์ ํธ์ ๋ชฉํ์ด๋ค.
๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ ๋ถ์ผ๋ ๊ธฐ์ด๊ณผํ ๋จ๊ณ๋ถํฐ ์ฌ๋ฃ์ ๊ฐ๋๋ ์ธ์ฑ๊ณผ
๊ฐ์ ์๋ฐ๋ ์ฑ์ง์ ํด์ํด ๋์ด์ค๋ธ, ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด ๋ฑ์ ํฌ์์
์๋ฅผ ๋ํญ ์ค์ธ ๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ์ ๋์ฒด์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ชฉํ๋ก ๋ํ์ฐ
๊ตฌ์๋ก ๊ตํ ๋ํ์ ํ๋์นด ์ด์ฌ์ค(็ฐไธญ ๅ) ๊ต์๊ฐ ์ ์ ๋์
๋ค. ๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ๋ ํฐ ์ ๋ฐ, ํญ๊ณต๊ธฐ, ๋น๋ฉ๋ถํฐ, ์์ ๊ณจํ์ฑ ๋ฑ์
์คํฌ์ธ ์ฉํ๊น์ง ์์ค๊ณผ ์ธ๋ ฅ์ผ๋ก๋ถํฐ ํ์์ ๋ณดํธํ๊ธฐ ์ํด
์ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ก์๋ ์ฒ , ์๋ฃจ๋ฏธ๋(Al)์ ๋ฌผ๋ก ์ต
๊ทผ์๋ ํ์์ฌ์ (C) ๋ฅ์ด ๊ฐ๊ด์ ๋ฐ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ์ฌ์ธ
์ฒ ์ ๋ฏธ๋์ฒจ๊ฐ ํจ์ผ๋ก์จ ์ด๊ฐ๋ํ๋ฅผ ์คํ์ํค๋ ๋์ด์ค๋ธ, ๋ด
์ด๊ฐ์ผ๋ก ๋ณํ์ํค๋ ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด, ๋ด์์ฉ ๋๊ธ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์์ฐ
๋ฑ์ ํฌ์์์๊ฐ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ํฌ์์์์ ์๋น๋์ ๋๋ถ๋ถ์ด
Table III. Rare elements used in various industrial fields.
์ฐ์ ๋ถ์ผ ํฌ์์์
ํ์์ ์ง Ga, As, In, Cd, Ru
์ฐ๋ฃ์ ์ง Pt, Rh, La, Ce, Gd
์ ์ง Li, Co, Ni, RE
์ด์ ์์ Bi, Te, Co, Sb
Motor Dy, Nd, Sm, Co, B
LED Ga, In, La, Eu, Y
์ ์๋ถํ Ag, Au, Pd, Rh, In, Ta, W, Ni
์ด๋งค Pt, Pd, Rh, RE
Fig. 2. (Color online) Coercivity and saturation magnetization of the
various magnetic materials including new hard magnetic materials
under development.
Fig. 3. (Color online) The temperature dependence of the (a) anisotropy field and (b) saturation magnetization of NdFe14B and NdFe12Nx.
๊ตฌ์กฐ์ฌ๋ฃ๋ก ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ์ฌ์ ํฌ์์์์ ๋์ฒด
์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ ๊ฒ์ด ์ด ํ๋ก์ ํธ์ ๋ชฉํ์ด๋ค. Table III์
๊ฐ์ข ์ฐ์ ๋ถ์ผ์ ์ฐ์ด๋ ํฌ์์์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
์ ์์์ ๋ต์ ์ฌ์ ๊ธฐ๊ฐ์ 10๋ ์ผ๋ก ์ฅ๊ธฐ ํ๋ก์ ํธ์ด๋ฉฐ,
2012๋ ๋ ์์ฐ์ 22.5์ต์์ด ์ฑ ์ ๋์๋ค. ์์์ฌ๋ฃ, ์ด๋งค ยท ์
์ง์ฌ๋ฃ, ์ ์์ฌ๋ฃ 3๊ฐ ๋ถ์ผ์๋ ์ฐ๊ฐ 6~7์ต์์ ํฌ์ ํ๊ณ , ๊ตฌ
์กฐ์ฌ๋ฃ ๋ถ์ผ๋ ์๋ก์ด ์๋ฆฌ ํ๊ตฌ ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ณ ๋ คํด ์ผ๋จ ์ฐ๊ฐ
1.5์ต์์ ์ง์ํ๊ธฐ๋ก ๊ฒฐ์ ๋์๋ค. ๋ถ์ผ๋ณ๋ก ๊ฑฐ์ ์ ์ ํ๊ณ ์ด
๋ฅผ ์ง์ํ๋ ์ฐ๊ตฌ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ๋ง์ ์ฐ์
์ฒด, ๋ํ, ์ฐ๊ตฌ์๊ฐ ์ฐธ์ฌํ ์ ์๊ฒ ๋์๋ค.
2012๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ์ ์์ํ ์ดํ๋ก ๋์คํ๋ก์์ ์ ๊ฐํ๊ฑฐ
๋, ๋ฃ์ง์๊ณ ๋ ๊ณ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ด๋ ๋ง์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฌผ๋ค์ด ๋์ค๊ธฐ
์์ํ๋ค. ๋ํ, Nd2Fe14B๊ณ ๋ณด๋ค ์ด๋ฐฉ์ฑ์๊ณ์ ํฌํ์ํ๊ฐ์
โชํด์ค๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society Vol. 24, No. 6, December 2014 โ 201 โ
์จ๋์์กด์ฑ์ด ์ข์ ์๋ก์ด ํํฉ๋ฌผ์ด ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. Fig. 2์ ์ง
๊ธ๊น์ง ๊ฐ๋ฐ๋ ์์ฑ์ฌ๋ฃ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์๊ณ์ ํฌํ์ํ๊ฐ์ ๋ํ
๋ธ๋ค. Fig. 3์ Nd2Fe14B์ ์ ๊ท์์ฑํํฉ๋ฌผ NdFe12Nx์ ์ด
๋ฐฉ์ฑ์๊ณ์ ํฌํ์ํ์ ์จ๋์์กด์ฑ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ ๊ท์์ฑํํฉ
๋ฌผ์ ์ค์จ์์์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์๊ณ๊ฐ ์ฝ 8ํ ์ฌ๋ผ(T), ํฌํ์ํ๊ฐ์ด
1.66ํ ์ฌ๋ผ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค[1]. ์ด์ธ์๋ ์ ์ฌํ ์กฐ์ฑ์ผ๋ก ๋์ ์
๊ธฐํน์ฑ์น๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ด ๋์ค๊ธฐ ์์ํ๋ค[2].
III. ๊ฐ๊ตญ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ
๋ฏธ๊ตญ์ ์๋์ง๋ถ(United States Department of Energy,
DOE) โCritical Materials Strategyโ๊ฐ ๋ถ์ํ๋ ์ผ๋ณธ, EU,
์ค๊ตญ, ํ๊ตญ์ ์์์ ๋ต์ ๋ํด์ ์๊ฐํ๋ค.
์ผ๋ณธ์ ๊ตญ๋ด์ฐ์ ์ ์ง์์ ์ธ ๋ฐ์ ์ ์ํด์ ์๋ฃ์ ์์ ๊ณต
๊ธ์ ํ๋ณดํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ํ์ฌ, ๊ตญ์ ์ ์ธ ๊ด๋ฌผํ์ฌ ์๊ธ์
์ง์, ํ์ด๋ฆฌ์คํฌ ๊ด๋ฌผํ๋ ํ๋ก์ ํธ์ ์ฑ ์๋ณด์ฆ, ๊ด๋ฌผ๋น์ถ,
์ ๋ณด์์ง ๋ฑ์ ์ฌ์ ์ ์ ๊ฐํ๊ณ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ๋ฐฉ์นจ์ ๊ฒฝ์ ์ฐ
์ ์ฑ(Ministry of Economy, Trade and Industry, METI)๊ณผ
๋ฌธ๋ถ๊ณผํ์ฑ(Ministry of Education, Culture, Sport, Science
and Technology, MEXT) ์ ์๊ธ์ ๊ณต์ ์ํ ๋์ฒด๋ฌผ์ง์กฐ์ฌ,
๋ ๋ฆฝ๋ฒ์ธ ์์ ยท ์ฒ์ฐ๊ฐ์ค ยท ๊ธ์๊ด๋ฌผ์์๊ธฐ๊ตฌ(Japan Oil, Gas
and Metals national Corporation, JOGMEC) ์ ์๊ธ์ ๊ณต์
์ํ ํ์ฌ, ์ฑ๊ตด, ์ ๋ จ, ์์ ์ฑ ์กฐ์ฌ ๋ฑ์ด๋ค. ๊ด์ฌ์ ๊ฐ๊ณ ์
๋ ๋ฌผ์ง์ ๋์ผ, ๋ง๊ฐ, ์ฝ๋ฐํธ, ํ ์คํ , ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด, ๋ฐ๋๋(V)
๋ฑ์ด๋ค.
EU๋ ๋ฌผ์ง์ ์ ์ฌ์ ์ธ ๊ณต๊ธ๋ถ์กฑ์ ์ํ ์ ๋ฝ๊ฒฝ์ ์ ์ํฅ
์ ์ ํํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก ํ๊ณ , ๊ตญ์ ์ ์ธ ๊ณต๊ฐ์์ฅ์ ์์ด์
์ ๊ด๋ฌผ๋ฌด์ญ๋ฐฉ์นจ, ์ ๋ณด์์ง, ํ ์งํ๊ฐ์ ํฉ๋ฆฌํ, ๋ฆฌ์ฌ์ดํด ์
๋์ ๋์ ๋ฑ์ ์ฌ์ ์ ์ถ์งํ๊ณ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ๋ฐฉ์นจ์ ์์ฉ
์ ์ํ ๋ฌผ์งํจ๊ณผํฅ์, ๋์ฒด๋ฌผ์ง์ ํน์ , ์ ํํ์์ ๋ฆฌ์ฌ์ด
ํด ํ๋ก์ธ์ค์ ํฅ์ ๋ฑ์ด๋ค. ๊ด์ฌ์ ๊ฐ๊ณ ์๋ ๋ฌผ์ง์ ์ฃผ์,
๋ฒ ๋ฆด๋ฅจ(Be), ์ฝ๋ฐํธ, ๊ฐ๋ฅจ, ๊ฒ๋ฅด๋ง๋(Ge), ์ธ๋, ๋ง๊ทธ๋ค์, ๋
์ด์ค๋ธ, ํฌํ ๋ฅ(Rare-Earth), ํํ๋ผ, ํ ์คํ , ํ์(่ข็ณ,
Fluorite), ๊ทธ๋ผํ์ดํธ(Graphite) ๋ฑ์ด๋ค.
์ค๊ตญ์ ์ฐ์ ๊ฐํ, ๊ณผ์์์ฐ์ํ, ์๋ฒ๋ฌด์ญ์ ์ถ์๋ฅผ ํตํ ๊ตญ
๋ด์๋น ๋ชฉ์ ์ ์๋ฃ์ ์์ ๊ณต๊ธ์ ์ง ๋ฑ์ ๋ชฉํ๋ก ํ๊ณ ์๋ค.
ํฌํ ๋ฅ ์์ถ์ ๊ด์ธ์ ํ ๋น, ํด์ธ๊ธฐ์ ์ ํฌํ ๋ฅ ์ฑ๊ตด๊ธ์ง, ์ฐ
์ ๊ฐํ, ๊ฐ๊ฒฉํ์ฑ ํ์ ํต์ผํ, ์์ฐํ ๋น ๋ฑ์ ์ฌ์ ์ ์ถ์งํ
๊ณ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ๋ฐฉ์นจ์ ํฌํ ๋ฅ ๋ถ๋ฆฌ๊ธฐ์ ๊ณผ ์๋ก์ด ๊ธฐ๋ฅ์์ฌ
์ ํ์, ํฌํ ๋ฅ์ ๊ดํ, ์ ๊ธฐ, ์์ฑ์ฌ๋ฃ, ํฌํ ๋ฅ์ ๊ธฐ์ด์ดํํ
๋ฑ ์ด๋ค. ๊ด์ฌ์ ๊ฐ๊ณ ์๋ ๊ด๋ฌผ์ ์ํฐ๋ชฌ, ์ฃผ์, ํ ์คํ , ์ฒ ,
์์(Hg), ์๋ฃจ๋ฏธ๋, ์์ฐ, ๋ฐ๋๋, ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด, ํฌํ ๋ฅ ๋ฑ์ด๋ค.
ํ๊ตญ์ ๊ตญ๋ด์ฃผ์์ฐ์ ์ ํ์์ธ ๋ฌผ์ง์ ์์ ์ ๊ณต๊ธํ๋ณด๋ฅผ
๋ชฉํ๋ก, ํด์ธ๊ด์ฐ์์์ ํ๊ตญ๊ธฐ์ ์ ์๊ธ์ง์, ์์์ด ํ๋ถํ
๋๋ผ๋ค๊ณผ์ ์์ ๋ฌด์ญํ์ ํน์ MOU, ์์์ ๋น์ถ ๋ฑ์ ์ฌ
์ ์ ์ถ์งํ๊ณ ์๋ค. ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ๋ฐฉ์นจ์ ์ต์ข ์ ํ์ ๋ฆฌ์ฌ์ดํด์ฑ
์ ๋์์ธ, ๋์ฒด๋ฌผ์ง๊ฐ๋ฐ, ์์ฐํจ์จ์ฑ ๋ฑ์ด๋ค. ๊ด์ฌ์๋ ๊ด๋ฌผ
์ ๋น์, ํ์ดํ๋(Ti), ์ฝ๋ฐํธ, ์ธ๋, ๋ชฐ๋ฆฌ๋ธ๋ด, ๋ง๊ฐ, ํํ๋ผ,
๊ฐ๋ฅจ, ๋ฐ๋๋, ํ ์คํ , ๋ฆฌํฌ, ํฌํ ๋ฅ ๋ฑ์ด๋ค.
IV. ์ ์ธ
์ผ๋ณธ์ ์์์ ๋ต ํ๋ก์ ํธ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋์๊ฐ์ผ ํ ๋ฐฉ
ํฅ์ ์ง์ด๋ณผ ์๊ฐ ์๋ค. ์ง๊ธ์ ํ๊ตญ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ ํ๋ก์ ํธ๋ฅผ
๋ณด๋ฉด 3๋ ์ด์์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ๋ฐ์ฌ์ ์ด ๊ฑฐ์ ์๋ค. ํนํ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ
๋ ๊ฑฐ์ ์๋ค๊ณ ๋ด๋ ๋ฌด๋ฐฉํ๋ค. ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ๋ ์ฐ๊ตฌ๋น ํฌ์๋ ์
๋นํ ํฐ ๊ธ์ก์ด๊ณ ์ข ๋ฅ๋ ๋ค์ํ๋ ๊ฑฐ์ ๋ค ๋จ๊ธฐ์ ์ธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
์๊ตฌํ๋ ๊ณผ์ ๋ ํ๋ก์ ํธ๊ฐ ์ฃผ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๊ณ ์๋ค. ์ฐ์ ์ฒด์์๋
์ด์ต์ ์ถ๊ตฌํ๋ ๋จ์ฒด์ด๋ฏ๋ก ๋น์ฐํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๊ฒ ์ง๋ง, ๋จผ ์ฅ๋๋ฅผ
์๊ฐํด์๋ ๋ํ๊ต๋ ์ฐ๊ตฌ์์์๋ ๋จ๊ธฐ๊ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ฝ๋งค์ด
์ง ๋ง๊ณ ์ผ๋ณธ์ฒ๋ผ 10๋ ๋์ ์ฅ๊ธฐ์ ์ธ ํ๋ก์ ํธ๋ ํ์ํ๋ค
๊ณ ํ๋จ๋๋ค. ๋ํ, ์ฐ๊ตฌ๋น์ ์ฌ์ฉ์ฒ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ๋น์ต๋น ๋ถ์ต๋ถ์
ํ์๋ ๋งค์ฐ ๋๋๋ฌ์ง๋ค. ํนํ ์ง๋ฐฉ์ ๋ํ๊ต๋ ์ฐ๊ตฌ์๋ ๊ณผ
์ ๋ ํ๋ก์ ํธ์ ์ฐธ์ฌํ ์ ์๋ ๊ธฐํ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ ๋ค. ์ ๋ถ๊ฐ
์ฃผ๋ํ๋ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ์ ํ๋ก์ ํธ๊ฐ ์๊ธด๋ค๋ฉด ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์ ๊ท ํ๋ฐ
์ ์ ์ธก๋ฉด์ ๊ณ ๋ คํด์๋ผ๋ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ธฐ๊ด์์ ์์ ์ ์ผ๋ก ์ฐ
๊ตฌํ ์ ์๋๋ก ๋ฐฐ๋ คํ์ผ๋ฉด ํ๋ค.
References
[1] Y. Hirayama, Y. K. Takahashi, S. Hirosawa, and K. Hono,
Scripta Materialia 95, 70 (2015).
[2] S. Suzuki, T. Kuno, K. Urushibata, K. Kobayashi, N. Sakuma,
K. Washio, H. Kishimoto, A. Kato, and A. Manabe, AIP
ADVANCES 4, 117131 (2014).