Abstract
$(Ni, Zn)Fe_2O_4$ powders were prepared through self-propagating high temperature synthesis reaction and the effects of initial zinc oxide powder size and oxygen pressure on the magnetic properties of the final combustion products were studied. The ferrite powders were combustion synthesized with iron, iron oxide, nickel oxide, and zinc oxide powders under various oxygen pressures of 0.5~10 atmosphere after blended in n-hexane solution for 5 minutes with a spex mill, followed by dried at 120 $^{\circ}C$ in vacuum for 24 hours. The maximum combustion temperature and propagating rate were about 1250 $^{\circ}C$ and 9.8 mm/sec under the tap density, which were decreased with decreasing ZnO size and oxygen pressure. The final product had porous microstructure with spinel peaks in X-ray spectra. As the ZnO particle size in the reactant powders and oxygen pressure during the combustion reaction increase, coercive force, maximum magnetization, residual magnetization, squareness ratio were changed from 1324 Oe, 43.88 emu/g, 1.27 emu/g, 0.00034 emu/gOe, 37.8$^{\circ}C$ to 11.83 Oe, 68.87 emu/g, 1.23 emu/g, 0.00280 emu/gOe, 43.9 $^{\circ}C$ and 7.99 Oe, 75.84 emu/g, 0.791 emu/g, 0.001937 emu/gOe, 53.8 $^{\circ}C$ respectively. Considering the apparent activation energy changes with oxygen pressure, the combustion reaction significantly depended on initial oxygen pressure and ZnO particle size.
고온연소합성법(self-propagating high temperature synthesis)을 이용하여(Ni, Zn)Fe2O4 분말을 제조하고 초기 분말의 크기와 산소압에 따른 생성물의 미세조직과 자기적 특성을 조사하였다. (Ni, Zn) 페라이트 분체는 다양한 입도의 Fe, Fe2O3, NiO, ZnO의 원료 분말을 n-hexane 용액에서 습식으로 spex mill을 사용하여 5분 혼합하고 12$0^{\circ}C$ 진공로에서 24시간 건조한 후 0.5~10기압의 산소압에서 고온연소합성 반응으로 제조하였다. 성형 압력이 없는 경우 평균 연소온도와 연소속도는 최대 약 125$0^{\circ}C$와 9.8mm/sec였으며 산소압과 ZnO입도가 감소하면 감소하였다. 고온연소합성된 시료는 다공질 구조를 갖고 있으며 X-선 회절 시험으로 시편들의 spinel구조를 관찰하였다. ZnO입도와 산소압이 증가하면 보자력, 최대자화, 잔류자화, 각형비 및 큐리 온도는 각각 13.24Oe, 43.88emu/g, 1.27emu/g, 0.0034emu/gOe, 37.8$^{\circ}C$에서 11.83Oe, 68.87emu/g, 1.23emu/g, 0.00280emu/gOe, 439.$^{\circ}C$와 7.99Oe, 75.84emu/g, 0.791emu/g, 0.001937emu/gOe, 53.8$^{\circ}C$로 변화하였다. 산소압에 따른 겉보기 활성화에너지를 고려하면 페라이트의 연소합성 반응은 ZnO입도와 산소압에 크게 의존한다.
