• 제목/요약/키워드: $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$

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Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4 Complex Ferrite Nanoparticles Synthesized by Chemical Coprecipitation Predicted by Thermodynamic Modeling

  • Kang, Bo-Sun;Park, Joo-Seok;Ahn, Jong-Pil;Kim, Kwang-Hyun;Tae, Ki-Sik;Lee, Hyun-Ju;Kim, Do-Kyung
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.231-237
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    • 2013
  • Thermodynamic modeling of the $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ complex ferrite system has been adopted as a rational approach to establish routes to better synthesis conditions for pure phase $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ complex ferrite. Quantitative analysis of the different reaction equilibria involved in the precipitation of $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ from aqueous solutions has been used to determine the optimum synthesis conditions. The spinel ferrites, such as magnetite and substitutes for magnetite, with the general formula $MFe_2O_4$, where M= $Fe^{2+}$, $Co^{2+}$, and $Ni^{2+}$ are prepared by coprecipitation of $Fe^{3+}$ and $M^{2+}$ ions with a stoichiometry of $M^{2+}/Fe^{3+}$= 0.5. The average particle size of the as synthesized $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$, measured by transmission electron microscopy (TEM), is 14.2 nm, with a standard deviation of 3.5 nm the size when calculated using X-ray diffraction (XRD) is 16 nm. When $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ ferrite is annealed at elevated temperature, larger grains are formed by the necking and mass transport between the $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ ferrite nanoparticles. Thus, the grain sizes of the $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ gradually increase as heat treatment temperature increases. Based on the results of Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimeter (DSC) analysis, it is found that the hydroxyl groups on the surface of the as synthesized ferrite nanoparticles finally decompose to $Ni_{0.5}Zn_{0.4}Cu_{0.1}Fe_2O_4$ crystal with heat treatment. The results of XRD and TEM confirmed the nanoscale dimensions and spinel structure of the samples.

$Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$(X=Cu, Mg, Mn)-Rubber Composite의 전파흡수특성에 관한 연구 (Electromagetic Wave Absorbing Properties of $Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$(X=Cu, Mg, Mn)-Rubber Composite)

  • 임희대;윤국태;이찬규
    • 한국재료학회지
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    • 제9권12호
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    • pp.1234-1239
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    • 1999
  • $Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$의 조성에서 X를 각각 Cu, Mg, Mn으로 치환시켜 치환원소에 따른 결정구조와 형상, 입도 및 자기적 성질을 비교 분석하여고, Network Analyzer을 이용하여 $Ni_{0.5}-Zn_{0.4}-X_{0.1}{\cdot}Fe_2O_4$-Rubber Composite의 재료정수 및 전파흡수특성에 대하여 비교 조사하였다. 치환원소에 관계없이 동일한 결정구조와 형상 및 입도를 나타냈고, VSM 분석결과 치환원소에 관계없이 동일한 자화값을 가지며, Mg로 치환된 경우 가장 큰 보자력과 자기이력손실을 나타냈다. 또한 Mn으로 치환된 경우 가장 높은 유전손실(${\varepsilon}_r"/{\varepsilon}_r'$)을, Cu로 치환된 경우에는 가장 큰 자기손실(${\mu}_r"/{\mu}_r'$)을 나타냈다. 4mm의 두께로 제조한 Compos-Composite에서는 Mg로 치환된 시료가 2GHz에서 -40dB이상의 가장 우수한 전파흡수특성을 나타내었다.

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저온소결 온도변화에 따른 Ni-Zn-Cu 페라이트의 자기적 특성 연구 (The Study of Magnetic Properties of Ni-Zn-Cu Ferrite by variation of Low Temperature Sintered)

  • 고재귀
    • 한국자기학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.232-237
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    • 2007
  • 기본조성 $(Ni_{0.2}Cu_{0.2}Zn_{0.6})_{1+x}(Fe_2O_3)_{1-x}$에서 $Fe_2O_3$가 약간 부족한 비화학양론적인 조성비를 택하여 Ni-Zn-Cu 페라이트의 입계에 높은 저항층을 형성하고 소결을 촉진시켜 낮은 손실, 높은 투자율 및 자기유도 와 주성분을 치환해서 스피넬 격자를 고용시킬 목적으로 $TiO_2$$Li_2CO_3$를 소량 첨가하였다. 이들 원료들을 혼합한 후 가소 후 소결온도 $875^{\circ}C,\;900^{\circ}C,\;925^{\circ}C$$950^{\circ}C$에서 소결하였다. 각 시편들에 대한 소결밀도는 $4.85\sim5.32g/cm^3$으로 나타났고, 각 시편들의 고유저항은 $10^8\sim10^{12}\Omega-cm$으로 측정되었다. 시편들의 자기유도 특성 값은 대략 $800\sim1300G$ 부근이었으며, $TiO_2$를 첨가한 경우보다 $Li_2CO_3$를 첨가한 경우가 약간 높게 측정되었다. 각각 시편들의 보자력은 $2.5\sim4.5$ Oe로 연자성 재료의 범위로 나타났다. 초투자율 및 품질계수는 각각 $125\sim275$$65\sim83$으로 나타나 Ni-Zn-Cu 페라미트에서 측정되는 값들과 대동소이했다. 물리적인 특성값(고유저항, 자기유도, 초투자율, 품질계수 등)으로 미루어 보마 각종 고주파영역(microwave영역까지 포함) 통신기기 코어 및 편향 요크 코어 등으로 응용이 가능하다.

Cobalt 치환된 칩인덕터용 NiZnCu Ferrite의 자기적 특성 연구 (Effect of Cobalt Substitution on the Magnetic Properties of NiZnCu Ferrite for Multilayer Chip Inductors)

  • 안성용;김익섭;손수환;송소연;한진우;최강룡
    • 한국자기학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.182-186
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    • 2010
  • Cobalt가 치환된 NiZnCu ferrite의 소결 및 자기적 성질에 미치는 영향에 대해 연구 하였다. 칩인덕터용 $Ni_{0.36-x}Co_xZn_{0.44}Cu_{0.22}Fe_{1.98}O_4(0{\leq}x{\leq}0.04)$를 고상반응법으로 제조하였다. 소결조제를 사용하지 않고 $880{\sim}920^{\circ}C$에서 공기중 2시간 열처리 하였으며 초투자율, 품질계수 Q, 밀도, 수축율, 포화자화, 및 보자력을 측정하였다. Cobalt가 치환된 NiZnCu ferrite는 품질계수 Q를 증가시켰으며 칩인덕터용으로 사용 가능함을 알 수 있었다. 품질계수 Q는 치환량이 x = 0.01까지 증가한 후 x = 0.01 이후로 급격히 감소하였다. Cobalt의 치환량이 증가함에 따라 초투자율 및 밀도값은 감소하였다. $900^{\circ}C$에서 소성된 $Ni_{0.35}Co_{0.01}Zn_{0.44}Cu_{0.22}Fe_{1.98}O_4$ 토로이달 core 샘플의 경우 1 MHz에서 측정 시 초투자율값은 130이었고 품질계수 Q값은 230으로 나타났다.

Ni-Zn Ferrite의 조성성분 및 소결온도에 따른 물리적 특성의 실험적 연구 (The Effect of Chemical Composition and Sintering Temperature on the Experiment of Physical Properties of Ni-Zn Ferrite)

  • 고재귀
    • 한국자기학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.255-260
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    • 2006
  • 기본조성 $(Ni_{0.35}Cu_{0.2}Zn_{0.45})_{1.02}(Fe_2O_3)_{0.98}$과 NiO 비율을 증가시키고 ZnO을 감소시킨 또 다른 기본조성 $(Ni_{0.4}Cu_{0.2}Zn_{0.4})_{1.02}(Fe_2O_3)_{0.98}$에 grain boundary의 높은 저항층을 형성하고 flux로서 사용하기 위해서 0.1 mol% $CaCO_3$와 입자의 성장을 촉진시켜 낮은 손실, 높은 투자율을 얻기 위한 목적으로 $V_2O_5$를 0.03mo1% 첨가하였다. 이들 원료들을 혼합한 후 $600^{\circ}C$에서 2시간 동안 가소시킨 분말을 toroid 시편으로 만들어 소결온도 $1,050^{\circ}C,\;1,070^{\circ}C,\;1,100^{\circ}C$에서 각각 2시간 동안 공기 중에서 소결하였다. 각 시편들에 대한 밀도는 $4.90{\sim}5.10g/cm^3$으로 나타났고, 각 시편들의 고유저항은 $10^8{\sim}10^{12}{\Omega}-cm$으로 측정되었으며, 결정립의 크기는 대략 $3.0{\sim}8.0{\mu}m$이었다. 시편들의 자기유도 특성 값이 대부분 우수하게 나타났으며, 그 중에서도 기본조성 $(Ni_{0.4}Cu_{0.2}Zn_{0.4})_{1.02}(Fe_2O_3)_{0.98}$$CaCO_3$$V_2O_5$를 첨가하고 $1,070^{\circ}C$에서 소결한 시편의 특성 값이 잔류자기유도 1,660 G, 최대자기유도 4,000 G로 약간 더 우수하게 측정되었으며, 각각 시편들의 보자력은 $0.15{\sim}0.25\;Oe$로 전형적인 연자성 재료의 범위로 나타났다. 초투자율, 손실계수, 및 큐리온도는 각각 $2,948{\sim}2,997,\;171{\sim}208,\;191{\sim}202^{\circ}C$로 나타나 Ni-Zn ferrite에서 측정되는 값들과 대동소이했다. 물리적인 특성값(고유저항, 자기유도, 초투자율, 손실계수, 큐리온도 등)으로 미루어보아 각종 microwave 통신기기 core 및 고 투자율 deflection yoke core 등으로 사용이 가능하다.

$Ni_{0.5}Cu_{0.1}Zn_{0.4}Fe_2O_4$ Ferrite-Rubber Composite의 전파흡수특성에 미치는 열처리 온도의 영향 및 Carbon 첨가효과 (Effect of Carbon Addition and Influence of Heat-treatment Temperature on Electromagnetic Wave Absorbing Properties of $Ni_{0.5}Cu_{0.1}Zn_{0.4}Fe_2O_4$-Rubber Composite)

  • 윤국태;이찬규;박연준
    • 한국자기학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.14-20
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    • 2001
  • The structure, shape, size, and magnetic properties of Ni$_{0.5}$Cu$_{0.1}$Zn$_{0.4}$Fe$_2$O$_4$ have been investigated as a function of annealing temperatures. In order to control the microwave absorbing properties of ferrite-rubber composite and the complex losses (magnetic loss and conduction loss), the effect of carbon addition was also studied. It was found that the coercive force decreased with increasing heat-treatment temperatures. Relative complex permeability and reflection loss were measured by the network analyzer. As a result, the natural resonance occurred in the low frequency tinge, and the matching frequency of the ferrite-rubber composite prepared at 130$0^{\circ}C$ was found to be lower. As heat-treatment temperatures were increased, the magnetic loss ($\mu$$_{r}$", $\mu$$_{r}$′) and the dielectric loss ($\varepsilon$$_{r}$"/$\varepsilon$$_{r}$′) were increased. It was caused that the absorption characteristics of the absorber were improved. The conduction loss and magnetic loss were expected to be occurred together because two matching frequencies were shown with carbon addition. It was confirmed that the matching frequency of the microwave absorber could be controlled by controlling heat-treatment temperatures and carbon additions.ons.tions.

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Chalcogenide Fe0.9M0.1Cr2S4(M=Co, Ni, Zn)의 자기저항에 관한 Mössbauer 분광연구 (Mössbauer Studies on Magnetoresistance in Chalcogenide Fe0.9M0.1Cr2S4 (M=Co, Ni, Zn))

  • 박재윤;이병섭
    • 한국자기학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.43-48
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    • 2013
  • Chalcogenide $Fe_{0.9}M_{0.1}Cr_2S_4$(M=Co, Ni, Zn)에 대하여 X-선 회절법, 자기저항측정, Mossbauer 분광법을 이용하여 CMR특성과 자기적 성질을 연구하였다. 10 at%의 M 치환에서는 상온에서 입방정으로 정상 spinel 구조를 갖는 것으로 나타났다. 자기저항 실험결과 $T_C$ 부근에서는 도체-반도체 전이의 특성을 보이며 최대자기저항 온도가 나타났다. M$\ddot{o}$ssbauer 분광 실험 결과에서 Fe에 대한 Ni 치환은 초교환 상호작용을 강화시키고 Jahn-Teller 효과에 의한 완화 현상의 심화를 보여준다. CMR 특성은 망간산화물의 $Mn^{3+}$$Mn^{4+}$ 사이의 이중교환상호작용과 다르게 동적 Jahn-Teller 효과와 관계된 polaron에 기인한 도체-반도체 전이 의한 것으로 해석된다.

원료의 계열성분 변화에 따른 NiCuZn Ferrite 물성연구 (Properties of NiCuZn Ferrite by Variation of Element Materials)

  • 김태형;고재귀
    • 한국자기학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.180-185
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    • 2004
  • (Ni$_{0.2}$Cu$_{0.1}$Zn$_{0.2}$)$_{0.5}$(Fe$_2$O$_3$)$_{0.5}$의 기본조성으로 공침법에 의해 NiCuZn ferrite를 제조하였으며, ferrite 분말 제조시, SO$_4$, Cl과 NO$_3$ 각 계열별로 분말을 얻어 시편을 제조하였고, 시편을 각각 9$50^{\circ}C$, 11$50^{\circ}C$, 13$50^{\circ}C$에서 소결하여 자기적 특성 및 미세구조를 조사하였다. 9$50^{\circ}C$ 소결시 Cl계열과 NO$_3$계열 분말로 제조된 시편은 완전소결 되었지만 SO$_4$계열로 제조된 시편은 11$50^{\circ}C$에서 완전 소결 형태를 보였다. Cl계열 분말로 제조된 시편이 입도분석결과 다른 두 시편 보다 미분말 특성이 뛰어났으며, 비교적 높은 투자율과 자화값을 나타내었다.

Ni-Zn Ferrite의 자기특성에 미치는 소결온도와 첨가제의 영향 (The Effect of Additions and Sintering Temperature on Magnetic Properties of Ni-Zn Ferrite)

  • 이병하
    • 한국세라믹학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.83-90
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    • 1981
  • In this study, the effect of additions on magnetic properties in the system of [$Ni_{0.32}Zn_{0.68}$] 1-x Mx $Fe_2O_4$ have been investigated. The additions, Co or Mg or Cu, was added in turn in place of M, and its composition was varied from 0.1 mo1% to 0.5 mo1%. The materials were blended by hot petroleum drying method, and sintered with the rate of 30$0^{\circ}C$/h in the air. The sintering temperatures were varied from 110$0^{\circ}C$ to 130$0^{\circ}C$, with the intervals of 5$0^{\circ}C$, and matured for 3hrs. The results are: 1) The permeability decreased when the addition, MgO or CoO, was added, and it increased when CuO was added. 2) Resistivity had the lowest Value when CuO was added.

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보성-화순지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 특성 (Geochemical Characteristics on Geological Groups of Stream Sediment in the Boseong-Hwasun Area, Korea)

  • 박영석;김종균
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.707-718
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    • 2011
  • 보성-화순지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 자연배경치와 지구화학적 특성에 대해 연구하였다. 이를 위해 1차 수계를 따라 하상퇴적물시료 186개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시킨 후, XRF, ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 하상퇴적물의 지질집단별 자연배경치와 지구화학적 특성을 알기 위해, 시료를 화강암질편마암(GGn)지역과 반상변정질편마암(PGn)지역으로 분리하였다. 화강암질편마암지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2$ 45.5-73.09 wt.%, $Al_2O_3$ 12-20.76 wt.%, $Fe_2O_3$(T) 3.72-8.85 wt.%, $K_2O$ 2.38-4.2 wt.%, MgO 0.75-2.77 wt.%, $Na_2O$ 0.78-1.88 wt.%, CaO 0.27-2.1 wt.%, $TiO_2$ 0.56-1.72 wt.%, $P_2O_5$ 0.06-0.73 wt.% and MnO 0.03-0.95 wt.%이고 반상변정질편마암지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2$ 43.74-70.71 wt.%, $Al_2O_3$ 11.54-25.05 wt.%, $Fe_2O_3$(T) 3.44-13.46 wt.%, $K_2O$ 2.08-3.86 wt.%, MgO 0.65-2.99 wt.%, $Na_2O$ 0.63-1.7 wt.%, CaO 0.35-2.07 wt.%, $TiO_2$ 0.68-4.17wt.%, $P_2O_5$ 0.1-0.31 wt.% and MnO 0.07-0.33 wt.%이다. 화강암질편마암지역 하상퇴적물의 위해원소 함량은 크롬 41.7-242 ppm, 코발트 7.6-25.1 ppm, 니켈 12-61 ppm, 구리 10-47 ppm, 아연 48.5-412 ppm, 납 17-215 ppm이고 반상변정질편마암지역은 크롬 29.6-454 ppm, 코발트 5.9-53.7 ppm, 니켈 8.7-287 ppm, 구리 6.4-134 ppm, 아연 43.6-370 ppm, 납 15-37 ppm이다. 화강암질편마암지역에서 크롬은 MgO와 코발트는 $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$(T), MgO와 니켈은 $Fe_2O_3$(T), CaO, MgO와 높은 상관성을 가지나, 구리, 아연, 납은 비교적 낮은 상관성을 보였다. 반상변정질편마암지역에서 일반적으로 크롬, 코발트, 니켈, 구리는 주성분원소와 대부분 높은 상관성을 보였으나, 아연과 납은 낮은 상관성을 보였다.