• Journal of Magnetics
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• 제21권1호
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• pp.40-45
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• 2016

Nickel substituted nano-sized ferrite powders, $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$, $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.2$), were fabricated using a sol-gel method, and their crystallographic and magnetic properties were subsequently compared. The lattice constants decreased as quantity of nickel substitution increased, while the particle size decreased in $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite but increased for the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites. For the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.2$) ferrite powders, the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. However, the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum of $Mn_{0.8}Zn_{0.1}Ni_{0.1}Fe_2O_4$ consisted of two Zeeman sextets and one single quadrupole doublet due to the ferrimagnetic and paramagnetic behavior. The area ratio of the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra could be used to determine the cation distribution equation, and we also explain the variation in the $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters by using this cation distribution equation, the superexchange interaction and the particle size. The saturation magnetization decreased in the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites but increased in the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite with nickel substitution. The coercivity decreased in the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites but increased in the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite with nickel substitution. These variations could thus be explained by using the site distribution equations, particle sizes and spin magnetic moments of the substituted ions.

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.207-214
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• 2013

2012년 통가해저열수광상 개발 사업의 일환으로 통가아크 해저산 TA25에서 ROV와 GTV를 이용하여 열수황화물광체를 채취하였다. 채취된 광체 중 본 연구에서는 약 $200^{\circ}C$의 열수분출을 보인 고온성 활성침니(ROV01), $80^{\circ}C$의 열수분출을 보인 저온성 활성침니(GTV01), 그리고 비활성침니(ROV02)를 이용하여, 암석자기학적 특성을 규명하고 이를 바탕으로 광체의 진화과정을 알아보고자 하였다. ROV01의 자기적 특성은 주로 자류철석에 의해 나타나며, GTV01의 경우 광체내부는 자류철석이 주로 나타나지만 외곽으로 갈수록 자류철석과 적철석이 혼재하게 된다. 비활성침니인 ROV02는 오랜 산화작용으로 인해 외곽에서 적철석뿐만 아니라 침철석이 자류철석과 함께 나타나고, 최외곽에서는 magnetotactic bacteria의 작용에 의해 자철석이 존재한다. 포화잔류자화(saturation magnetic remanent magnetization, SIRM), 비자기이력잔류자화(anhysteretic remanent magnetization, ARM)/SIRM으로 나타낸 자성광물의 함량과 입자크기 변화는 침니의 특성에 따라 뚜렷한 차이가 난다. 고온의 ROV01에서 가장 적은 함량과 작은 입자크기를 보이며, 저온의 GTV01에서 점차 증가하다가 비활성침니인 ROV02에서 가장 높은 함량과 큰 입자크기를 나타내게 된다. 이러한 결과는 자성광물의 종류, 함량, 입자크기 변화 등의 암석자기학적 특성을 이용하여 기존 광물학적 접근방법으로 추적에 한계가 있었던 열수황화물광체의 진화과정에 대한 정보를 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권11호
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• pp.1008-1014
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• 2001

Nanosize의 YIG 분말을 자기광학효과에 뛰어난 첨가제인 Cerium을 첨가하여 에틸렌 글리콜 용매로서 졸-겔법을 이용하여 합성하였다. 점도와 pH가 일정한 값을 유지하고, aging시간에 따라 점도변화가 없는 120분에서 150분사이의 반응시간에서 가장 안정한 상태의 용액을 얻을 수 있었다. 건조시킨 YIG 분말로서 DTA 및 XRD 측정결과 80$0^{\circ}C$에서 단일상의 YIG를 합성할 수 있었고, Cerium 첨가량 증가에 따라 12면체 Y 이온 자리로의 치환에 의해 격자상수가 12.3921에서 12.4130$\AA$까지 증가하는 경향을 보였다. 80$0^{\circ}C$에서 105$0^{\circ}C$까지 열처리 온도 증가에 따라 평균입자크기는 40nm~330nm정도를 보였고, 포화자화값(M$_{s}$)은 YIG 결정성 증대 및 미량의 orthoferrite의 감소에 의해 18.37~21.25emu/g으로 증가하였으며, 보자력(H$_{c}$)은 80$0^{\circ}C$부터 90$0^{\circ}C$ 사이에서는 증가하다가, 그 이상 온도에서는 감소하는 경향을 보였다. Ce 첨가량이 증가함에 따른 보자력값은 큰 변화가 없었으며, 포화자화값은 0.1 mol%일 때 가장 큰 값을 지녔고, 이후 미량의 orhtoferrite 증가로 인해 감소하는 경향을 보였으나, 큐리 온도(T$_{c}$)에는 영향을 미치지 않았다.않았다.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.147-156
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• 2001

티탄자철석(titanomagnetite)은 해양지각을 이루는 현무암에 존재하는 중요한 자성광물로서 일반적으로 저온산화에 의해 양이온이 결핍된(cation-deficient) 티탄맥히마이트(titanomaghemite)로 변한다. 실험실에서 철성분 제거방식(removal of iron mechanism)을 통해 자연에서 일어나는 티탄자철석의 수성 저온산화(low-temperature aqueous oxidation)를 재현하였으며, 산화정도에 따라 티탄맥히마이트의 자기적 특성이 민감하게 변화하는 것을 관찰하였다. 본 실험 결과 산화정도에 따라 티탄자철석의 큐리온도(Tc)는 166$^{\circ}C$에서 40$0^{\circ}C$로 증가하였고, 상온에서의 포화자화 강도(Ms)는 126.30 kA/m(25.26 emu/g)에서 16.55 kA/m(3.31 emu/g)로 감소하였으며, 항자기력(Hc)은 6.13 kA/m(77 Oe)에서 38.83 kA/m (488 Oe)로 잔류항자기력(Hcr)은 23.24 kA/m(292 Oe)에서 47.03 kA/m(591 Oe)로 증가함을 관찰하였다. 또한 대자율($\chi$)은 $2023{\times}10^{-6}SI$에서 $84{\times}10^{-6}SI$로 감소함을 나타내었다. 이와 같은 결과를 근거로 현재에서 30 Ma까지의 해양지각의 자화 강도의 변화는 티탄자철석의 저온산화에 의한 결과로 해석하였으며 30~120 Ma에 이르는 해양지각의 자화 강도의 변화는 해양지각에 포함된 티탄자철석의 산화와 산화에 순반되는 광물전에 의한 결과로 추정하였으며 보다 구체적인 원인은 해양지각에서 채취한 시료에 대한 체계적인 연구를 통해서 밝혀질 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
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• 제18권4호
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• pp.136-141
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• 2008

Ru-Co가 복합 치환된 M-type Ba-ferrite($BaFe_{12-2x}Ru_xCo_xO_{19}$)의 치환량 x의 변화에 따른 자기적 특성과 전파흡수 특성에 관해 조사하였다. 기존의 Ti-Co를 치환시킨 경우보다 적은 양의 치환(x=0.3)으로 면내 자기이방성을 보이는 낮은 보자력($H_c$)과 높은 포화자화($M_s$) 값을 얻을 수 있었다. 따라서 Ru-Co 치환량 조절에 의해 GHz 대역에서 자연공명주파수의 조절이 가능하였다. 소결체 및 복합체에서 흡수 주파수 대역은 보자력이 증가할수록 고주파 대역으로 이동한다. 복합체에서 페라이트 혼합량이 증가함에 따라 복소투자율과 복소유전율의 값이 증가하기 때문에 정합주파수는 저주파 대역으로 이동한다. 이러한 특성들을 이용하여 순수한 M-형 육방정 페라이트에 Ru-Co의 치환량, 복합체에서 페라이트 분말의 혼합량, 그리고 흡수체의 두께의 제어를 통하여 GHz 주파수 대역에서 양호한 전자파 흡수체, 노이즈 감쇠재의 제조가 가능함을 제시할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.294-302
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• 2023

Ni-Mn-Zn ferrite, Ni_0.5-xMn_xZn_0.5Fe₂O₄(0 ≤ x ≤ 0.5)를 sol-gel 법으로 합성하여 Mn 치환량 x에 따른 결정 구조와 미세구조, 자기적 특성, 고주파 특성, 그리고 전자기파 흡수 특성을 연구하였다. Mn의 함량이 증가함에 따라 보자력 (H_C)에 큰 변화 없이 포화자화값(M_S)이 연속적으로 감소하는 것을 확인하였다. Ni-Mn-Zn ferrite-epoxy(10 wt%) 복합체에 대하여 0.1~18 GHz 주파수 범위에서 고주파 복소 유전율(ε', ε'') 및 복소 투자율(µ', µ'') spectra를 측정하고 전송선 이론을 통하여 전자기파 흡수 특성을 평가하였다. 각 시료는 1.5~2.5 GHz 및 6~11 GHz 범위에서 최소 반사손실 RL_min < -40 dB를 만족하는 1, 2차 강한 전자기파 흡수 영역이 존재하였고, Mn이 치환됨에 따라 RL_min 주파수는 저주파 방향으로 이동하였다. 또한 Ni-Zn ferrite(x = 0) 시료에 대하여 자기장(H)을 100 Oe에서 최대 400 Oe까지 단계적으로 인가한 상태로 ε', ε'', µ', µ'' spectra를 얻고 전자기파 흡수 특성을 평가하였다. 인가자장의 증가에 따라 시료의 강자성 공명 주파수가 증가하기 때문에 µ', µ'' spectra도 고주파 방향으로 단계적으로 이동해갔으며 최대 전자기파 흡수 주파수도 이에 대응하여 이동하였다. 이는 Ni-Mn-Zn ferrite에서 전자기파의 흡수는 자기적 손실에 의존하기 때문이며 Mn의 치환이나 인가자장에 의해 µ', µ'' spectra를 조절하면 전자기파 흡수 주파수도 조절할 수 있음을 보여준다. Ni-Zn ferrite-epoxy는 2.8~11.6 GHz에서 RL < -10 dB를 만족하는 광대역 전자기파 흡수 특성을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제2권3호
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• pp.244-250
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• 1992

고밀도 자기기록 매체인 iron carbonitride는 출발물질인 iron oxalate$(FeC_2O_4{\cdot}2H_2O)$를 암모니아-수소 혼합 분위기 상태에서 질화함으로써 제조되었다. 또한 carbonitride 결정의 형태는 출발물질의 제조조건에 의존하며, 이의 침전반응 조건은 $60^{\circ}C,$ 30분이 가장 적당하였다. Fe일부에 대한 Sn의 치환은 입자성장을 억제하고, 침상성을 증가시키는 효과가 있었다. 전자현미경 관찰결과, 질화철 입자는 많은 미세한 단위입자들이 입체망목적으로 연결되어 있었으며, 이 단위입자는 단자구 정도의 크기로 관찰되었다. 이때 보자력과 포화자화는 각각 500 Oe, 120 emu/g 이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.300-306
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• 2018

The rod-shaped $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ particles were synthesized via a topotactic reaction, in which goethite (${\alpha}-FeOOH$) particles are the main constituents. The phases, microstructures and magnetic properties of these particles were studied using XRD, FE-SEM and VSM. The precursor solution consisted of $NiSO_4{\cdot}xH_2O$, $ZnSO_4{\cdot}xH_2O$, goethite and D.I. water werereacted at four different temperatures (50, 70, 90, $100^{\circ}C$) to generate four differently precipitated particles respectively. During the co-precipitation reaction, the pH of the solution was maintained at 8.0 using NaOH. The particles co-precipitated and calcined at a temperature of $700^{\circ}C$, exhibited a rod-shape similar to its original goethite, which means that the shape of Ni-Zn ferrite particles can be topotactically controlled by the goethite. The particles synthesized at 70 and $90^{\circ}C$ have a saturation magnetization of 29 and 35 emu/g respectively; representing better values than the ones synthesized at the 50 and $100^{\circ}C$, in which some second phases such as $Fe_2O_3$ were observed.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권5호
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• pp.428-433
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• 2003

이 연구에서는 소결온도와 Zr치환에 따른 아이솔레이터/서클레이터용 YIG 페라이트의 미세구조와 전자기적 특성의 변화를 고찰하고자 하였다. 조성은 $Y_{2.1}$C $a_{0.9}$F $e_{4.4-x}$ $V_{0.5}$I $n_{0.05}$A $l_{0.05}$Z $r_{x}$ $O_{12}$에서 x의 값을 0, 0.05, 0.1, 0.2로 변화시켰으며, 일반적인 세라믹 제조 공정으로 YIG페라이트를 제조하였다. 그 결과, Zr이 0.1 mol 정도 치환된 YIG 페라이트가 가장 높은 포화자화(1097 gauss) 값을 나타내었으며, 또한, Zr을 0.2 mol 치환한 경우 격리도 18.60 dB, 삽입손실 0.45 dB의 마이크로파 특성을 나타내었다. 자기 공명 선폭($\Delta$H)은 Zr의 치환량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.다.다.다.

• 한국분말재료학회지
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• 제11권6호
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• pp.486-492
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• 2004

We report the crystallization and magnetic properties of non-equilibrium $Al_{0.6}(Fe_{x}Cu_{1-x})_{0.4}(x=0.25, 0.50, 0.75)$ alloy powders produced by rod-milling as well as by new chemical leaching. X-ray diffractometry, transmission electron microscopy, differential scanning calorimetry and vibrating sample magnetometry were used to characterize the as-milled and leached specimens. After 400 h or 500 h milling, only the broad peaks of nano bcc crystalline phases were detected in the XRD patterns. The crystallite size, the peak and the crystallization temperatures increased with increasing Fe. After being annealed at $600{^\circ}C$ for 1 h for as-milled alloy powders, the peaks of bcc $AlCu_{4}\;and\;Al_{13}Cu_{4}Fe_{3}\;for\;x=0.25,\;bcc\;AlCu_{4}\;and\;Al_{5}Fe_{2}\;for\;x=0.50,\;and\;Al_{5}Fe_{2},\;and\;Al_{0.5}Fe_{0.5}\;for\;x=0.75$ are observed. After being annealed at $500{^\circ}\;and\;600{^\circ}C$for 1 h for leached specimens, these non-equi-librium phases transformed into fcc Cu and $CuFe_{2}O_{4}$phases for the x=0.25 specimen, and into bcc ${\alpha}-Fe,\;fcc\;Cu,\;and\;CuFe_{2}O_{4}$ phases for both the x=0.50 and the x=0.75 specimens. The saturation magnetization decreased with increasing milling time for $Al_{0.6}(Fe_{x}Cu_{1-x})_{0.4}$ alloy powders. On cooling the leached specimens from $800{\~}850^{\circ}C$,\;the magnetization first sharply increase at about $491.4{\circ}C,\;745{\circ}C,\;and\;750.0{\circ}C$ for x=0.25, x=0.50, and x=0.75 specimens, repectively.