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Mn이 치환된 M형 Sr-육방정페라이트의 합성과 특성 평가

한국자기학회지, Volume 31, Number 4, 31 Aug 2021, Pages 180-187
김준기 (한국교통대학교 응용화학에너지공학부 에너지소재공학전공), 강영민 * (한국교통대학교 응용화학에너지공학부 에너지소재공학전공)
Abstract
Mn을 치환한 M형 육방정페라이트, SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12)를 sol-gel법으로 합성한 후 후열 처리를 통해 결
정질의 상을 얻었다. 기본 조성(x = 0)의 시료는 700 oC 이상에서 후열처리 했을 때 결정질의 M형 육방정페라이트가 얻어졌다.
Sol-gel법으로 얻어진 SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12) 조성의 분말을 900 oC에서 후열처리 후 분쇄 및 성형하여 1100 oC
및 1200 oC에서 공기중 4시간 소결하였다. 1100 oC에서 소결하였을 때는 x≤8의 시료에서, 1200 oC에서 소결하였을 때는 x≤6에
서 단상의 M형 육방정페라이트 상이 얻어졌다. 주사전자현미경을 통해 소결체의 미세구조를 관찰하였다. 1100 oC에서 소결한 시
료에 대해서, Mn 치환량 x가 0에서 6까지 증가될 때 전기비저항은 1.8 × 108 에서 5.5 × 103Ω‧cm로 현저하게 감소하였고 포화
자속밀도는 감소하고, 보자력은 증가하였다. SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4, 6, 8)-epoxy(10 wt%) 복합체에 대해 고주파 유전율과 투
자율을 측정하였다. Mn 치환에 따른 Sr-육방정페라이트의 전기, 자기적 특성과 고주파 특성의 변화에 대해 논의하였다.

Mn-substituted M-type Sr-hexaferrites, SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12) were prepared using the sol-gel and post-annealing processes. XRD analysis on x = 0 sample revealed that the crystalline M-type hexaferrite phase can be formed at the post-annealing temperature, Tann 700 oC. The sol-gel processed powders of SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4 , 6, 8, 10, 12) annealed a t 900 oC were ground, pressed into pellets, and sintered in air at 1100 and 1200 oC for 4 h, respectively. Single M-type hexaferrite phase is formed in samples of x≤8 sintered at 1100 oC, while it is found in the samples of x≤6 sintered at 1200 oC. Scanning electron microscope (SEM) was used for the study of microstructure. For the samples sintered at 1100 oC, as increase of x from 0 to 6, the resistivity significantly decreases from 1.8 × 108 Ω‧cm to 5.5 × 103 Ω‧cm, the saturation magnetization value decreases and the coercivity increases. Complex permittivity and permeability were measured on the toroidal shaped samples of SrFe12-xMnxO19(x = 0, 2, 4, 6, 8)-
epoxy (10 wt%) composites. The effects of Mn substitution on the electrical and magnetic, and high frequency properties of the Mtype Sr-hexaferrites are discussed.



 
Keywords: M형 육방정페라이트; Mn-치환; M-H 곡선; 전기전도도; 복소투자율; M-type hexaferrite; Mn-substitution; M-H curve; conductivity; complex permeability
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2021.31.4.180