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가설 설정
- 1. 각 시편들에 대한 밀도는 CaCC>3와 V2O5를 첨가하지 않은 경우는 4.90〜5.00 g/cn?로 측정되었고, CaCQ와 V2O5 를 첨가한 경우 5.02〜5.
제안 방법
- 02 (FezODo.gti에 grain boundary의 높은 저항층을 형성하고 소결을 촉진시키기 위한 flux로서 사용하기 위해서 CaCO와 입자의 성장을 촉진시켜 낮은 손실, 높은 투자율을 얻기 위한 목적으로 V2O5를 첨가하여 소결 온도 1, 050 °C, 1, 070 °C, 1, 100。(2에서 각각 2시간 동안 공기 중에서 소결한 시편들에 대한 밀도 및 고유 저항, 미세구조, 자기 유도, 초투자율, 손실계수 및 큐리온도 측정에서 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 고유특성 및 외적 특성 등을 측정하였다. Ni-Zn계 ferrite 의 입계에 높은 저항층을 형성하고 소결을 촉진시켜서 낮은 손실, 높은 투자율 및 자기 유도를 얻기 위한 목적으로 0.1 mol% SiOj와 0.04 mol% V2O5를 첨가하여 [4] 첨가물에 의한 Ni-Zn ferrite> 제조하고 이들 각각에 대한 물리적인 특성값(자화, 초투자율, 손실 factor 등)을 조사하였다.
- 있으며, 고유 특성에는 자기 이방성, 표 화 자화, 자왜, 큐리온도 및 고유 저항 등이 있으며, 외적 특성으로는 초투자율, 보자력 및 자기 손실 등을 언급할 수 있는데, 이러한 고유특성 및 외적 특성 등을 측정하였다. Ni-Zn계 ferrite 의 입계에 높은 저항층을 형성하고 소결을 촉진시켜서 낮은 손실, 높은 투자율 및 자기 유도를 얻기 위한 목적으로 0.
- 고유저항은 super megaohmmeter(동화전화, A7745K)를 사용하여 소결한 시편들의 표면에 은을 묻힌 후 상온에서 측정하였다.
- 성형은 각각 시료들을 20 g씩 측량하여 toroid형 금형(OR 30D-8-20H)을 사용하여 2.5ton/cm2의 압력으로 수행하였으며, 성형이 끝난 시편들을 온도 controller가 부착된 tube furnace 에 넣고, 소결 온도 1, 050 °C, 1, 070 °C, 1, 100에서 각각 2 시간 동안 공기 중에서 소결하였다. 모든 시편들에 대해서 승온 속도를 150 °C/hr, 냉각 속도는 30WC까지는 100 °C/hr, 그리고 300。(2에서 전원을 끄고 공기 중에서 냉각시켰다.
- 소결한 시편들을 주파수 1 MHz에서 LCR meter를 사용해서 Z(공심 coil를 포함한 core의 inductance)값을 즉정해서 山[공심 coil의 inductance, Lo = 04N%4X 1(厂'(山7)〃加 N : coil의 감은 수, A : 시 편의 단면적(cm?), l»[ : 시 편의 평균자로장(cm)] 값과 비교해서 초투자율(叫 = 函°)을 계산하였다.
- 여기에 grain boundary의 높은 저항증을 형성하고 CaCC)3 는 융점이 낮아 소결 온도가 520 °C 이상이 되면 액상이 되어 소 결을 촉진시킨다고 생각되어 flux로서 사용하기 위해서 0.1 mol% CaCOa와 입자의 성장을 촉진시켜 낮은 손실, 높은 투자율을 얻기 위한 목적으로 V2O5를 0.03 mol% 첨가하叫 [4] 기본조성 A에 첨가물을 넣은 것을 A', 기본 조성 B에 첨가물을 넣은 것을 B, 라 이름 붙였다.
- 연마지(#10d#2, 000)로 시편들을 연마한 후 1.0 呻 및 0.3 gm AI2O3 분말로 미세연마하였고, 연마한 시편들을 47% HF 용액에 5분간 부식시킨 후 금속 현미경(Olympus, PME)을 사용하여 시편들의 미세조직을 관찰하였다. 결정 입자의 크기는 linear intercept method에 의해서 계산하였고, 100배율에서 inch square에 있는 결정 입자의 개수를 세어서 이 개수를 아래와 같은 식에 대입하여 ASTM 방법에 의해 결정 입자의 크기 수N을 계산하였다 [6].
이론/모형
- Linear intercept method에 의해서 결정 입자의 크기를 계산하였고, 100배율에서 inch square에 있는 결정 입자의 개수를 세어서 이 개수를 측정 방법에서 기술한식에 대입하여 ASTM방법에 의해 결정 입자의 크기 수N을 계산하여 Table II에 나타내었다.
- Toroid형 소결시 편들의 B-H곡선을 그려 자기적인 특성값 (잔류자기유도, 최대자기 유도, 보자력 등)을 얻기 위해서 시편들에 감을 1차 코일수 叫 및 2차 코일수 M을 Faraday 유도법칙 과 Ampere 법칙을 이용하여 만든 아래식에 의해서、맟 N를 구했다[7].
- 3 gm AI2O3 분말로 미세연마하였고, 연마한 시편들을 47% HF 용액에 5분간 부식시킨 후 금속 현미경(Olympus, PME)을 사용하여 시편들의 미세조직을 관찰하였다. 결정 입자의 크기는 linear intercept method에 의해서 계산하였고, 100배율에서 inch square에 있는 결정 입자의 개수를 세어서 이 개수를 아래와 같은 식에 대입하여 ASTM 방법에 의해 결정 입자의 크기 수N을 계산하였다 [6].
- 소결이 끝난 시편들의 밀도를 측정하기 위해서 시편들을 증류수에 넣고 archimedean법을 이용하여 density determination kit(Sartorius)와 lO^mg 정확도를 가진 electronic analytical balance(Oertling, NAl 64)를 사용하여 측정하였다.
성능/효과
- 2.각 시 편들의 고유 저항은 1俨시O^Q-cm로 나타나 반도체 적 성질을 보임을 알 수 있었다.
- 3. Linear intercept method에 의해서 결정 입자의 크기를 계산하고, ASTM방법에 의해 결정 입자의 크기를 조사한 결과 그 크기는 대략 3.0-8.0 卩m이었다.
- 4. 모든 시편들의 자기 유도 특성값이 비교적 우수하게 나타났으며 , 그 중에서도 1070 °C에서 소결한 (NionCuMZnoMi.m 에 CaCQ와 V2O5를 첨가한 시편의 특성값이 잔류자기 유도 1, 660 G 최대 자기유도 4, 000 GS- 약간 더 우수하게 측정되었다.
- 5.보 자력은 0.15〜0.25 Oe로 전형적인 연자성 재료의 범위로 나타났다.
- 6.초 투자율, 손실 계수 및 큐리온도는 각각 2, 948〜2, 997, 171〜208, 191〜202 °C이었다.
- 소결 온도에 따른 초투자율의 변화를 Fig. 4에서 나타내였는데 소결 온도가 증가할 때 투자율도 증가하는 경향을 보였고, 기본조성으로 만든 시편 들 보다 첨가물을 넣어 만든 시편들에서 높은 값을 보였다. 결정립 크기와 초투자율과의 관계에서 결정립의 크기가 클수록 초투자율 값도 크게 나타남을 알 수 있었는데 [Table II 참조], 이와 같은 현상은 결정이 커지면 기공(pore)들의 수가 감소하여 자벽(domain wall)의 이동이 용이해지기 때문에 투자율이 증가한다고 생각된다.
후속연구
- 이상과 같은 여러 가지 물리적인 특성값(고유저항, 자기유도, 초투자율, 손실계수, 큐리온도 등)으로 미루어 보아 각종 microwave 통신기기 core 및 고투자율 deflection yoke core 등으로 사용이 가능하며, 소결 온도와 투자율 관계, 그 외 몇 가지 특성(온도 의존성, 에너지 손실 등)에 관한 더 자세한 실험 과 이론적인 관계 등은 앞으로의 연구과제로 생각된다.
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