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고압 균질기의 노즐 통과 횟수가 마그네타이트 나노입자의 자기 특성에 미치는 영향

한국자기학회지, Volume 29, Number 3, 30 Jun 2019, Pages 73-78
지성화 ((주)일신오토클레이브), 김현효 ((주)일신오토클레이브), 김효진 * (충남대학교 신소재공학과)
Abstract
본 연구에서는 분산제 및 산화제를 전혀 첨가하지 않은 채 고압 균질기를 사용하여 Fe(OH)2 현탁액으로부터 합성된 마그네타이트 나노입자의 자기 특성에 미치는 노즐 통과 횟수의 영향을 체계적으로 조사하였다. 관측된 X-선 회절 패턴으로부터 모든 나노입자가 마그네타이트의 역스피넬 구조를 가진다는 것을 알 수 있었다. X-선 회절 및 투과전자현미경 분석 결과로부터 마그네타이트 나노입자의 평균 입자 크기는 17에서 22 nm에 이른다는 사실이 밝혀졌다. 시료진동형 자화율 측정기를 사용하여 상온에서 측정된 자기 이력 곡선으로부터 1,500 bar의 압력으로 1~3회 노즐을 통과한 공정 조건에서 합성된 마그네타이트 나노입자 시료가 초상자성 거동을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

Magnetite nanoparticles were synthesized from Fe(OH)2 using a high pressure homogenizer without any dispersing agents and oxidant. The observed X-ray diffraction (XRD) patterns revealed that all the samples had the inverse spinel structure of magnetite nanoparticles. The average size of the synthesized magnetite particles was found to be controlled by the number of passes in the high pressure homogenizer nozzle. The average particle size estimated by the XRD and transmission electron microscopy (TEM) analysis ranged from 17 to 22 nm. Magnetic hysteresis measurements were performed using a vibrating sample magnetometer (VSM) to
investigate the magnetic properties of the magnetite nanoparticles at room temperature, revealing the appearance of superparamagnetism in the magnetite nanoparticles synthesized through 1 to 3 passes at 1500 bar.
 
Keywords: 마그네타이트; 나노입자; 초상자성; 고압 균질기; magnetite; nanoparticle; superparamagnetism; high pressure homogenizer
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.3.073