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Sr3Co2Z-흑연-에폭시 복합체의 마이크로파 흡수 특성

한국자기학회지, Volume 30, Number 1, 29 Feb 2020, Pages 31-37
임은수 (한국교통대학교 화공고분자신소재공학부), 홍태환 (한국교통대학교 화공고분자신소재공학부), 강영민 * (한국교통대학교 화공고분자신소재공학부)
Abstract
Z형 Sr-육방정 페라이트(Sr3Co2 Fe24+xO41, x = 1.0, 0.5, 0.0, 0.5, 1.0)를 고상법으로 합성하였다. XRD 분석결과 단상의 Z형 육방정 페라이트가 Fe 함량이 화학양론적 조성보다 부족한 x = 1.0 일 때 가장 잘 얻어졌다. SEM 분석 결과 Fe 함량이 줄어들수록 결정립은 순차적으로 성장하는 것으로 확인되었다. 순수한 Z형 육방정 페라이트를 얻은 최적 조성 Sr3Co2 Fe24+xO41(x = 1.0) 분말에 대해 0~5wt%의 흑연 분말을 첨가하여 육방정 페라이트-에폭시-흑연 복합체를 제조하였다. 흑연 분말의 함량이 증가할수록 복소 투자율의 큰 변화 없이 복소 유전율만 단계적으로 증가하였다. 3 GHz 부근에서 강자성 공명에 의한 투자율의 허수부의 peak이 나타났다. 주파수와 두께에 따른 반사손실(RL)을 계산하여 제시하였다. 최대흡수를 나타내는 RL 최소값은 53 dB에서 38 dB의 범위를 보이며, 흑연의 첨가량이 증가함에 따라 최소 RL을 보이는 주파수가 3.18GHz에서 2.49 GHz로 단계적으로 감소하였다.

Z-type Sr-hexaferrites (Sr3Co2 Fe24+xO41, x = 1.0, 0.5, 0.0, 0.5, 1.0) were prepared by solid-state reaction processes. XRD analysis revealed that almost single Z-type hexaferrite phase could be obtained at the Fe-deficient composition of x = 1.0. In SEM analysis, it is found that the grain size gradually decreases with increase of x. For the single phase Sr3Co2 Fe24+xO41 (x = 1.0) powder samples, the Sr3Co2Z powder-epoxy-graphite composites were prepared with varying graphite amount (0.00, 1.25, 2.50, 3.75, 5.00 wt%). The height of real and imaginary part of permittivity spectra gradually increases with increasing the graphite amount, whereas the permeability spectra does not show significant variation with the graphite amount. The peak of imaginary part of permeability at ~3 GHz corresponds to the ferromagnetic resonance of the Z-type hexaferrites. The reflection loss (RL) which reflects the electromagnetic wave absorption performances was calculated as functions of frequency and thickness. The minimum RL values are in range of 53 dB~38 dB and the frequency of minimum RL decreased from 3.18 GHz to 2.49 GHz with the increase of graphite addition
Keywords: 육방정 페라이트; B-H 곡선; 복소 유전율; 복소 투자율; 마이크로파 흡수; 반사손실 hexaferrites; B-H curve; complex permittivity; complex permeability; microwave absorption; reflection loss
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2020.30.1.031