Abstract
Physical and magnetic behaviors of reduced Co-Zn-Ti-Sn substituted Ba-ferrite particles with hydrogen are different from those of reduced-pure Ba-ferrite particles. The coercivity of substituted Ba-feffite particles shows a peaking effect with the reduction temperature ranging from 250 to 520 $^{\circ}C$, while the coercivity of pure Ba-ferrite decreases monotonically. The reduction process of substituted Ba-ferrite has been found to be devided into three steps. At the first and second steps, the magneto-plumbite structure maintained. When the reduced-substituted Ba-ferrite particles are reoxidized, the coercivity is reversible at the first step but irreversible at the second step. During the third step of reduction process above 410 $^{\circ}C$. The magneto plumbite structure was collapsed with formation of $\alpha$-Fe and $BaFeO_{3-x}$ phases and consequently the coercivity distribution is broaden and the coercivity irreversible. The coercivity and saturation magnetization decreases and increases up to 130 emu/g respectively. In this study, it is found that the substituted elements prevent the magneto-plumbite structure from collapse during the reduction process and furthermore migrate from the magnetic sites of $2a+4f_{IV}$, 2b, and 12k to $4f_{VI}$ and 12k'. An increase in the coercivity before the collapse of magneto-plumbite structure is attributed to the migration of cations in hexagonal Ba-ferrite structure.
치환형 Ba-ferrite의 수소환원 거동은 순수한 Ba-ferrite와는 다르게 나타났다. 환원온도 250 .deg. C에서 520 .deg. C의 범위에서 치환형 Ba-ferrite의 보자력은 증가하다가 다시 감소하는 반면에 순수한 Ba-ferrite는 계속 감소 하였다. 치환형 Ba-ferrite의 환원과정은 환원되는 정도에 따라 3단계로 나뉘어진다. 1과 2단계에서 Ba-ferrite의 구조는 그대로 유지를 하지만 자기적 성질은 다르게 나타났다. 1단계에서 보자력은 증가하고 산화처리시 가역적이지만, 2단계에서는 보자력이 더욱 증가하고 산화처리시 비가역적이었다. 그러나 3단계에서는 Ba-ferrite 구조 자체가 붕괴되어 .alpha. -Fe와 소량의 BaFe $O_{3-x}$의 생성으로 $H_{c}$는 크게 감소하고 포화자화값은 130 emu/g으로 크게 증가하였다. 이 때 보자력 분포도는 크게 넓어지며 입자크기도 감소하였다. 또한 치환이온들은 환원과정에서 Ba-ferrite 구조의 붕괴를 억제하였으며, 2a + 4 $f_{IV}$ , 2b 및 12k 자리의 치환이온들이 4 $f_{VI}$ 와 12k'의 자리로 이동함을 확인하였다. 따라서 1과 2단계에서의 보자력 증가원인은 치환이온의 자리이동에 따른 고보자력 상의 생성 때문이었다.