초록
Glycine-nitrate와 citric acid를 이용하여 단상의 Ni-Zn ferrite, Ba-ferrite 나노입자와 두 나노복합체 ferrite의 전구체를 제조하고 이를 열처리하여 XRD 및 FT-IR로 각각의 상 분석을, SEM으로 분말의 형상과 크기를, VSM으로 자기적 특성과 합성된 나노복합체 ferrite에서의 exchange-coupling 상호작용을 확인하였다. XRD 분석 결과, 자전 연소법으로 얻은 전구체로 단상의 Ni-Zn ferrite와 Ba-ferrite 나노 입자 및 $BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ 나노복합체 페라이트가 합성되었으며, 나노복합체에는 $BaFe_{12}O_{19}$와 $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$가 잘 분포되어 있어 경자성과 연자성이 공존하고 있음을 확인하였고, 나노복합체 페라이트의 히스테리시스 곡선의 형상을 통해 경자성과 연자성 사이에 exchange-copuling이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었다. VSM으로 측정한 나노복합체의 경우. GNP로 제조한 precursor를 $900^{\circ}C$에서 하소한 $BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ 나노복합체는 포화자화 81.69 emu/g, 잔류자화 38 emu/g, 보자력 2598.48G를 나타내었다. $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4/BaFe_{12}O_{19}$ 복합체에서 $BaFe_{12}O_{19}$의 무게비가 증가 할수록 보자력은 증가하였고, 포화자화값과 잔류자화 값은 감소하였다.
The goal of this research is the create novel magnets with no rare-earth contents, with larger energy product by comparison with currently used ferrites. For this purpose we developed nano-sized hard-type/soft-type composite ferrite in which high remanent magnetization (Mr) and high coercivity (Hc). Nano-sized Ba-ferrite, Ni-Zn ferrite and $BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ composite ferrites were prepared by sol-gel combustion method by use of glicine-nitrate and citric acid. Nanocomposite ferrites were calcined at temperature range $700-900^{\circ}C$ for 1h. According to the X-ray diffraction patterns and FT-IR spectra, single phase of NiZn-ferrite and Ba-ferrite were detected and hard/soft nanocomposite ferrite was indicated to the coexistence of the magnetoplumbite-structural $BaFe_{12}O_{19}$ and spinel-structural $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ that agreed with the standard JCPDS 10-0325 data. The particle size of nanocomposite turn out to be less than 120 nm. The nanocomposite ferrite shows a single-phase magnetization behavior, implying that the hard magnetic phase and soft magnetic phase were well exchange-coupled. The specific saturation magnetization ($M_s$) of the nanocomposite ferrite is located between hard ($BaFe_{12}O_{19}$) and soft ferrite($Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$). The remanence (Mr) of nanocomposite ferrite is much higher than that of the individual $BaFe_{12}O_{19}$ and $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ ferrite, and $(BH)_{max}$ is increased slightly.
