• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.146-155
• /
• 2019

Rare earth magnets are the strongest type of permanent magnets and are integral to the high tech industry, particularly in clean energies, such as electric vehicle motors and wind turbine generators. However, the cost of rare earth materials and the imbalance in supply and demand still remain big problems to solve for permanent magnet related industries. Thus, a magnet with abundant elements and moderate magnetic performance is required to replace rare-earth magnets. Recently, $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ has attracted considerable attention as a promising candidate for next-generation non-rare-earth permanent magnets due to its gigantic magnetization (3.23 T). Also, metastable $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ exhibits high tetragonality (c/a = 1.1) by interstitial introduction of N atoms, leading to a high magnetocrystalline anisotropy constant ($K_1=1.0MJ/m^3$). In addition, Fe has a large amount of reserves on the Earth compared to other magnetic materials, leading to low cost of raw materials and manufacturing for industrial production. In this paper, we review the synthetic methods of metastable $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$ with film, powder and bulk form and discuss the approaches to enhance magnetocrystalline anisotropy of $a^{{\prime}{\prime}}-Fe_{16}N_2$. Future research prospects are also offered with patent trends observed thus far.

• 공업화학
• /
• 제22권6호
• /
• pp.711-717
• /
• 2011

전자충격반응을 고려한 three moment 플라즈마 모델과 전기적 중성성분의 반응을 고려한 유체 유동 모델을 결합하여 용량결합형 산소플라즈마에 대한 2차원적 전산모사 연구를 수행하였다. 전자의 에너지에 의하여 좌우되는 전자충격반응에 대한 반응속도는 전자와 $O_2$ 및 O 사이의 전자충돌단면적으로부터 계산되었다. 플라즈마 모델과 유체 유동 모델을 결합하고 상세한 반응메커니즘을 포함시킴으로써 전하를 띠는 전자와 이온($O_2{^+}$, $O^+$, $O_2{^-}$, and $O^-$) 그리고 기저상태의 산소($O_2$ and O)뿐만 아니라 $O_2(a^1{\Delta}_g)$, $O_2(b^1{{\Sigma}_g}^+)$, $O(^1D)$, $O(^1S)$ 등과 같이 산소플라즈마 특성에 중요한 역할을 하는 준안정상태 성분들의 시공간적 분포를 예측할 수 있었다. 또한 산소플라즈마의 전산모사로부터 sheath 경계에 이중층이 존재함을 확인할 수 있었다.

• 열처리공학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.303-310
• /
• 2023

β titanium alloys are widely used in aerospace industry due to their excellent specific strength and corrosion resistance. In particular, mechanical properties of metastable β titanium can efficiently be controlled by various deformation mechanisms such as slip, twinning, and SIM (Stress-Induced Martensite Transformation), making it an ideal material for many industrial applications. In this study, Ti-5Mo-xFe (x=1, 2, 4 wt%) alloy was designed by adding a relatively inexpensive β element to ensure price competitiveness. Additionally, microstructural analysis was conducted using OM, SEM, and XRD, while mechanical properties were evaluated through hardness and compression tests to consider the deformation mechanisms based on the Fe content. SIMT occurred in all three alloys and was influenced by the presence of β_m (metastable beta) and beta stability. As the Fe content decreased, the α'' phase increased due to SIMT occurring within the β_m phase, resulting in softening. Conversely, as the Fe content increased, the strength of the alloy increased due to a reduction in α'' formation and the contributions of solid solution strengthening and grain strengthening. Moreover, unlike the other alloys, shear bands were observed only in the fracture of the Ti-5Mo-4Fe alloy, which was attributed to differences in texture and microstructure.

• 한국자기학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.165-170
• /
• 2009

준안정 상태인 덩치 fcc Fe는 반강자성 상태가 기저 상태인 것으로 알려져 있고 적절한 fcc 금속 표면 위에 fcc Fe를 성장시킬 수 있음이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 fcc 금속 (001) 표면 위의 Fe 원자층의 자성을 연구하기 위해 Cu(001), Rh(001), Pd(001), Ag(001) 표면 위의 Fe 단층의 자성을 제일원리계산 방법 중 자성 연구에 가장 적합한 총퍼텐셜선형보강평면파(fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 사용하여 연구하였다. 고려한 계 중에서 2차원 격자상수가 가장 작은 Cu(001) 표면과 가장 큰 Ag(001) 표면 위의 Fe 단층은 강자성이 비교적 큰 에너지 차이로 Fe-fcc 금속 층간 거리에 관계없이 안정적이었고, 중간 크기의 2차원 격자상수를 가진 Rh(001)과 Pd(001) 표면 위의 Fe 단층은 반강자성 상태가 안정적이었으나, 층간 거리가 커짐에 따라 강자성 상태가 안정적일 수도 있는 것으로 계산되었다. 계산된 자기모멘트는 1Fe/Cu(001), 1Fe/Rh(001), 1Fe/Pd(001), 1Fe/Ag(001)의 강자성 상태에서 2.811, 2.945, 2.987, 2.990 $_{{\mu}B}$이었고, 반강자성 상태에서는 2.624, 2.879, 2.922, 3.001 $_{{\mu}B}$이었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.658-664
• /
• 1997

자기질 도자기 소지조성에 필수적으로 함유되는 부산화물들($K_2O, MgO, CaO,Al_2O_3$, 그리고 $TiO_2$)이 순수한 $SiO_2$의 상형태에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 장석, 도석, 카올린, 그리고 점토를 이용하여 조합된 자기질 도자기 소지 조성에서 $SiO_2/Al_2O_3$의 비를 조정하여 안정화된 $\beta$-cristobalite 상을 갖는 도자기 소지 조성을 개발하였으며, 여기에 첨가된 부산화물들이 $SiO_2$의 상형태에 미치는 영향을 조사하였다. $SiO_2$에 $K_2$O와 MgO를 첨가할 경우 준안정한 주상은 $\alpha$-cristobalite, CaO와 $Al_2$O$_3$를 첨가할 경우 $\alpha$-quartz, 그리고 $TiO_2$를 첨가할 경우는 비정질상이었다. 장석, 도석, 카올린, 그리고 점토를 사용하여 조합한 도자기 소지에서 $SiO_2/Al_2O_3$비가 작아질 수록 $\beta$-cristobalite 상의 안정화가 촉진되었으며, $\beta$-cristobalite 상이 안정화되는 임계의 $SiO_2/Al_2O_3$의 비는 68.10/22.75이었다. Cristobalite 상이 안정화된 실용 도자기 조성에 부산화물들이 첨가될 경우 $\alpha$, $\beta$-cristobalite 상생성이 억제되었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.233-240
• /
• 2000

소결 촉진제 첨가없이 치밀한 코디어라이트 세라믹스를 얻기 위해 Mg-Al-Si계의 열적거동을 검토하였다. 수용액 매체에서 코디어라이트 현탁액의 분산안정성을 ESA를 이용하여 조사하였으며, 코디어라이트 졸의 응집 방지와 분산성을 부여하기 위해 2N $HNO_3$와 2N $NH_4OH$ 용액으로 pH 1.03과 pH 8.30로 조절하였다. pH 8.30인 코디어라이트 졸을 $150^{\circ}C$에서 12시간 건조한 시료에서 magnesium-aluminum-silicate 복합 겔이 존재하였다. 평형상태의 코디어라이트 겔의 결정화는 $1300^{\circ}C$ 이상의 소결 온도에서 존재하였으며, $1300^{\circ}C$ 이하의 조건에서는 ${\mu}-cordierite(Mg_2Al_4Si_5O_18)$, spine($MgAl_2O_4$) 및 mullite($Al_6Si_2O_{13}$)와 같은 다양한 준안정상이 복합적으로 혼재하였다. pH 1.03과 pH 8.30로 조절된 현탁액에서 코디어라이트 겔의 핵반응은 유사하게 일어났으나, 치말화거동은 졸의 pH에 상당한 차이를 보였다. pH 1.03인 졸 보다 pH 8.30인 졸의 치밀화가 더욱 진전되었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 1991

$NdFe_2$, $Nd{(Fe_{0.5})}_2$, $SmCo_2$ 및 $Sm{(Fe_{0.5}Co_{0.5})}_2$ 조성의 Laves 화합물을 급속냉각기술에 의하여 제조하였다. 저온자기특성을 조사한 결과 $Nd{(Fe_{0.5}Co_{0.5})}_2$, $SmCo_2$와 $Sm{(Fe_{0.5}Co_{0.5})}_2$ 조성의 Laves 화합물은 강자성의 거동을 보이며 결정구조는 모두 C15의 단일상으로 존재하였으며, $NdFe_2$ 조성의 급냉합금은 일종의 spin reorientation 거동을 보였다. $NdFe_2$ 조성의 급냉합금은 화학조성식 $NdFe_7$의 준안정상과 Nd-rich상으로 구성됨을 알았다. $NdFe_2$ 급냉합금을 열처리 하면 $NdFe_7$은 $Nd_2Fe_{17}$과 Nd-Fe-O상으로 변태하였다. $Sm{(Fe_{0.5}Co_{0.5})}_2$ Laves 화합물의 보자력은 상온에서 4kOe이며 큐리온도는 $400^{\circ}C$로 측정된다. 또한 $Nd{(Fe_{0.5}Co_{0.5})}_2$ Laves 화합물은 상온에서 $2.8\;{\mu}_B/f.u.의$ 자기모멘트를 보유한다.

• 한국자기학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.184-187
• /
• 2013

MgO 기반 스핀소자에 유기장벽 Cu-Phthalocyanine(CuPc)가 삽입된 무기${\backslash}$유기 터널 접합 소자 Fe${\backslash}$MgO(001)${\backslash}$CuPc${\backslash}$Co의 자기 저항 현상과 그 계면 특성의 상관관계에 대한 연구가 진행되었다. 특히 1.6 nm MgO(001)${\backslash}$x nm CuPc(x = 0~5) 계면의 전자기적 특성을 스핀 편극된 준안정상태 He 원자 분광계(Metastable Helium De-excitation Spectroscopy, MDS)를 이용하여 규명하였다. 에피 성장된 MgO(001) 위에 적층된 약 1.6 nm 두께의 CuPc 층상구조의 표면에서, MgO(001) 하지층의 표면과는 달리, up-spin band와 down-spin band의 비대칭성이 현저해지는 것으로 관찰되었다. 이 결과는 실온과 저온(77 K)에서 ~10 %와 30 %로 각각 측정된 자기저항 현상과 복합장벽을 통과하는 스핀거동을 이해하는데 중요한 단초를 제공해 준다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권4호
• /
• pp.517-524
• /
• 2005

유기 첨가물을 함유하는 분무용액으로부터 분무열분해 공정에 의해 바륨 티타네이트($BaTiO_3$) 분말을 합성하였다. 분무용액에 첨가되는 유기물의 종류 및 첨가량이 분무열분해 공정에 의해 합성된 $BaTiO_3$ 분말들의 결정구조 및 형태 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유기 첨가물로서 구연산, 에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜을 첨가한 경우에 있어서는 유기 첨가물의 종류에 따라 하소 전후에 서로 다른 형태의 $BaTiO_3$ 분말들이 얻어졌다. 분무용액에 구연산을 첨가한 경우에 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 하소 후에 균일한 크기의 나노 분말들로 구성 되어진 나노 구조체를 가졌다. 분무용액에 첨가된 구연산의 양이 증가할수록 하소 후에 얻어진 분말들의 결정구조가 준안정상인 입방정상에서 정방정상으로의 상변환성이 증가하였다. 고농도의 구연산을 함유한 분무용액으로부터 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 하소 후에 좋은 정방정계 결정구조, 균일하며 미세한 크기 및 고표면적을 가졌다. 분무열분해 공정에 의해 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 밀링 공정 후에 균일한 크기 및 형태를 가졌다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.728-734
• /
• 2002

전기로 더스트를 점토 또는 백토와 혼합하여 소성온도에 따른 전기로 더스트 내에 존재하는 Cr, Cd, Cu, Pb, Fe, Zn 중금속들의 거동을 조사하였다. 전기로 더스트를 점토와 백토에 각각 0∼50 wt%씩 첨가하였고, 소성은 $200^{\circ}C$ 간격으로 $200∼1200^{\circ}C$ 범위 내에서 수행하였다. 소성된 시편은 TCLP법에 의한 용출실험을 거친 후 ICP-AES로 분석하였다. 중금속표준용액을 이용한 양이온 교환능 실험결과 점토와 백토가 기존의 중금속 흡착제인 제올라이트와 비슷한 중금속 양이온 교환능을 보였으며, Cr에 대해서는 더 우수한 교환능이 관찰되었다. TCLP법에 의한 용출실험 결과 Cr과 Fe는 모든 시편에서 거의 용출되지 않았으며, Cd과 Zn은 소성온도가 증가하고 전기로 더스트의 함량이 적을수록 용출량이 감소하였다. 점토 또는 백토와 전기로 더스트를 혼합 소성 시 일차적으로 양이온 교환능에 의해 중금속이 준안정화되고 이차적으로 공융반응에 의하여 중금속들이 완전하게 고정화되어 중금속 용출을 억제하는 것으로 추정된다. 본 연구에서 백토가 점토 보다는 전기로 더스트 중금속의 안정화에 더 효과적이었다.