• 한국자기학회지
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• 제25권3호
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• pp.92-100
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• 2015

전기자동차는 구동방식에 따라 인휠(in-wheel) 방식과 인라인(in-line) 방식으로 구분될 수 있다. 인휠 방식 전기자동차는 기존의 자동차에서 사용하였던 변속기, 축, 차동기어 등을 제거 할 수 있기 때문에 구조가 간단해지고 차체를 경량화하여 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 파라미터 맵(parameter map)을 이용한 차량용 인휠 전동기의 설계 방법을 제시하고, 연속정격 5 kW급 전동기를 설계하여 제작 및 성능 검증을 한다. 우선 차량의 요구 성능을 만족하는 인휠 전동기의 용량을 결정하기 위해 차량의 총무게, 기어 효율, 바퀴의 등가반경, 등판각도 등을 고려한 차량동특성해석을 수행한다. 이것을 통해 전동기 용량을 결정하고, 전동기 형상 및 치수를 결정하기 위한 초기설계를 진행한다. 그리고 요구 성능을 만족하는 전동기 파라미터를 결정하기 위해 파라미터 맵을 이용한 파라미터 설계를 수행한다. 파라미터 맵을 통해 전동기 파라미터를 결정한 후 마지막으로 무부하역기전력의 왜형율(Total Harmonic Distortion, 이하 THD), 코깅토크(cogging torque), 토크리플(torque ripple) 등의 개선을 위해 최적설계를 수행한다. 최종 설계 모델에 대해 제작을 하였으며, 성능 검증 및 제시한 설계방법의 신뢰도 검증을 위해 부하시험을 진행한다.

• 한국자기학회지
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• 제25권3호
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• pp.83-86
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• 2015

무기체계가 첨단, 고도화되면서 탄약을 정밀 제어하여 목표를 타격하기 위하여 공중폭발탄(ABM)이 개발되어 전장에서 운용되고 있다. 이러한 공중폭발탄의 시한정밀도를 향상시키기 위하여 총구를 이탈하는 탄의 속도를 측정하여 표적까지의 정확한 비행시간을 계산한 후 탄에 입력하여야 한다. 본 연구에서는 K4 기관총의 소염기 부분에 탄을 감지할 수 있는 장치를 도입하였다. 탄약의 주요 금속 부품은 신관 부분의 알루미늄과 파편 효과를 발휘하는 탄체의 철 부분, 총열의 강선부를 통과할 때 직진운동을 회전운동으로 전환시키는 회전탄대의 구리로 구성되어 있는데 알루미늄 부분을 탐지하기 위하여 와전류 탐촉자의 원리를 도입하였다. 탄이 총구를 벗어나는 수십 us 동안 탄속을 측정하기 위하여 U 자형의 MnZn Ferrite 코어에 코일을 권선하여 200 kHz의 교류 전류를 인가하여 탄의 총구 이탈 속도를 측정하였으며, 도플러 레이더와 병행 계측한 결과 ${\pm}1%$ 이내에서 잘 일치하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권1호
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• pp.10-15
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• 2015

높은 전기전도도를 가진 비자성 금속 코어와 연자성 쉘을 가진 복합와이어의 자기임피던스를 원주방향 투자율로 표현하는 모델을 맥스웰 방정식으로부터 유도하였다. Cu(직경 $100{\mu}m$)/$Ni_{80}Fe_{20}$(두께 $15{\mu}m$) 코어/쉘 복합 와이어를 전기도금방법으로 제작하였다. 코어/쉘 복합 와이어의 길이방향으로 10 kHz에서 10 MHz 범위의 주파수를 가지는 교류전류와 0 Oe에서 200 Oe 범위의 직류 자기장을 가하여 임피던스 스펙트럼의 자기장 의존성을 측정하였다. 유도된 모델을 적용하여 측정된 임피던스 스펙트럼으로부터 원주방향 복소 투자율 스펙트럼을 뽑아내었다. 뽑아낸 원주방향 복소 투자율 스펙트럼은 단일 완화주파수의 Debye 식으로 매우 잘 곡선적합되는 완화형 분산을 보였다. 원주방향 복소 투자율 스펙트럼의 자기장 의존성을 분석하여, 본 코어/쉘 복합 와이어의 경우 길이 방향의 자기이방성을 가지며 원주방향으로의 자화회전이 완화형 복소 투자율 스펙트럼에 기여하는 단일 성분이라는 것을 규명하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권1호
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• pp.4-9
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• 2015

본 연구는 PFC(Planar Flow Casting)프로세스에 의한 Fe기 $Fe_{78}Si_9B_{13}$ 비정질 합금리본 제조에 있어서 습도변화(55~85 %)가 비정질 합금리본의 표면결함 및 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 비정질 합금리본의 접촉면과 자유면에서 관찰된 air pocket/droplet의 크기는 습도가 증가할수록 커지는 경향을 보임과 동시에 표면조도과 함께 크게 증가하였으며, 특히 습도 65 %에서 제조한 표면조도 값이 접촉면($Ra=0.60{\mu}m$, $Rz=3.11{\mu}m$)과 자유면($Ra=0.47{\mu}m$, $Rz=3.00{\mu}m$)에서 모두 가장 낮은 값이 얻어졌다. 또한 $23(OD)^*20(ID)^*20(H)$ 크기의 토로이달 코어로 제조된 자성코어의 연자기적 특성의 경우에도 65 %에서 제조한 비정질 합금리본의 시료에서 $B_s(B_{700})=1.055T$, $H_c=0.083Oe$, 투자율 = 1,197 및 core loss = 0.276 W/kg로 가장 우수한 값이 얻어졌다.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.216-220
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• 2012

이 연구에서는 근역장 통신(NFC)용 소재로 응용하기 위해, MnZn 페라이트와 FeSi 합금 분말을 filler로 사용하여 제조한 0-3형 자성복합소재의 복소투자율 변화(1 MHz~1 GHz)를 측정하였으며, RFID 주파수(13.56 MHz)에서의 복소투자율 값을 검토한 결과, filler 함량에 따라 투자율 실수항은 증가하고 허수항은 감소하는 결과를 얻었다. 즉, 시트형 자성복합소재의 응용을 위한 연구 결과로서, 고투자율을 나타내면서 손실항인 허수항을 상대적으로 낮출 수 있는 소재 제조공정 기술을 확보할 수 있었으며, 복소투자율 변화는 자성분말 filler의 성분과 입자 형태, 그리고 polymer 종류에 의존함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.204-209
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• 2012

본 연구에서는 CoFe/MnIr 이중층 구조의 계면에 존재하는 비상보성 반강자성(AF) 스핀들에 의한 교환 결합 에너지 특성을 강자성 공명(FMR) 측정법을 이용하여 분석하였다. MnIr의 두께가 $t_{AF}$= 0, 3 및 10 nm 재료를 열처리한 한 후 이들 재료의 FMR 신호를 측정하였으며, $t_{AF}$= 0 nm 재료를 기준으로 하여 $t_{AF}$= 3 및 10 nm 재료의 교환 바이어스 자기장($H_{ex}$)과 회전 이방성 자기장($H_{ra}$)을 도출하였다. $300^{\circ}C$에서 열처리한 재료의 경우, $H_{ex}$과 $H_{ra}$의 합은 MnIr의 임계 두께에 무관하게 동일한 값을 보이는데, 이는 비상보성 AF 스핀들이 모두 한 방향으로 정열 되었음을 의미한다. 이들 결과로부터 비상보성 AF 스핀들 중에서 일부분은 CoFe/MnIr의 계면에 고정되어 $H_{ex}$로 발현되어 나타나고, 나머지 부분은 자기장의 방향에 따라서 회전하므로 $H_{ra}$로 발현되고 있음을 알 수 있었다. 따라서 교환 결합 에너지는 교환 바이어스 에너지 및 회전 이방성 에너지의 합으로 표현될 수 있음을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.79-84
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• 2012

나노크기의 물질이 가지는 새로운 특성을 응용하는 연구가 매우 활발하게 진행되어 지고 있다. 본 연구에서는 PAD법으로 제조한 ${\alpha}$-Fe 나노분말을 이용하여 높은 포화자화와 기계적인 경도, 화학적 안정성, 작은 입자로 인한 tape noise의 감소 등의 특성을 지니고 있는 질화철인 $Fe_4N$을 합성하고, 이를 환원/확산법과 $N_2$가스 질화법으로 합성한 $Fe_{17}Sm_2N_x$ 자성분말과 자성 특성을 비교하였다. $NH_3+H_2$(부피비 3 : 1) 혼합가스를 이용하였을 경우 $Fe_4N$의 생성 온도와 반응시간 등의 조건 변수를 통해 $400^{\circ}C$에서 4시간 동안 열처리함으로서 단일상의 $Fe_4N$이 생성되는 것을 관찰 할 수 있었으며, 나노크기의 $Fe_4N$ 분말과 마이크론 크기의 $Fe_{17}Sm_2N_x$ 분말의 포화자화의 값은 각각 149, 117 emu/g의 값을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.109-115
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• 2012

지난 5년간 NdFeB계 이방성 본드자석은 25 MGOe의 높은 자기특성을 강점으로 기존 페라이트 영구자석을 갈음하면서 모터의 경량화라는 새로운 패러다임을 주도했고 자동차용과 전동공구용 모터산업분야에서 두드러진 약진을 보였다. 또한 차체중량감소를 통한 연비향상이라는 자동차산업의 기술동향에 정확히 초점을 두고 기존모터의 50 % 경량화라는 새로운 변혁을 이끌어 냈다. 그러나 2010년 7월에 중국이 희토류원소의 수출규제를 발표함에 따라 2011년 희토류 원자재는 또 한 차례의 폭등을 기록하였고 그 여파는 전방 수요산업에 심각한 충격으로 던져지고 있다. 각 희토류 주요 소비국들은 자원 확보, 희토류 최소사용부품개발 및 희토류 대체 신기술개발 강화에 총력을 다하는 모습이다. 이러한 환경적 변화가 이방성 본드자석 분야에는 중희토류 원소인 Dy의 사용량을 줄이면서 보자력을 향상시키고자하는 기술적 도전을 유발하였고 모터고속화 응용분야에 탐색을 시도하게 하였다. 본 글에서는 희토류 자원문제에 대한 각국 희토류자석산업의 대응과 NdFeB 이방성 본드자석으로 대표되는 Aichi Steel사의 MAGFINE 자성분말에 대해 최근의 개발 동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.121-125
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• 2009

비정질 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 $400^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도범위에서 각 3분씩 고진공챔버($10^{-8}$ torr)에서 열처리하였고, as-grown 시료와 열처리한 시료의 전기적 특성과 자기수송특성을 연구하였다. 성분함량은 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS)와 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 측정하였으며, 박막의 구조분석은 x-ray diffractometer(XRD)와 transmission electron microscopy(TEM)를 이용하였다. 자성특성은 여러 범위의 자기장에서 Magnetic property measure system(MPMS)를 이용하였다. 박막의 전기적 특성은 standard four-point probe와 Physical property measurement system(PPMS)로 측정하였으며, van der Pauw 방법을 사용하여 Anomalous Hall effect를 측정하였다. X-ray 회절 패턴 분석을 통해 $500^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리한 시료는 여전히 비정질 상태인 것을 알 수 있었으며, $600^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정화를 확인할 수 있었다. as-grown $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막과 열처리한 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 온도에 따른 비저항 값의 변화를 측정하였고, 반도체의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도가 높을수록 비저항도 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막은 저온에서 negative magnetoresistance(MR)을 확인할 수 있었고, MR ratio는 10 K에서 약 8.5 %를 보였다. 모든 MR 그래프에서 curve의 비대칭을 확인 할 수 있었으며, anomalous Hall Effect는 약하지만 250 K까지 관측이 되었다.

• 한국자기학회지
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• 제16권6호
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• pp.279-282
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• 2006

비정질 강자성 NiFeSiB 자유층을 갖는 자기터널접합 (MTJ)에 대하여 연구하였다. 비정질 자유층이 MTJ의 스위칭 특성에 미치는 영향을 알아보는데 역점을 두어 기존의 CoFe와 NiFe층 대신에 NiFeSiB 자성층을 사용하였다. $Ni_{16}Fe_{62}Si_{8}B_{14}$는 $Co_{90}Fe_{10}$보다 더 낮은 포화자화도 ($M_{s}:\;800\;emu/cm^{3}$) 그리고 $Ni_{80}Fe_{20}$보다 더 높은 이방성 상수 ($K_{u}:\;2700\;erg/cm^{3}$)를 갖는다. $Si/SiO_{2}/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe $7/AlO_{x}/CoFeSiB\;(t)/Ru\;60\;(nm)$ 구조는 그 자체의 낮은 포화자화도와 높은 일축 이방성을 가짐으로 인하여 보자력($H_{c}$)을 감소시키고 스위칭 각형을 증가시키게 함으로서 MTJ의 스위칭 특성에 유리한 것으로 조사되었다. 더욱이 미소두께(1 nm)의 CoFe층을 터널장벽/NiFeSiB 경계면에 삽입하면 TMR비와 스위칭 각형이 증가하고 개선되었다.