Formation reaction of Mn-Zn ferrite depending on various synthetic conditions of wet process was investigated using FeCl2.nH2O(n≒4), MnCl2.4H2O, ZnCl2 as starting materials. A stable intermediate precipitate was formed by the addition of H2O2. And the precipitate was hard to transform to spinel phase of Mn-Zn Fe2O4. Single phase of Mn-Zn Fe2O4 spinel was obtained above 8$0^{\circ}C$ reaction temperature. The powder had spherical particle shape and 0.02~0.05${\mu}{\textrm}{m}$ particle size. Fe(OH)2 solid solution, -FeO(OH) solid solution, -FeOOH, Mn-Zn Fe2O4 spinel were formed with air flow rate 180$\ell$/hr. However, single phase of Mn-Zn Fe2O4 spinel with cubic particle shape and 0.1~0.2${\mu}{\textrm}{m}$ particle size was formed with synthetic conditions of 8$0^{\circ}C$ and 90 munutes. The particle shape of the -FeOOH was needle-like.
Sheet형 전파흡수체를 제작하여 Mn-Zn페라이트의 입자크기에 따른 전파흡수능의 관계를 조사하였다. 입자 크기가 증가함에 따라 정합주파수는 낮은 쪽으로 이동하였으며, 정합주파수에서 전파흡수능은 감소하였다. 하지만 휴대폰의 사용주파수인 0.8 ㎓와 1.8 ㎓에서는 입자의 크기가 큰 것으로 구성되어 있는 전파흡수체자 작은 입자로 구성되어 있는 전파흡수체보다 우수한 전파흡수능을 나타내었다. 따라서 휴대폰용 전파흡수체를 Mn-Zn 페라이트 파우더로 제작할 경우에는 입자의 크기가 큰 것이 바람직하다고 생각된다.
Mn-Zn 페라이트 단결정과 ZnO가 6 mol% 첨가된 SiO$_2$-PbO 다성분계 유리를 700, 800, 900, 1000 $^{\circ}C$에서 열처리시킨 후 계면반응과 자기적 특성 변화를 분석하였다. 계면반응분석 결과, 계면에 2차상은 생성되지 않았으며, 계면의 페라이트 부위에 Zn 농도가 증가하였으며 반대로 Mn 농도는 감소하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 접합시편의 초기 투자율 값이 떨어져, 주파수 100 KHz 에서의 700 $^{\circ}C$ 열처리 시편의 초기투자율은 1766이었으나 1000 $^{\circ}C$에서는 907로 감소하였다. 이러한 초기투자율의 감소는, 계면반응 시 페라이트의 용해 및 성분 원소들의 확산으로 인한 자성 소실부위 발생 및 계면의 페라이트 부위에 생성된 Zn농도 증가 층과의 열팽창계수 타이에 의한 잔류응력 발생에 의한 것으로 판단되었다.
The influence of reaction conditions on the MnZn ferrite coprecipitation process were investigated using mixed metla sulfate solution and ammonium oxalate. In order to minimize the metallic ion losses and to control the particle size, the optimum reaction conditions were as follows; reaction temperature $25^{\circ}C$, metal sulfate concentration 0.3M, molar ratio of ammonium oxalate/mixed metal sulfate 1.1:1. The production yield was as high as 97.6% of theoretical yield at optimum reaction condition.
시약급 망간염과 폐건전지에서 회수한 망간염 수용액을 전해액으로 사용하고, 0.2% 저탄소 연강을 가용성 양극으로, SUS 304 스테인레스 강을 음극으로 하여 전기분해 법에 의해 생성된 망간 페라이트의 화학조성 및 열적, 자기적 성질을 조사한 결과 다음과 같다. $Mn_{x}Fe_{3-x}O_4$(O$200^{\circ}C$까지는 중량감소량이 직선적으로 증가하였다. 망간함량과 가열온도가 증가할수록 보자력이 감소하고 포화자화도 감소하는 경향을 보였다. 시약급 염화망간염을 전해액으로하여 생성시킨 망간 페라이트가 황산망간 및 폐건전지에서 회수한 망간염을 전해액으로 사용하여 제조한 망간 페라이트 보다 포화자화값이 높았다. $200^{\circ}C,\;300^{\circ}C로 가열하였을 때, 폐건전지에서 침출한 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트가 시약급 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트 보다 포화자화와 잔류자화값이 높았다. 생성된 입도는 모두 구형이었고, 시약급 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트에서는 $0.1{\mu}m$, 폐건전지에서 침출한 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트에서는 $0.5{\mu}m$ 범위의 미립자로 생성되었다.
지구온난화의 주요 원인인 $CO_2$를 분해시키기 위하여 Ni-Zn 페라이트와 Mn-Zn 페라이트 코어 제조시 대량으로 배출되는 페라이트 폐기물을 이용하였다. 폐기물 페라이트와 페라이트 코어 완제품인 Ni-Zn 페라이트와 Mn-Zn 페라이트는 5% $H_2$/Ar과의 환원반응에서 14~16wt%가 환원되었다. 환원된 페라이트를 이용한 $CO_2$분해 반응에서는 세 종류의 페라이트 모두 약 11wt%에 해당하는 $CO_2$를 분해하였다. 이 반응에서 $CO_2$는 환원된 페라이트 중 Fe와 FeO치 산화에 의해 분해되었으며. 폐기물 페라이트의 경우 $CO_2$분해 반응 후 스피넬 결정상을 형성하였다. 대량으로 버려지는 폐기물 페라이트를 이용하여 저비용으로 $CO_2$분해가 가능한 폐기물 활용기술을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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