• 한국결정성장학회지
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• 제10권4호
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• pp.292-296
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• 2000

영구자석용 $Sm_2$$Fe_{17}$$N_{x}$계 분말재료를 합성하기 위하여 유성형 볼밀장치를 사용한 Mechanochemical reaction 반응법을 적용하였다. 볼밀처리시 출발원료로서 금속 Sm과 Fe분말을 사용하고 고상반응을 통한 경질자성상 $Sm_2$$Fe_{17}$$N_{x}$의 형성과정을 조사하였다. 출발원료 $Sm_2$$Fe_{100-x}$(x = 11, 13, 15)의 모든 조성에서 볼밀처리만을 행하였을 경우 Sm-Fe계 비정질상 및 $\alpha$-Fe의 혼합상 분말을 얻을 수 있었다. 또한 볼밀처리된 분말시료의 열처리를 통하여 최종 생성상에 미치는 출발원료의 조성의존성을 조사한 결과, $Sm_{15}Fe_{85}$ 조성에서 거의 단상의 $Sm_2$$Fe_{17}$ 화합물이 생성됨을 알 수 있었다. $Sm_2$$Fe_{17}$으로부터 경질자성상인 $Sm_2$$Fe_{17}$$N_{x}$ 화합물을 생성시키기 위하여 $450^{\circ}C$, $N_2$가스분위기에서 질화열처리를 실시하였다. 분말시료에 흡수된 질소량은 질화 처리 초기에 급격히 증가한 후 서서히 포화되었으며 이에 따라 보자력 및 잔류자화가 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 얻어진 Sm-Fe-N계 분말재료는 차세대 고성능 영구자석을 제조할 수 있는 원료분말로서 그 응용이 기대된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.55-60
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• 2001

Mechanical alloying technique was applied to prepare hard magnetic $Sm_2Fe_{17}N_x$ compound powders. Staring from pure Fe and Sm powders, the formation process of hard magnetic $Sm_2Fe_{17}N_x$ phase by mechanical alloying and subsequent solid state reaction was studied. As milled powders were found to consist of Sm-Fe amorphous and $\alpha$-Fe phases in all compositions of $Sm_xFe_{100-x}$(x = 11, 13, 15, 17). The effects of starting composition on the formation of $Sm_2Fe_{17}$ intermetallic compound was investigated by heat treatment of mechanically-alloyed powders. When Sm content was 15 at.％, heat-treated powders consisted of nearly $Sm_2Fe_{17}$ single phase. For preparation of hard magnetic $Sm_2Fe_{17}N_x$ powders, additional nitriding treatment was performed under $N_2$ gas flow at 45$0^{\circ}C$. The increase in the coercivity and remanence was proportional to the nitrogen content which increased drastically at first and then increased gradually as the nitriding time was extended to 3 hours.

• 한국자기학회지
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• 제3권2호
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• pp.94-100
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• 1993

신소재 희토류 영구자석인 $Sm_{2}Fe_{17}N_{3}$ 화합물에 대한 자체충족적 국재밀도함수 근사 전자구조 계산을 수행하여 이 물질의 전자기적 물성을 연구하였다. LMTO(Linearized Muffin-Tin Orbital) 에너지 띠 방법을 사용하여 상자성, 강자성상 $Sm_{2}Fe_{17}N_{3}$ 화합물의 에너지 띠 구조를 결정 하고 이를 토대로 이화합물의 전기적, 자기적 구조와 Sm, Fe, N원자들간의 결합효과등을 고찰하였다. N원자는 근접 Fe원자와의 혼성 상호작용을 통하여 Fe원자의 자기모멘트를 많이 줄이는 효과를 주며 또한 구조 안정성에 기여한다는 결과를 얻었다. 강자성상 $Sm_{2}Fe_{17}N_{3}$에서의 Fe원자들의 평균 자기모멘트는 $Sm_{2}Fe_{17}$의 $2.16{\mu}_B$에 비해 약 8% 증가한 $2.33{\mu}_B$로 계산되었는데 이중 N원자로 부터 가장 멀리 떨어져 있으며 12개의 Fe원자들로 둘러싸인 Fe I (c) 원자가 가장 큰 값($2.65{\mu}_B$)의 자기모멘트르 갖고 N원자와의 혼성 상호작용이 가장 큰 Fe III(f)원자가 가장 작은 값($1.96{\mu}_B$)의 자기모멘트를 갖는다.

• Journal of Magnetics
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• 제1권1호
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• pp.19-23
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• 1996

In the present study, the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial materials have been prepared by reaction between Nb-free or Nb-containing $Sm_2Fe_{17}$-type alloy and $N_2$ gas. Nitrogenation behaviour of the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type material and disproportionation characteristics of the nitrogenated materials have been studied by means of differential thermal analysis (DTA) and thermopiezic analysis (TPA). Magnetic properties of the produced $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial materials were characterised in vibrating sample magnetometer (VSM) or thermomagnetic analyser (TMA). Epoxy-bonded or Zn-bonded $Sm_2Fe_{17}N_x$-type magnets were prepared, and their magnetic properties were investigated. It has been found that nitrogenation kinetics of the Sm2Fe17Nx-type alloy is improved significantly by the Nb-substitution for Fe in the alloy. The Nb-substitution is also found to enhance thermal stability of the $Sm_2Fe_{17}N_x$-type interstitial material. Hard magnetic properties of the interstitial materials produced from Nb-free orNb-containing alloy is high enough (intrinsic coercivity : over 7 kOe) for application as bonded permanent magnets. The good hard magnetic properties of the interstitial material are maintained in the epoxy-bonded magnet. Intrinsic coercivity of the Zn-bonded magnets is improved significantly as post-bonding annealing time increases.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.720-725
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• 1998

환원.확산법에 의해 $Sm_{2}Fe_{17}N_{x}$ 계 희토류 영구자석을 제조하기 위한 기초연구로서, 우선 $Sm_{2}Fe_{17}$ 금속간화합물의 제조를 위하여, 금속 Ca에 의한 $Sm_2O_3$의 환원반응과 Fe분말중에 Sm의 확산반응을 검토하였다. 그 결과 전자는 $1000^{\circ}C$이상의 고온의 경우에 매우 빠르게 완료되지만, 후자의 Fe분말의 중심까지 Sm의 확산반응의 완료(완전한 균질화조건)는 $1100^{\circ}C$에서 3h 정도의 R-D 반응이 필요하며, 이 확산반응이 전체반응에 있어서 율속단계임을 알았다. Sm-Fe 계의 금속간화합물들의 성장은$ 1000^{\circ}C$이하에서는 $SmFe_2$, $SmFe_3$,$Sm_{2}Fe_{17}$금속간화합물의 3개의 상이 관찰되었으나, $1100^{\circ}C$에서는 $Sm_{2}Fe_{17}$ 금속간화합물의 상만이 관찰되었다. 본 연구에서 얻어진 최종시료의 산소 및 Ca량은 각각 0.72wt% 및 0.11wt%이었다.

• Journal of Magnetics
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• 제5권4호
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• pp.124-129
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• 2000

$Sm_2Fe_{17}N_x$ film magnets were prepared using a $Sm_2Fe_{17}$ target in a $N_2$ gas atmosphere using a Nd-YAG pulsed laser ablation technique. The effect of nitrogen pressure, deposition temperature, pulse time and film thickness on the structure and magnetic properties of $Sm_2Fe_{17}N_x$ film were studied. Increasing the nitrogen pressure up to 5 atm led to the formation of complete $Sm_2Fe_{17}N_x$ compound. Optimized magnetic properties with the nitrogenation temperature in the range 500-53$0^{\circ}C$ could be obtained by extending the nitrogenation time up to 4 hours. Relatively low coercivities of 400~600 Oe were found in $Sm_2Fe_{17}N_x$films 50~100 m thick, while a $4\piM_s$ of 10$\sim$12 kG could be achieved. In-plane anisotropy, which was the basic goal in this study, was achieved by controlling the nitrogenation parameters.

• 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.

• Journal of Magnetics
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• 제16권2호
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• pp.104-107
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• 2011

In the present study, we systematically investigated the effect of mechanical milling on the magnetic properties of $Sm_2Fe_{17}N_x$ powders produced by the reduction-diffusion process. The Sm-Fe powders obtained by the reduction-diffusion process were composed of an $Sm_2Fe_{17}N_x$ single phase. After nitrogenation, the coercivity and saturation magnetization of the powders were 0.48 kOe and 13.32 kG, respectively. The particle size largely decreased down to less than $2\;{\mu}m$ in diameter after ball milling for 30 hours. However, there is no evidence that the $Sm_2Fe_{17}N_x$ was decomposed to Sm-N and ${\alpha}$-Fe even after ball milling for 30 hours. The coercivity was significantly improved up to 8.82 kOe after milling for 60 hours. However, the magnetization decreased linearly with the ball milling time.

• 한국자기학회지
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• 제5권5호
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• pp.858-863
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• 1995

$Th_{2}Zn_{17}$ 구조를 갖는 $Sm_{2}Fe_{17}$ 화합물을 이용하여 $250^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$까지 16시간 질화처리를 함으로써 $Sm_{2}Fe_{17}N_{x}$의 질화과정 및 질소함량에 따른 자기특성을 조사하였다. 질화초기에는 모든 온도구간에서 질소함량(${\Delta}W$)이 시간($\sqrt{t}$)에 대하여 직선적으로 증가하고, 이 관계를 이용하여 구한 질화과정의 활성화에너지, Q=102.4 kJ/mol이다. $Sm_{2}Fe_{17}N_{x}$의 자기특성은 질소함량에 크게 의존하며 $Sm_{2}Fe_{17}N_{2.8}$이 최적의 자기특성을 나타내었다. 이 질화물의 포화자화, 이방성상수, 이방성자장 및 큐리온도는 각각 $M_{s}=1147\;emu/cm^{3},\;K_{1}=4.6{\times}10^{7}erg/cm^{3},\;K_{2}=6.0{\times}10^{7}erg/cm^{3},\;H_{A}=290\;kOe\;및\;450^{\circ}C$이다.

• Journal of Magnetics
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• 제3권4호
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• pp.99-104
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• 1998

The $ Sm_2Fe_{17}N_x $materials were prepared by the combination consisting of the HDDR (hydrogenation, disproportionation, desorption, and recombination) process and nitrogenation or by the conventional way consisting of nitrogenation only, and the magnetic and thermomagnetic properties of the materials were investigated. The magnetic characterisation of the prepared $ Sm_2Fe_{17}N_x $ materials was performed using a VSM. Thermal stability of the materials was evaluated using a DTA under Ar gas atmosphere. The thermomagnetic characteristics of the materials were examined using a Sucksmith-type balance. The previously HDDR-treated Sm2Fe17parent alloy was found to be nitrogenated more easily compared to the ordinary $ Sm_2Fe_{17}N_x $alloy. The $ Sm_2Fe_{17}N_x $ material produced by the combination method showed a high coercivity (12.9 kOe) even in the state of coarse particle size (around 60 ${\mu}{\textrm}{m}$). It was also revealed that the $ Sm_2Fe_{17}N_x $ material produced by the material produced by the combination showed an unusual TMA tracing featured with a low and constant magnetisation at lower temperature range and a peak just before the Curie temperature. This thermomagnetic characteristic was interpreted in terms of the competition between two counteracting effects; the decrease in magnetisation due to the thermal agitation at an elevated temperature and the increase in magnetisation resulting from the rotation of magnetisation of the fine grains comparable to a critical single domain size due to the decreased magnetocrystalline anisotropy at an elevated temperature.