기계적합금화법에 의한 Cu-Ba ferrite 강자성 복합재료의 합성 및 자기적 성질
Synthesis and magnetic properties of copper and Ba-ferrite ferromagnetic composites by mechanical alloying
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초록
본 연구에서는 Cu-BaFe12O19계 강자성 복합재료를 제조하기 위하여 실온 기계적 합금화법(MA)을 적용하였다. 실험에서는 성분원소의 무게비를 각각 Cu : BaFe12O19 = 4 : 1, 3 : 2, 2 : 3 및 1 : 4으로 실시하였다. 모든 조성의 혼합분말에서80분 동안 MA 처리에 의하여 금속 Cu에 BaFe12O19가 분산된 Cu-BaFe12O19 복합재료를 제조할 수 있었다. Cu 및 BaFe12O19 의 MA 처리 중 강자성 복합재료의 생성과정은 X선 회절분석 및 자기특성의 측정으로부터 자세히 관찰할 수 있었다. MA 처리로 얻어진 Cu-BaFe12O19 복합재료의 자화값은 BaFe12O19 양의 증가와 함께 점점 증가하였으며, 보자력 값은 모든 조성에서 MA 처리에 따른 BaFe12O19 분말입자의 미세화에 따라 점점 감소됨을 알 수 있었다. 한편 Cu : BaFe12O19 = 4 : 1 및3 : 2 조성의 혼합분말의 경우 80분 동안 MA 처리하여 얻어진 Cu-BaFe12O19 강자성 복합재료의 보자력 값이 각각 1400 Oe 및 1450 Oe로 여전히 높은 값을 보이는 사실로부터 Cu rich 조성 혼합분말의 경우 MA 처리 과정 중 강자성 BaFe12O19 분말의 입자미세화가 연성 Cu의 존재에 의하여 크게 억제되어 비교적 큰 보자력 값을 보이는 것으로 판단된다.
Abstract
Synthesis of ferromagnetic composite materials for the Cu-BaFe12O19 system by mechanical alloying (MA) has been investigated at room temperature. A mixture of copper and barium ferrite with a weight ratio of Cu : BaFe12O19 = 4 : 1, 3 : 2, 2 : 3 and 1 : 4 was used. It is found that Cu-BaFe12O19 composite powders in which BaFe12O19 is dispersed in copper matrix are successfully produced by mechanical alloying of BaFe12O19 with Cu for 80 min. in all composition. The change in X-ray diffraction patterns and magnetic properties reflects the details for the formation of ferromagnetic metal matrix composite of pure Cu and BaFe12O19 during mechanical alloying. Magnetization of Cu-BaFe12O19 composite powders gradually increases with increasing the amounts of barium ferrite, whereas coercive force of MA powders gradually decreases due to the refinement of barium ferrite powders with ball milling. However, it can be seen that the coercivity of Cu-BaFe12O19 MA composite powders with a weight ratio of Cu : BaFe12O19 = 4 : 1 and 3 : 2 ball-milled for 80 min. is still high value of 1400 Oe and 1450 Oe, respectively suggesting that the refinement of barium ferrite powders during ball milling process tend to be suppressed due to the ductile copper.
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