Ca-Co-Zn 치환형 광대역 X, W 육방정 페라이트의 전자기파 흡수 특성

본 연구에서는 명목상 화학식 Sr2-yCayZn2-zCozFe28Ox (y = 0, 0.5; z = 0, 1, 2)을 갖는 복합상 육방정 페라이트를 고상법으로 합성하여 이들의 상 형성 거동과 전자기파 흡수 특성을 규명하였다. X 선 회절 (XRD) 분석 결과, 1250 °C에서는 대부분 시료가 M, W, X상이 공존하는 복합상으로 존재하였으나, 1300 °C에서 Sr2Co2Fe28Ox (y=0.5) 조성은 거의 단상의 X형 페라이트가 형성되었고, Ca이 치환된 두 조성 (y = 0.5; z = 0, 1)은 거의 단상의 W형 상을 ㅇ. 자기적 특성은 조성 및 형성된 상에 따라 현저한 차이를 보였으며, Sr1.5Ca0.5ZnCoFe28Ox (W형)은 포화자화 MS = 75.7 emu/g, 보자력 HC = 63 Oe로 가장 연자성적인 거동을 보였다. 반면, Co가 많이 함유된 Sr2Zn2Fe28Ox, Sr1.5Ca0.5Zn2Fe28Ox 조성은 M상과 자기이방성이 높은 W상이 공존하여 경자성 특성이 강하였다. 또한, 2차 하소 분말을 이용하여 제조한 페라이트 epoxy (10 wt%) 복합체의 주파수 0.1–18 GHz 범위의 복소 유전율 (ε′, ε″)과 투자율 (μ′, μ″)을 측정하였다. W상 또는 X상이 우세한 시료는 μ″의 강자성 공명 peak가 5–8 GHz 부근에서 나타나 높은 전자기파 흡수 능력을 보였다. 전송선 이론을 이용하여 계산한 반사손실 값에 따르면, X상의 Sr2Co2Fe28Ox 복합체는 8.5 GHz, 두께 2.6 mm에서 RLmin = –44.9 dB의 우수한 흡수 성능을 보였으며, W상의 Sr1.5Ca0.5ZnCoFe28Ox  복합체 또한 5.6 GHz, 3.3 mm에서  RLmin  = –49.0 dB을 나타냈었다. 반면, X, W, M상이 공존하는 복합상 시료인 Sr2ZnCoFe28Ox는 비교적 넓은 흡수대역을 가지지만, 최대 흡수세기는 단상에 가까운 X, W상 시료보다 낮았다. 단상의 W형 육방정 페라이트가 형성될 때 GHz 대역에서 상대적으로 높은 투자율과 우수한 흡수능을 나타냄을 보여준다. X형 Sr2Co2Fe28Ox와 W형 페라이트 Sr1.5Ca0.5ZnCoFe28Ox epoxy 복합체 (10wt%)는 X band (8–12 GHz) 전대역에서 전자기파 90% 이상 흡수가 가능하여 레이다 흡수체 및 마이크로파 흡수소재 분야에서의 활용 가능성이 크다.