연/경자성 (Fe/Nd-Fe-B alloy) 나노입자의 합성과 특성에 관한 연구

Abstract

자기물질의 임계 도메인 크기 범위 내에 합성된 입자들을 혼성하게 되면 교환상호작용을 통해 일축 방향으로 정렬 할 수 있다. 영구자석의 특성을 결정 짓는 (M_(r)/M_(s)의 비가 경자성 한 물질만으로 구현되는 0.5 이상을 발현 할 수 있다. 본 연구에서 Fe 나노입자를 독성이 없고 경제적인 열분해법을 이용하여 oleic acid가 표면코팅된 안정한 형태로 합성했다. (Chapter 1). 고 순도 메탄올 내에서 Bulk Nd-Fe-B 합금을 볼 밀 해 Nd-Fe-B 합금상 나노입자를 제조하였다. (Chapter 2). 두 입자를 자기조립법을 통해 혼합하였다 (Chapter 3). 교환상호작용을 이용해 자기적 성질을 극대화 시킨 Nd₂Fe_(14)B/α-Fe 나노혼성 자기 입자를 성공적으로 제조하여 이들의 자기적 특성을 연구했다. 또한, 영구 자석으로 활용하기 위해 hot-pressing을 통해 분말의 밀도를 높였다. 합성 및 제조된 자기 나노구조물들은 구조와 특징은 XRD, TEM, HRTEM, and EDX에 의해 확인 되었다. VSM (혹은 SQUID) 과 TMA 측정을 통해 자기적 특성과 자기상 규명을 하였다.

The composition of soft and hard magnetic nanoparticles can results in the exchange coupling between soft and hard phases within magnetic domains wall size of them. This possibly results in the ratio of remanence magnetic value to magnetic saturation (M_(r)/M_(s) to over 0.5. This can increase maximum energy product, (BH)_(max), up to 3-4 times higher than that of normal bulk hard phase permanent magnet. In this research, soft phase (Fe) magnetic nanoparticles were synthesized by sloventless thermal decomposition and ball-milling process described in chapter 1 and 2. Hard magnetic nanoparticles (Nd-Fe-B alloy) were prepared by ball-milling process described in chapter 2. Exchanged-coupled Nd₂Fe_(14)B/α-Fe nanocomposites have been prepared by self-assembly using ultrasonication and hot-pressing process showed in chapter 3. The structure and characteristics of magnetic nanoparticles were confirmed by XRD, TEM, HRTEM, and EDX. VSM (or SQUID) and TMA measuments have been used to characterize the magnetic properties and confirm magnetic phases of the magnetic products.