육방정 페라이트 복합상의 합성 및 GHz 대역 전자기파 흡수 특성 (Synthesis and Electromagnetic Wave Absorption Properties of Multi-Hexaferrites in GHz Range)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 30권 / 4호 / 115 ~ 122페이지
· 저자명 : 유평열, 강영민

초록

두 종류 이상의 유형을 갖는 육방정 페라이트 복합상을 Z 형 Sr-육방정 페라이트의 기본식에 Ca을 치환한 조성(Sr3xCaxCo2Fe24O41, x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)에 대해 고상법으로 공기 중 1160 oC 및 1210 oC에서 1, 2차 하소를 통하여 합성하였다. X-선 회절분석결과 화학양론적 Z 형 육방정 페라이트 조성(Sr3Co2Fe24O41)에서 Z+U+W 복합상이 얻어졌고, Ca의 첨가량이 x = 0.1에서X +U+W 상들이, x = 0.2, 0.3, 0.4에서는 모두 X +W 복합상이 각각 얻어졌다. 자기적 특성은 x = 0 시료 보다 x = 0.1 이상의시료에서 포화자화 값이 크게 증가하고 복소투자율의 실수부 및 허수부 spectra가 고주파 방향으로 이동하면서 투자율 허수부의peak은 보다 broad하게 변화하였다. 이에 따라 두께와 주파수의 함수로 나타낸 반사 손실(RL) map에서 전자기파를 강하게 흡수하는 영역은 더 높은 주파수와 낮은 두께 방향으로 변화하였다. x = 0 시료의 경우 4.6 mm 두께, 4.6 GHz 주파수에서 RL = 42 dB의 최대 흡수능을 보였으며, x = 0.1 이상의 시료에서는 2mm 내외 두께와 10 GHz 이상의 주파수 영역에서 RL= 30 dB 이하의 높은 흡수능을 보였다. x = 0.3 경우, 2.2 mm 두께 및 11.4 GHz 주파수에서 RL = 56.5 dB의 최대 흡수능을 보였다. x = 0.2 시료는 2.3mm 두께로 X-band 전 영역을 포함하는 8~14 GHz 대역에서 RL< 10 dB을 만족하였다. 이러한 광범위한 전자기파흡수 특성은 자기적으로 soft한 X 상과 보다 hard한 W 상 등 강자성 공명 특성이 서로 다른 육방정 페라이트의 혼합상들의 특성의 중첩효과에서 기인한 것으로 분석된다.

영어초록

Multi-hexaferrites (Sr3xCaxCo2Fe24O41, x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) with more than two types of hexaferrite phases were synthesized by solid-state reactions and substitution of Sr by Ca in the stoichiometric Z-type Sr3Co2 hexaferrite composition. Multi-hexaferrites consisting of Z + U +W, X + U +W, and X +W phases were formed for the samples with x = 0, x = 0.1, and x  0.2, respectively, upon first and second calcinations at 1160 and 1210 oC. The saturation magnetization increased largely with Ca-doping (x  0.1). The complex permeability spectra were shifted to higher frequency and the imaginary permeability peak became broader by Ca doping. In the RL maps plotted as functions of sample thickness (d) and frequency (f), the strong EM absorbing area moved to higher f and lower d direction with increasing of x. For the Ca-doped samples (x  0.1), the minimum reflection loss (RL < 30 dB) corresponding to the maximum microwave absorption was obtained at f = 10 GHz vicinity and d = ~2 mm, while the undoped sample exhibited the minimum RL (42 dB) at f = 4.6 GHz and d = 4.6 mm. The highest EM wave absorption performance of RL = 56.5 dB could be achieved at the sample of x = 0.3 with d = 2.2 m m and f = 11.4 GHz. For the x = 0.2 samples, RL < 10 dB (EM energy absorption above 90%) is satisfied in the full X-band frequency range (8~12 GHz) with d = 2.3 mm. The broad-band EM absorption properties could be achieved owing to the overlaps of the hard-soft magnetic properties of the multi-hexaferrites.

참고자료

· 없음