KR101309516B1 - Preparation method for magnetic metallic glass nano-powder - Google Patents

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박은수
김진우
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김나영
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing magnetic and amorphous metal nano powder is provided to manufacture amorphous powder only using a portion where solidified nano particles are positioned after two-phase separation amorphous metal is manufactured. CONSTITUTION: A method for manufacturing magnetic and amorphous metal nano powder is as follows: a first step of mixing and melting materials with magnetic elements; a second step of manufacturing two-phase separation amorphous metal which is divided into a matrix and particles by rapidly solidifying the molten materials; a third step of separating the two-phase separation amorphous metal according to the size of the particles; and a fourth step of selectively melting the matrix containing the two-phase separation amorphous metal to manufacture the amorphous metal nano powder. The second step is implemented by a melt spinning method. The third step is individually implemented to upper and lower portions of the two-phase separation amorphous metal. The fourth step is implemented to the lower portion of the two-phase separation amorphous metal. [Reference numerals] (AA) Manufacture a melt spinning two-phase separation amorphous metal ribbon; (BB) Separate the two-phase separation amorphous metal ribbon into upper and lower parts; (CC) Selectively melt a two-phase separation amorphous metal ribbon in a matrix; (DD) Post-process remaining materials; (EE) Amorphous nano powder

Description

자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법{PREPARATION METHOD FOR MAGNETIC METALLIC GLASS NANO-POWDER}Magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method {PREPARATION METHOD FOR MAGNETIC METALLIC GLASS NANO-POWDER}

본 발명은 비정질 금속 나노 파우더 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자성특성을 나타내는 비정질 금속 나노 파우더 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing amorphous metal nano powder, and more particularly to a method for producing amorphous metal nano powder exhibiting magnetic properties.

대부분의 금속 합금은 액상으로부터 응고 시에 원자의 배열이 규칙적인 결정상이 형성된다. 그러나 응고 시 냉각속도가 임계 값 이상으로 충분히 커서 결정상의 핵 생성 및 성장이 제한된다면, 액상의 불규칙적인 원자 구조가 그대로 고상으로 유지될 수 있다. 이와 같은 합금을 통상 비정질 합금(amorphous alloy) 또는 금속 유리(metallic glass)라 한다. 비정질 합금은 결정질 합금에 비해 2~3배 정도 높은 인장 강도를 가지며, 입계가 존재하지 않는 조직의 균일성으로 인해 내식성이 우수하거나 빠른 부식으로 촉매로의 활용이 가능한 것으로 알려져 있다.Most metal alloys form crystal phases in which the arrangement of atoms is regular at the time of solidification from the liquid phase. However, if the cooling rate at the time of solidification is sufficiently above the threshold value to limit the nucleation and growth of the crystal phase, the irregular atomic structure of the liquid phase can remain intact. Such alloys are commonly referred to as amorphous alloys or metallic glass. Amorphous alloys have a tensile strength of about 2 to 3 times higher than crystalline alloys, and are known to be used as catalysts due to their excellent corrosion resistance or rapid corrosion due to the uniformity of the structure having no grain boundaries.

한편, 비정질 분말은 나노 구조 물질의 제작을 위한 빌딩 블록, 고분자 물질의 강화, 낮은 녹는점을 가지는 합금 그리고 촉매 등으로 쓰일 수 있는데, 20세기 후반에 이르러 입자의 크기가 수십 나노미터에 이르게 되면 그 물질의 성질이 현저하게 변화하는 것을 알게 되었다.On the other hand, the amorphous powder can be used as a building block for the fabrication of nano-structured materials, reinforcement of polymer materials, low melting point alloys and catalysts, and when the particle size reaches tens of nanometers in the late 20th century, It has been found that the properties of matter change significantly.

특히 1959년 Richard P. Feynman의 발표와 20여 년 전 Eric K. Drexel에 의해 나노 크기 물질의 물리, 화학적인 특성을 조절하기 위한 완전히 새로운 분야의 연구가 이어지게 되었다. 현재에는 이러한 나노 구조 물질은 미래의 전기, 자기, 기계적 장치에서 주된 부분이 될 것으로 인식되고 있다.In particular, in 1959, by Richard P. Feynman, and by Eric K. Drexel over 20 years ago, a whole new field of study was undertaken to control the physical and chemical properties of nanoscale materials. Today, these nanostructured materials are expected to be a major part of future electrical, magnetic and mechanical devices.

이러한 나노 물질을 만드는 공정은 화학 진공 증착(chemical vapor deposition), 물리 진공 증착(physical vapor deposition), 침전(precipitation), 반응성 스퍼터링(reactive sputtering), 레이저 열분해(laser pyrolysis), 아크 플라즈마 공정(arc plasma process), 펄스 와이어 폭발(pulse wire explosion), 기계적 합금법(mechanical alloying), 그라인딩(grinding) 또는 졸겔법(sol-gel technique)등이 있다.Processes for making these nanomaterials include chemical vapor deposition, physical vapor deposition, precipitation, reactive sputtering, laser pyrolysis, and arc plasma processes. process, pulse wire explosion, mechanical alloying, grinding or sol-gel technique.

그런데, 이러한 대부분의 공정들은 보통 복잡한 공정과 고가의 장비를 필요로 하고 원자 구조를 제어할 수 없는 경우가 많다. 예를 들어, 화학 진공 증착, 아크 플라즈마 공정, 펄스 와이어 폭발 또는 기계적 합금법은 비정질과 같은 준안정(meta-stable)한 구조를 형성할 수 있지만, 침전법이나 졸겔법 등에서는 오로지 안정한 원자 구조만 이루게 된다.However, most of these processes usually require complex processes and expensive equipment and often cannot control the atomic structure. For example, chemical vacuum deposition, arc plasma processing, pulsed wire explosion, or mechanical alloying can form meta-stable structures such as amorphous, but only stable atomic structures, such as precipitation and sol-gel, Is achieved.

또한, 상기한 대부분의 공정에서는 비정질 분말을 제조하는 것이 불가능하고, 특히 구형이면서 매끈한 표면을 갖도록 하기 어려우며 분말이 서로 뭉치는 현상이 발생한다.
In addition, in most of the processes described above, it is impossible to produce amorphous powders, and in particular, it is difficult to have a spherical and smooth surface, and powders aggregate together.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 자성특성을 갖는 비정질 상태의 나노 파우더를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an amorphous nano powder having magnetic properties.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법은, 상온에서 자성을 띄는 원소들을 포함하는 원료물질을 혼합하여 용융하는 제1단계; 상기 용융된 원료물질을 급속 응고하여 기지상과 기지상 내에 구형으로 석출된 석출상으로 구분되는 2상분리 비정질 금속을 제조하는 제2단계; 상기 2상분리 비정질 금속을 상기 석출상의 크기 분포에 따라 분리하는 제3단계; 및 상기 분리된 2상분리 비정질 금속의 기지상만을 선택적으로 용해하여 비정질 금속 분말을 제조하는 제4단계를 포함한다.Magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method according to the present invention for achieving the above object, the first step of mixing and melting the raw material containing the elements exhibiting magnetic at room temperature; A second step of rapidly solidifying the molten raw material to produce a two-phase separated amorphous metal divided into a matrix phase and a precipitate phase spherically deposited in the matrix phase; A third step of separating the two-phase separated amorphous metal according to the size distribution of the precipitated phase; And a fourth step of selectively dissolving only the known phase of the separated two-phase separated amorphous metal to prepare an amorphous metal powder.

2상분리 비정질 금속재료는 주성분 물질이 일정 온도 이하의 액체상태에서 불혼화(immiscible) 영역이 존재하여 급속냉각과정에서 2개의 구별되는 액체상으로 분리되면서, 최종적으로 2개의 서로 다른 조성을 가지는 비정질 상이 재료 내에 분리되어 존재하는 비정질 금속재료를 말한다. 이러한 2상분리 비정질 금속을 제조하는 급속 응고방법은 일반적으로 비정질 금속을 제조하는 데 사용되는 멜트 스피닝, 인젝션 캐스팅, 썩션 캐스팅 등의 방법이 사용될 수 있으며, 비정질 금속의 비정질 형성능을 고려하여 선택하는 것이 가능하다.Two-phase separated amorphous metal materials have an immiscible region in the liquid state below a certain temperature and are separated into two distinct liquid phases in a rapid cooling process, and finally, amorphous materials having two different compositions Refers to an amorphous metal material that exists separately. As a rapid solidification method for manufacturing such a phase-separated amorphous metal, a method such as melt spinning, injection casting, and traction casting, which are generally used to manufacture an amorphous metal, may be used, and it may be selected in consideration of the amorphous forming ability of the amorphous metal. Do.

이때, 비정질 금속재료 내에 존재하는 2개의 상은 조성 조절을 통하여 연속적으로 위치하는 기지(matrix)상과 기지상 내에 구형으로 석출된 석출상의 형태로 존재하도록 제조가 가능하다.In this case, the two phases present in the amorphous metal material may be manufactured so as to exist in the form of matrix phases continuously positioned through the composition control and precipitated phases spherically deposited in the matrix phases.

2상분리 비정질 금속재료의 기지상 내에 석출된 구형 석출상은 과냉도가 크고 및 냉각 속도가 빠른 부분에서 다른 부분에 비하여 상대적으로 크기가 작아서 나노단위의 고른 직경을 갖는다. 본 발명의 발명자들은 2상분리 비정질 금속재료에서 나타는 석출상의 분급 특성을 이용하여 석출상의 크기에 따라서 2상분리 비정질 금속재료를 분리함으로써 나노크기의 직경을 가지는 자성 비정질 금속 나노 파우더를 제조하는 방법을 개발하였다.The spherical precipitated phase precipitated in the matrix phase of the two-phase separated amorphous metal material is relatively small in size compared to the other portion in the portion having high subcooling rate and fast cooling rate, and thus has an even diameter in nano units. The inventors of the present invention have developed a method for producing a magnetic amorphous metal nanopowder having a nano size diameter by separating the two-phase separated amorphous metal material according to the size of the precipitated phase by using the classification characteristics of the precipitated phase shown in the two-phase separated amorphous metal material. It was.

이때, 제2단계는 멜트 스피닝법으로 수행되고, 제3단계는 2상분리 비정질 금속을 두께방향으로 상부와 하부로 분리하여 수행되며, 제4단계는 두께방향으로 분리된 2상분리 비정질 금속의 하부에 대하여 수행되는 것이 바람직하다.In this case, the second step is performed by the melt spinning method, the third step is performed by separating the two-phase separated amorphous metal into the upper and lower portions in the thickness direction, the fourth step is to the lower portion of the two-phase separated amorphous metal separated in the thickness direction Preferably to be carried out.

비정질 금속재료를 제조하는 대표적인 급속응고 방법인 멜트 스피닝(melt spinning)은 완전히 용융된 원료물질을 회전하는 디스크 또는 휠 위로 토출하면, 디스크나 휠의 회전력에 의하여 공기 중으로 퍼져나간 원료물질이 급속 냉각됨으로써 리본형태의 비정질 금속 재료가 형성되는 방법이다. 이러한 멜트 스피닝으로 제조된 2상분리 비정질 금속재료는 제조단계에서 휠에 접촉하는 휠 방향(wheel side)의 하부와 반대쪽에 위치하는 자유 방향(free side)의 상부로 나눌 수 있으며, 상대적으로 휠 방향 하부의 과냉도가 크고 냉각 속도도 빠르기 때문에 직경이 작은 석출상이 분포한다. 따라서 두께방향으로 아래쪽에 위치하는 하부만을 분리하여 제4단계를 수행하면 나노크기로 고르게 분급된 비정질 분말을 얻을 수 있다.Melt spinning, a typical rapid solidification method for manufacturing amorphous metal materials, ejects a completely melted raw material onto a rotating disk or wheel, thereby rapidly cooling the raw material spread into the air by the rotational force of the disk or wheel. A ribbon-shaped amorphous metal material is formed. The biphasic amorphous metal material manufactured by such melt spinning can be divided into the upper part of the free side located opposite to the lower part of the wheel side contacting the wheel in the manufacturing step, and the lower part of the wheel direction relatively. Because of the large degree of supercooling and fast cooling rate, precipitated phases with smaller diameters are distributed. Therefore, when the fourth step is performed by separating only the lower part located in the lower direction in the thickness direction, it is possible to obtain an amorphous powder evenly divided into nano sizes.

이때, 자성을 띄는 2상분리 비정질 금속은 화학식 (Y,Gd)xTi100-(x+y+z)Aly (Co,Ni)z로 표시되고, x, y, z는 원자%로 각각 20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25일 수 있다.In this case, the magnetic phase-separated amorphous metal is represented by the formula (Y, Gd) x Ti 100- (x + y + z) Al y (Co, Ni) z , and x, y, z are each represented by 20% by atom. X ≦ 40, 20 ≦ y ≦ 30, and 15 ≦ z ≦ 25.

자성을 띄는 2상분리 비정질 금속은 화학식 Zrp(Nd,Pr,Ce,La,Gd, Y)100-(p+q+r)Alq(Co,Ni)r로 표시되고, p, q, r은 원자%로 각각 5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35일 수 있다.The magnetic biphasic amorphous metal is represented by the formula Zr p (Nd, Pr, Ce, La, Gd, Y) 100- (p + q + r) Al q (Co, Ni) r , p, q, r Silver atomic percent may be 5 ≦ p ≦ 30, 5 ≦ q ≦ 15, and 25 ≦ r ≦ 35, respectively.

자성을 띄는 2상분리 비정질 금속은 화학식 NisNb50-s/2Y50-s/2로 표시되고, s는 원자%로 50≤s≤70일 수 있다.The magnetic phase-separated amorphous metal is represented by the formula Ni s Nb 50-s / 2 Y 50-s / 2 , and s may be 50 ≦ s ≦ 70 in atomic%.

자성을 띄는 2상분리 비정질 금속 리본은 화학식 [(Fe,Co)iSijB100-i-j]kCu100-k로 표시되고, i, j, k는 원자%로 각각 70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50일 수 있다.Magnetic phase-separated amorphous metal ribbon is represented by the formula [(Fe, Co) i Si j B 100-ij ] k Cu 100-k , i, j, k in atomic%, respectively 70≤i≤80, 5 ≦ j ≦ 15 and 10 ≦ k ≦ 50.

특히 비정질 금속 분말을 제조하는 제4단계에서, 기지상을 선택적으로 용해하는 방법이 HNO3용액에 침지하여 수행되는 것이 바람직하며, HNO3용액의 농도는 0.1M 내지 1M 인 것이 좋다.In particular, in a fourth step of manufacturing an amorphous metal powder, it is preferable that the method of selectively dissolving the matrix is carried out by immersion in HNO 3 solution, the concentration of HNO 3 solution is preferably in 0.1M to about 1M.

나아가 HNO3용액에 침지하여 기지상만을 선택적으로 용해하는 과정에서 초음파 및 온도를 인가함으로써 용해 반응의 속도를 약 20배 이상 향상시킬 수 있다.Furthermore, by applying ultrasonic waves and temperature in the process of selectively dissolving only the known phase by immersing in HNO 3 solution, the rate of dissolution reaction can be improved by about 20 times or more.

본 발명의 다른 형태에 의한 자성 비정질 금속 나노 파우더는, 상기한 방법으로 제조되며, 상기 비정질 금속 분말이 상온에서 자성을 띄는 원소들을 포함하는 2상분리 비정질 금속의 구형 석출상만으로 구성되고, 상기 구형 석출상은 2상분리과정에서 형성된 쉘(shell) 구조 또는 야드(yard) 구조를 가질 수 있으며, 상기 비정질 금속 분말 내부에 위치하는 자성원소의 조성적인 불균일에 의해서 독특한 자성 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.
The magnetic amorphous metal nanopowder according to another embodiment of the present invention is prepared by the above method, and the amorphous metal powder is composed of only a spherical precipitated phase of a two-phase separated amorphous metal containing elements having magnetic properties at room temperature, and the spherical precipitation The phase may have a shell structure or a yard structure formed in a two-phase separation process, and may have unique magnetic properties due to compositional unevenness of magnetic elements located inside the amorphous metal powder.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 상온에서 자성을 띄는 원소를 포함하는 2상분리 비정질 금속을 제조한 뒤에 석출상의 분급상태에 따라서 나노크기의 석출상이 분포된 부분만을 이용하여 비정질 분말을 제조함으로써, 분급 상태가 조절된 나노 크기의 비정질 자성 나노 파우더를 제조할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention configured as described above, after preparing a two-phase separated amorphous metal containing an element having magnetic properties at room temperature, the amorphous powder is prepared using only the portion where the nano-scale precipitated phase is distributed according to the classification state of the precipitated phase. There is an effect that can be produced in a state-controlled nano-sized amorphous magnetic nano powder.

본 발명의 비정질 자성 나노 파우더는 2상분리과정에서 형성된 쉘(shell) 구조 또는 야드(yard) 구조를 가진 석출상으로 구성됨으로써, 비정질 금속 분말 내부에 위치하는 자성원소의 조성적인 불균일에 의해서 독특한 자성 특성을 가지는 비정질 자성 나노 파우더를 제공할 수 있는 효과가 있다.The amorphous magnetic nanopowder of the present invention is composed of a precipitated phase having a shell structure or a yard structure formed in a two-phase separation process, and thus has unique magnetic properties due to compositional unevenness of magnetic elements located inside the amorphous metal powder. It is effective to provide an amorphous magnetic nano powder having a.

또한, 2상분리 비정질 금속 리본의 기지상을 선택적으로 용해하는 과정에서 초음파 및 온도를 인가함으로써, 공정속도를 20배 이상 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by applying ultrasonic waves and temperature in the process of selectively dissolving the matrix phase of the two-phase separated amorphous metal ribbon, there is an effect that can increase the process speed by more than 20 times.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 멜트 스피닝법으로 급속 응고하여 비정질 금속 나노 파우더를 제조하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 멜트 스피닝법에 의해서 2상분리 비정질 금속 리본을 제조하는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 3은 멜트 스피닝법으로 제조된 Y28Ti28Al24Co20 비정질 금속재료의 투과전자현미경 사진과 각 상의 스펙트럼 분포를 나타낸 그래프이다.
도 4는 멜트 스피닝법으로 제조된 2상분리 비정질 합금 리본의 분급상태 및 본 실시예로 제조된 나노 파우더를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 실시예에 따라서 2상분리 비정질 금속 리본의 기지를 선택적으로 용해하는 시간을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 실시예에 따라서 제조된 비정질 금속 나노 파우더를 촬영한 주사현미경 사진이다.
도 7은 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더와 일반적인 비정질 금속 재료들의 x선 회절분석 결과이다.
도 8은 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더에 대하여 SQUID로 측정한 온도에 따른 포화 자화 값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더와 비정질 금속 리본의 자성특성을 비교한 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a process of preparing amorphous metal nanopowder by rapid solidification by a melt spinning method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a state of producing a two-phase separated amorphous metal ribbon by the melt spinning method.
3 is a graph showing the transmission electron micrograph and spectral distribution of each phase of the Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 amorphous metal material prepared by the melt spinning method.
Figure 4 is a photograph showing the classification of the two-phase separated amorphous alloy ribbon prepared by the melt spinning method and the nano powder prepared in this embodiment.
5 is a graph showing the time for selectively dissolving the matrix of the biphasic amorphous metal ribbon according to the present embodiment.
6 is a scanning microscope photograph of the amorphous metal nano powder prepared according to the present embodiment.
7 is an X-ray diffraction analysis result of the amorphous metal nano powder and the general amorphous metal materials prepared according to the present embodiment.
8 is a graph showing the saturation magnetization value according to the temperature measured by SQUID for the amorphous metal nano powder prepared according to the present embodiment.
9 is a graph comparing the magnetic properties of the amorphous metal nano powder and the amorphous metal ribbon prepared according to the present embodiment.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 급속응고가 멜트 스피닝법인 경우에, 비정질 금속 나노 파우더를 제조하는 과정을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a process of preparing amorphous metal nanopowder when rapid solidification is a melt spinning method according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 비정질 금속 나노 파우더를 제조하는 과정은, 멜트 스피닝법으로 2상분리 비정질 금속 리본을 제조하는 단계, 멜트 스피닝법으로 제조된 2상분리 비정질 금속 리본을 과냉도와 냉각속도 차에 의해 석출상의 크기 및 분포가 확연히 구별되는 상부와 하부로 분리하는 단계 및 분리된 2상분리 비정질 금속 리본에서 기지상만을 선택적으로 용해하는 단계를 포함하여 구성된다.
The process of manufacturing the amorphous metal nano powder of the present embodiment comprises the steps of preparing a two-phase separated amorphous metal ribbon by the melt spinning method, the size of the precipitated phase by the difference between supercooling and cooling rate of the two-phase separated amorphous metal ribbon prepared by the melt spinning method Separating into upper and lower distinct distributions and selectively dissolving only the known phase in the separated two-phase separated amorphous metal ribbon.

멜트 스피닝법에 한 2상분리 비정질 금속 리본 제조Manufacture of Two-Phase Amorphous Amorphous Metal Ribbons by Melt Spinning Method

도 2는 멜트 스피닝법에 의해서 2상분리 비정질 금속 리본을 제조하는 모습을 나타내는 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a state of producing a two-phase separated amorphous metal ribbon by the melt spinning method.

멜트 스피닝법은 완전히 용융된 원료물질을 회전하는 디스크 또는 휠 위로 토출하면, 디스크나 휠의 회전력에 의하여 공기 중으로 퍼져나간 원료물질이 급속 냉각됨으로써 리본형태의 비정질 금속 재료가 형성되는 방법이다. 멜트 스피닝법은 리본형태의 비정질 재료를 제조하는 일반적인 방법 중에 하나이므로 자세한 설명은 생략하며, 제조대상인 비정질 금속 재료의 특성에 맞추어 다양한 공정조건을 적용할 수 있다.The melt spinning method is a method of forming a ribbon-shaped amorphous metal material by rapidly cooling raw material melted completely onto a rotating disk or wheel, and rapidly cooling the raw material spread in the air by the rotational force of the disk or wheel. Melt spinning method is one of the general methods for producing a ribbon-shaped amorphous material, so a detailed description thereof will be omitted, and various process conditions may be applied according to the characteristics of the amorphous metal material to be manufactured.

2상분리 비정질 금속재료는 주성분 물질이 일정 온도 이하의 액체상태에서 불혼화(immiscible) 영역이 존재하여 급속냉각과정에서 2개의 구별되는 액체상으로 분리되면서, 최종적으로 2개의 서로 다른 조성을 가지는 비정질 상이 재료 내에 분리되어 존재하는 비정질 금속재료를 말한다. 이때, 비정질 금속재료 내에 존재하는 2개의 상은 조성 조절을 통하여 연속적으로 위치하는 기지상(matrix)과 기지상 내에 구형으로 석출된 석출상의 형태로 존재하도록 제조가 가능하다.Two-phase separated amorphous metal materials have an immiscible region in the liquid state below a certain temperature and are separated into two distinct liquid phases in a rapid cooling process, and finally, amorphous materials having two different compositions Refers to an amorphous metal material that exists separately. In this case, the two phases present in the amorphous metal material may be manufactured to exist in the form of matrix phases continuously positioned through the composition control and precipitated phases spherically deposited in the matrix phases.

도 3은 멜트 스피닝법으로 제조된 Y28Ti28Al24Co20 비정질 금속재료의 투과전자현미경 사진과 각 상의 스펙트럼 분포를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the transmission electron micrograph and spectral distribution of each phase of the Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 amorphous metal material prepared by the melt spinning method.

도시된 것과 같이, Y28Ti28Al24Co20 비정질 금속재료를 멜트 스피닝법으로 급속응고를 통해 제조하는 경우에 연속되는 기지상과 구형의 석출상의 2개의 비정질 상으로 분리된 것을 확인할 수 있다. 또한, 석출상은 Ti의 함량이 높은 반면에, 기지상은 Y의 함량이 높은 것도 확인할 수 있다.
As shown, it can be seen that the Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 amorphous metal material is separated into two amorphous phases, a continuous matrix phase and a spherical precipitate phase, when the solid spinning method is prepared by rapid spinning. In addition, while the precipitated phase has a high content of Ti, it can be seen that the known phase has a high content of Y.

멜트스피닝법으로 제조된 2상분리 비정질 금속 리본을 상부와 하부로 분리Separation of two-phase separated amorphous metal ribbon manufactured by melt spinning method into upper and lower parts

도 2에 도시된 것과 같이, 멜트 스피닝법에서 제조된 비정질 금속 리본은 제조과정에서 휠에 접촉하는 아랫부분과 휠에 접촉하지 않고 계속하여 공기와 접하는 윗부분으로 구분할 수 있다. 이하에서는 편의상 자유방향(free side)과 휠 방향(wheel side)으로 호칭한다.As shown in FIG. 2, the amorphous metal ribbon manufactured by the melt spinning method may be divided into a lower part contacting the wheel in the manufacturing process and an upper part contacting the air continuously without contacting the wheel. Hereinafter, for convenience, referred to as a free side and a wheel side.

본 발명의 발명자들은 멜트 스피닝법으로 2상분리 비정질 금속 리본을 제조하는 경우에, 자유방향과 휠 방향의 냉각과정에서의 과냉도와 냉각속도 차이를 이용하여 석출상의 입자크기를 분급하는 방법을 개발하였다.The inventors of the present invention have developed a method for classifying the particle size of the precipitated phase by using the difference between the supercooling and the cooling rate in the cooling process in the free direction and the wheel direction when manufacturing the two-phase separated amorphous metal ribbon by the melt spinning method.

구체적으로, 2상분리 비정질 금속 리본에서 아래쪽의 휠 방향은 작은 입자가 고르게 분포하는 반면에, 위쪽의 자유방향은 큰 입자를 포함하여 입자의 크기가 불균하게 분포한다. Specifically, in the biphasic amorphous metal ribbon, the lower wheel direction is evenly distributed in the small particle, while the upper free direction includes the large particle and the particle size is unevenly distributed.

이때, 2상분리 비정질 금속 리본에서 아래쪽의 휠 방향부터 나노 크기의 입자가 형성될 수 있는 리본의 두께 범위는 합금 조성과 제조 리본의 두께 등 공정조건에 따라 조절이 가능하다.
At this time, the thickness range of the ribbon in which nano-sized particles can be formed from the direction of the wheel below the two-phase separated amorphous metal ribbon can be adjusted according to the process conditions such as the alloy composition and the thickness of the manufacturing ribbon.

2상분리 비정질 금속 리본의 기지를 용해하여 비정질 금속 분말 제조Manufacture of amorphous metal powder by dissolving matrix of two-phase separated amorphous metal ribbon

본 실시예에서는 분리된 2상분리 비정질 금속 리본을 HNO3용액에 침지하여 기지상만을 선택적으로 용해한다. HNO3용액에 의하여 2상분리 비정질 금속 리본의 기지상만을 선택적으로 용해하는 원리는 기지상에 포함된 구성원소와 HNO3용액의 반응성이 더 높기 때문이다. 따라서 본 실시예는 설계단계에서 파우더로 제조하려는 조성 물질이 석출상이 되도록 비정질 합금을 설계함과 동시에, 연속적인 기지상만을 선택적으로 용해할 수 있도록 반응성에 차이가 있는 비정질 합금을 설계하여야 한다. 이때, 기지상을 선택적으로 용해하는 과정에서 석출상에 포함된 구성 원소에 의해서 석출상 표면에 부동태막이 형성되는 경우에는 석출상의 용해를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.In this example, the separated two-phase separated amorphous metal ribbon is immersed in HNO 3 solution to selectively dissolve only the known phase. 2 the principle of phase separation by dissolving only the optional matrix of amorphous metal ribbon by a HNO 3 solution is that the reactivity of the constituent elements and HNO 3 solution contained in the matrix is higher. Therefore, in the present embodiment, while designing the amorphous alloy so that the composition material to be prepared as a powder in the design phase as a precipitate phase, it is necessary to design an amorphous alloy with a difference in reactivity to selectively dissolve only a continuous matrix phase. At this time, when the passivation film is formed on the surface of the precipitated phase by the constituent elements included in the precipitated phase in the process of selectively dissolving the matrix phase, it is possible to obtain the effect of preventing the dissolution of the precipitated phase.

한편, HNO3용액에 침지하는 것만으로는 기지상을 용해하는 데 걸리는 시간이 매우 오래 걸리는 단점이 있으나, 본 실시예에서는 2상분리 비정질 금속 리본을 HNO3에 침지한 상태에서 초음파 인가 및 가열함으로써 용해시간을 1/20 수준으로 크게 단축할 수 있다.
On the other hand, the immersion in HNO 3 solution only takes a very long time to dissolve the matrix phase, in this embodiment, dissolution time by ultrasonic application and heating in the state of immersing the two-phase separated amorphous metal ribbon in HNO 3 Can be greatly reduced to 1/20.

기지상이 모두 용해되고 남은 석출상 파우더는 우선 에탄올에 분산시킨 뒤에 회수하여, 고진공상태에서 잔류 용매를 모두 제거함으로써 최종적으로 비정질 금속 파우더를 제조한다.
After all of the matrix phase is dissolved and the precipitated phase powder is first dispersed in ethanol, the powder is recovered, and finally, amorphous metal powder is prepared by removing all the residual solvent in a high vacuum state.

도 4는 멜트 스피닝법으로 제조된 2상분리 비정질 합금 리본의 분급상태 및 본 실시예로 제조된 나노 파우더를 나타내는 사진이다. 대상물질은 Y28Ti28Al24Co20 비정질 금속재료이다.Figure 4 is a photograph showing the classification of the two-phase separated amorphous alloy ribbon prepared by the melt spinning method and the nano powder prepared in this embodiment. The target material is Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 amorphous metal material.

도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 2상분리 비정질 금속 리본의 휠 방향은 직경이 100nm 이하 정도인 석출상들이 고르게 분포한 반면에, 2상분리 비정질 금속 리본의 자유방향은 직경이 매우 큰 석출상들과 직경이 작은 석출상들이 혼재되어 있는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the wheel direction of the two-phase separated amorphous metal ribbon is evenly distributed among the precipitated phases having a diameter of about 100 nm or less, while the free direction of the two-phase separated amorphous metal ribbon has very large diameters. It can be seen that the precipitated phases with small diameters are mixed.

따라서 멜트 스피닝법으로 제조된 2상분리 비정질 합금 리본을 상부와 하부로 분리하여, 아래쪽의 휠 방향부분의 기지상을 선택적으로 용해하고 석출상만을 남겨서 비정질 금속재료 파우더를 제조하면 도 4c와 같이 입자 크기가 작은 비정질 금속 나노 파우더를 제조할 수 있다. 기지상을 선택적으로 용해하는 과정은 HNO3 용액에 침지하고 초음파 및 온도를 인가하여 수행하였다.Therefore, if the two-phase separated amorphous alloy ribbon prepared by the melt spinning method is separated into the upper and lower portions, and the amorphous metal material powder is prepared by selectively dissolving the matrix phase of the lower wheel direction portion and leaving only the precipitated phase, the particle size is as shown in Figure 4c. Small amorphous metal nano powders can be produced. The process of selectively dissolving the matrix phase was performed by immersing in HNO 3 solution and applying ultrasound and temperature.

Y의 함유량이 많은 기지상은 HNO3용액과 반응하여,The matrix phase with high Y content reacts with HNO 3 solution,

2Y + 6H+ -> 2Y3+ + 3H2 2Y + 6H + -> 2Y 3+ + 3H 2

의 반응식에 따라서 Y이 이온화되면서 선택적으로 용해된다.According to the reaction scheme of Y is ionized and selectively dissolved.

반면에, Ti의 함유량이 많은 석출상은,On the other hand, the precipitated phase with a high content of Ti,

Ti+ 2H2O -> TiO2 + 2H2 Ti + 2H 2 O-> TiO 2 + 2H 2

의 반응식에 의해서 표면에 부동태막이 형성되기 때문에 용해되지 않는다. Since the passivation film is formed on the surface according to the reaction scheme, it does not dissolve.

도 5는 본 실시예에 따라서 2상분리 비정질 금속 리본의 기지상을 선택적으로 용해하는 시간을 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the time for selectively dissolving the known phase of a two-phase separated amorphous metal ribbon according to this embodiment.

Y28Ti28Al24Co20 비정질 금속재료의 기지상을 0.1M의 HNO3 용액을 이용하여 선택적으로 용해하는 데 걸리는 시간은 약 24시간이상의 시간이 걸리던 것에 비하여, 본 실시예와 같이 초음파 및 온도를 가하는 경우에 85분 정도로 급격하게 감소하였으며, HNO3용액의 농도가 높아질수록 감소하는 것을 확인할 수 있다. 다만, HNO3의 농도가 0.3M을 넘는 경우에는 용해시간이 감소하는 폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 The time required for selectively dissolving the amorphous phase of the amorphous metal material using 0.1 M HNO 3 solution was about 24 hours or more, compared with the ultrasonic wave and temperature as in this embodiment. In the case of addition, it rapidly decreased to about 85 minutes, and it was confirmed that the decrease was increased as the concentration of HNO 3 solution increased. However, when the concentration of HNO 3 exceeds 0.3M it can be seen that the width of the dissolution time decreases.

본 실시예에 따라서 멜트 스피닝법으로 2상분리 비정질 금속 리본을 제조하고 HNO3 용액으로 기지상을 선택적으로 용해하여 비정질 금속 나노 파우더를 제조할 수 있는 비정질 금속 재료를 정리하면 다음과 같다.According to the present embodiment, an amorphous metal ribbon is prepared by using a melt spinning method, and an amorphous metal material capable of preparing amorphous metal nanopowder by selectively dissolving a matrix with HNO 3 solution is prepared as follows.

2상분리 비정질 합금재료 조성Two Phase Separation Amorphous Alloy Material Composition 기지상 조성Matrix composition 석출상 조성Precipitation composition 파우더 구성Powder composition (Y,Gd)xTi100-(x+y+z)Aly(Co,Ni)z
20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25
(Y, Gd) x Ti 100- (x + y + z) Al y (Co, Ni) z
20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25
(Y,Gd)-rich(Y, Gd) -rich Ti-richTi-rich Ti계 비정질Ti-based amorphous
Zrp(Nd,Pr,Ce,La,Gd,Y)100-(p+q+r)Alq(Co,Ni)r
5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35
Zr p (Nd, Pr, Ce, La, Gd, Y) 100- (p + q + r) Al q (Co, Ni) r
5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35
(Nd,Pr,Ce,La,Gd,Y)-rich(Nd, Pr, Ce, La, Gd, Y) -rich Zr-richZr-rich Zr계 비정질Zr amorphous
NisNb50-s/2Y50-s/2
50≤s≤70
Ni s Nb 50-s / 2 Y 50-s / 2
50≤s≤70
Ni-Nb-richNi-Nb-rich Ni-Y-richNi-Y-rich Ni-Nb계 비정질Ni-Nb-based amorphous
[(Fe,Co)iSijB100-i-j]kCu100-k
70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50
[(Fe, Co) i Si j B 100-ij ] k Cu 100-k
70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50
Cu-richCu-rich (Fe,Co)-rich(Fe, Co) -rich (Fe,Co)계 비정질(Fe, Co) amorphous

(Y,Gd)xTi100-(x+y+z)Aly(Co,Ni)z (20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25) 2상분리 비정질 합금재료는 Y나 Gd이 풍부한 기지상과 Ti가 풍부한 석출상으로 분리되며, HNO3용액으로 기지상을 선택적으로 용해한 결과, Ti계 비정질 나노파우더를 얻을 수 있었다.(Y, Gd) x Ti 100- (x + y + z) Al y (Co, Ni) z (20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25) Na-Gd-rich and Ti-rich precipitated phases were selectively dissolved in HNO 3 solution to obtain Ti-based amorphous nanopowder.

Zrp(Nd,Pr,Ce,La,Gd,Y)100-(p+q+r)Alq(Co,Ni)r (5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35) 2상분리 비정질 합금재료는 Nd,Pr,Ce,La,Gd 또는 Y가 풍부한 기지상과 Zr가 풍부한 석출상으로 분리되며, HNO3용액으로 기지상을 선택적으로 용해한 결과, Zr계 비정질 나노파우더를 얻을 수 있었다.Zr p (Nd, Pr, Ce, La, Gd, Y) 100- (p + q + r) Al q (Co, Ni) r (5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35 ) Two-phase separation amorphous alloy material is separated into Nd, Pr, Ce, La, Gd or Y-rich matrix phase and Zr-rich precipitate phase, and Zr-based amorphous nanopowder can be obtained by selectively dissolving matrix phase with HNO 3 solution. there was.

NisNb50-s/2Y50-s/2 (50≤s≤70) 2상분리 비정질 합금재료는 Ni-Nb가 풍부한 기지상과 Ni-Y가 풍부한 석출상으로 분리되며, HNO3용액으로 기지상을 선택적으로 용해한 결과, Ni-Y계 비정질 나노파우더를 얻을 수 있었다.Ni s Nb 50-s / 2 Y 50-s / 2 (50≤s≤70) Two-phase separation amorphous alloy material is separated into Ni-Nb-rich matrix phase and Ni-Y-rich precipitate phase, and is known as HNO 3 solution. As a result of selectively dissolving, Ni-Y-based amorphous nanopowders could be obtained.

[(Fe,Co)iSijB100-i-j]kCu100-k (70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50) 2상분리 비정질 합금재료는 Cu가 풍부한 기지상과 Fe 또는 Co가 풍부한 석출상으로 분리되며, HNO3용액으로 기지상을 선택적으로 용해한 결과, Fe계 또는 Co계 비정질 나노파우더를 얻을 수 있었다.[(Fe, Co) i Si j B 100-ij ] k Cu 100-k (70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50) The two-phase separated amorphous alloy material is Cu-rich matrix and Fe Alternatively, the Co-rich precipitated phase was separated, and as a result of selectively dissolving the matrix with HNO 3 solution, an Fe-based or Co-based amorphous nanopowder was obtained.

도 6은 본 실시예에 따라서 제조된 비정질 금속 나노 파우더를 촬영한 현미경 사진이다. 6 is a micrograph of the amorphous metal nano powder prepared according to the present embodiment.

왼쪽은 Y28Ti28Al24Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더이고, 오른쪽은 Gd30Ti25Al25Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더이다. Y28Ti28Al24Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더의 평균조성은 Ti54.4Y3.4Al10.2Co32.0이고, Gd30Ti25Al25Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더의 평균조성은 Ti55.8Gd2.2Al11.7Co30.4이다. On the left is a nano powder prepared from Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 two-phase amorphous metal ribbon, and on the right is a nano powder prepared from Gd 30 Ti 25 Al 25 Co 20 two-phase amorphous metal ribbon. The average composition of the nanopowders prepared from Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 two-phase separated amorphous metal ribbon is Ti 54.4 Y 3.4 Al 10.2 Co 32.0 , and the nanopowders prepared from Gd 30 Ti 25 Al 25 Co 20 two-phase separated amorphous metal ribbon The average composition of Ti 55.8 Gd 2.2 Al 11.7 Co 30.4 .

위쪽에 위치하는 리본의 자유방향으로 제조된 파우더에 비하여, 아래쪽에 위치하는 리본의 휠 방향으로 제조된 파우더의 평균 입경이 더 작고 고르게 분포된 것을 확인할 수 있다.Compared to the powder produced in the free direction of the ribbon located on the upper side, it can be seen that the average particle diameter of the powder produced in the wheel direction of the ribbon located on the lower side is smaller and more evenly distributed.

도 7은 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더와 일반적인 비정질 금속 재료들의 x선 회절분석 결과이다.7 is an X-ray diffraction analysis result of the amorphous metal nano powder and the general amorphous metal materials prepared according to the present embodiment.

회절분석 대상 물질 모두가 전형적인 비정질의 회절피크를 나타내고 있는 점에서 본 실시예에 따라 제조된 나노 파우더는 비정질상태임을 확인할 수 있다.It can be seen that the nanopowder prepared according to the present example is in an amorphous state since all of the materials to be subjected to diffraction analysis exhibit typical amorphous diffraction peaks.

그리고 Y28Ti28Al24Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더와 Gd30Ti25Al25Co20 2상분리 비정질 금속 리본으로부터 제조된 나노 파우더의 주된 피크가 Ti56Al24Co20 비정질 금속재료의 주된 피크와 비슷한 위치인 것으로 보아 Ti가 풍부한 Ti계 비정질 금속재료임을 알 수 있다.And the main peaks of nano powders prepared from Y 28 Ti 28 Al 24 Co 20 two-phase separated amorphous metal ribbon and nano powders prepared from Gd 30 Ti 25 Al 25 Co 20 two-phase separated amorphous metal ribbon were Ti 56 Al 24 Co 20 amorphous metal. It can be seen that the Ti-based amorphous metal material is rich in Ti because of its position similar to the main peak of the material.

한편, 본 실시예에 따라 제조된 비정질 나노 분말은, 상분리과정에서 석출된 구형 입자가 쉘(shell) 구조 혹은 야드(yard) 구조를 형성함으로써 나노 파우더 내부에 자성을 띄는 원소들의 조성적인 불균일성을 통해 독특한 자성 특성을 가지는 특징이 있다.On the other hand, the amorphous nano-powder prepared according to the present embodiment, the spherical particles precipitated in the phase separation process forms a shell structure or yard structure through the compositional nonuniformity of the elements exhibiting magnetic properties inside the nanopowder It is characterized by its unique magnetic properties.

도 8은 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더에 대하여 SQUID로 측정한 온도에 따른 포화 자화 값을 나타내는 그래프이다. 8 is a graph showing the saturation magnetization value according to the temperature measured by SQUID for the amorphous metal nano powder prepared according to the present embodiment.

도시된 것과 같이 본 실시예에 따라 제조된 비정질 나노 파우더는 저온 뿐 아니라 상온에서도 자성특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.As shown, it can be seen that the amorphous nanopowder prepared according to the present embodiment has magnetic properties at room temperature as well as at low temperature.

도 9는 본 실시예에 따라 제조된 비정질 금속 나노 파우더와 비정질 금속 리본의 자성특성을 비교한 그래프이다.9 is a graph comparing the magnetic properties of the amorphous metal nano powder and the amorphous metal ribbon prepared according to the present embodiment.

도시된 것과 같이, Y27.5Ti27.5Al25Co20 비정질 금속 리본은 자성 특성을 거의 갖지 않으나, Y27.5Ti27.5Al25Co20으로부터 제조된 나노 파우더와 Gd27.5Ti27.5Al25Co20으로부터 제조된 나노 파우더는 독특한 자성특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
As shown, Y 27.5 Ti 27.5 Al 25 Co 20 amorphous metal ribbon has little magnetic properties, but nano powder made from Y 27.5 Ti 27.5 Al 25 Co 20 and nano made from Gd 27.5 Ti 27.5 Al 25 Co 20 It can be seen that the powder has unique magnetic properties.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Those skilled in the art will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed not only in the specific embodiments but also in the scope of claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (11)

상온에서 자성을 띄는 원소들을 포함하는 원료물질을 혼합하여 용융하는 제1단계;
상기 용융된 원료물질을 급속 응고하여 기지상과 기지상 내에 구형으로 석출된 석출상으로 구분되는 2상분리 비정질 금속을 제조하는 제2단계;
상기 2상분리 비정질 금속을 상기 석출상의 크기 분포에 따라 분리하는 제3단계; 및
상기 분리된 2상분리 비정질 금속의 기지상만을 선택적으로 용해하여 비정질 금속 분말을 제조하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
A first step of mixing and melting a raw material including elements having magnetic properties at room temperature;
A second step of rapidly solidifying the molten raw material to produce a two-phase separated amorphous metal divided into a matrix phase and a precipitate phase spherically deposited in the matrix phase;
A third step of separating the two-phase separated amorphous metal according to the size distribution of the precipitated phase; And
And a fourth step of selectively dissolving only the matrix phase of the separated two-phase separated amorphous metal to prepare an amorphous metal powder.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계가 멜트 스피닝법으로 수행되고,
상기 제3단계가 2상분리 비정질 금속을 두께방향으로 상부와 하부로 분리하여 수행되며,
상기 제4단계가 상기 두께방향으로 분리된 2상분리 비정질 금속의 하부에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to claim 1,
The second step is performed by the melt spinning method,
The third step is performed by separating the two-phase separated amorphous metal into the upper and lower in the thickness direction,
Wherein the fourth step is performed on the lower portion of the two-phase separated amorphous metal separated in the thickness direction.
청구항 1에 있어서,
상기 2상분리 비정질 금속이 화학식 (Y,Gd)xTi100-(x+y+z)Aly(Co,Ni)z로 표시되고, 상기 식 중에서 x, y, z는 원자%로 각각 20≤x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25인 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to claim 1,
The biphasic amorphous metal is represented by the formula (Y, Gd) x Ti 100- (x + y + z) Al y (Co, Ni) z , where x, y, and z are each 20% in atomic%. x≤40, 20≤y≤30, 15≤z≤25 method for producing magnetic amorphous metal nanopowder.
청구항 1에 있어서,
상기 2상분리 비정질 금속이 화학식 Zrp(Nd,Pr,Ce,La,Gd,Y)100-(p+q+r) Alq(Co,Ni)r로 표시되고, 상기 식 중에서 p, q, r은 원자%로 각각 5≤p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35인 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to claim 1,
The biphasic amorphous metal is represented by the formula Zr p (Nd, Pr, Ce, La, Gd, Y) 100- (p + q + r) Al q (Co, Ni) r , wherein p, q, r is 5% p≤30, 5≤q≤15, 25≤r≤35 in atomic%, respectively.
청구항 1에 있어서,
상기 2상분리 비정질 금속이 화학식 NisNb50-s/2Y50-s/2로 표시되고, 상기 식 중에서 s는 원자%로 50≤s≤70인 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to claim 1,
The two-phase separated amorphous metal is represented by the formula Ni s Nb 50-s / 2 Y 50-s / 2 , wherein s is 50≤s≤70 in atomic%, characterized in that the magnetic amorphous metal nanopowder manufacturing method .
청구항 1에 있어서,
상기 2상분리 비정질 금속이 화학식 [(Fe,Co)iSijB100-i-j]kCu100-k로 표시되고, 상기 식 중에서 i, j, k는 원자%로 각각 70≤i≤80, 5≤j≤15, 10≤k≤50인 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to claim 1,
The two-phase separated amorphous metal is represented by the formula [(Fe, Co) i Si j B 100-ij ] k Cu 100-k , wherein i, j, k are atomic%, respectively 70 ≦ i ≦ 80, 5 ≤ j ≤ 15, 10 ≤ k ≤ 50, characterized in that the magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method.
청구항 3 내지 청구항 6 중 한 항에 있어서,
상기 제4단계에서, 상기 기지상만을 선택적으로 용해하는 방법이 HNO3용액에 침지하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method according to any one of claims 3 to 6,
In the fourth step, the method for selectively dissolving only the known phase is performed by immersing in HNO 3 solution, characterized in that the magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method.
청구항 7에 있어서,
상기 HNO3용액의 농도가 0.1M 내지 1M 인 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method of claim 7,
Magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method, characterized in that the concentration of the HNO 3 solution is 0.1M to 1M.
청구항 7에 있어서,
상기 제4단계가 HNO3용액에 침지한 상태에서 초음파를 인가하는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method of claim 7,
Method for producing a magnetic amorphous metal nano powder, characterized in that for applying the ultrasonic wave in the fourth step is immersed in HNO 3 solution.
청구항 7에 있어서,
상기 제4단계가 HNO3용액에 침지한 상태에서 가열하는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더 제조방법.
The method of claim 7,
The fourth step is the magnetic amorphous metal nano powder manufacturing method, characterized in that the heating in the state immersed in HNO 3 solution.
청구항 1 내지 청구항 6의 방법 중에 하나의 방법으로 제조된 자성 비정질 금속 나노 파우더로서,
상기 비정질 금속 분말이 상온에서 자성을 띄는 원소들을 포함하는 2상분리 비정질 금속의 구형 석출상만으로 구성되고,
상기 구형 석출상은 2상분리과정에서 형성된 쉘(shell) 구조 또는 야드(yard) 구조를 가지며,
상기 비정질 금속 분말 내부에 위치하는 자성원소의 조성적인 불균일에 의해서 자성 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 자성 비정질 금속 나노 파우더.
A magnetic amorphous metal nano powder prepared by one of the methods of claims 1 to 6,
The amorphous metal powder is composed of only a spherical precipitated phase of a two-phase separated amorphous metal containing elements showing magnetic properties at room temperature,
The spherical precipitated phase has a shell structure or a yard structure formed in a two phase separation process.
Magnetic amorphous metal nano powder, characterized in that it has a magnetic property by the compositional non-uniformity of the magnetic element located inside the amorphous metal powder.
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