KR102655589B1 - 코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광대역 극고주파 흡수 코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법 {CORE-SHELL STRUCTURE MAGNETIC POWDER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 광대역 극고주파 흡수 코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
2030 년경 상용화될 전망인 6G 이동통신은 극고주파 대역을 사용하여 5G통신보다 50배 빠른 전송 속도와 실시간 데이터 처리, 전송지연 해소를 통해 방대한 데이터를 공간의 한계 없이 빠르게 주고받을 수 있을 것으로 예상되고 있다. 특히 이는 산업과 사회의 모든 분야가 네트워크에 연결되어 산업간 융합 및 실시간 상호연결이 가능해지므로 지능형 비대면 서비스 및 우주로의 통신범위 확장 및 새로운 융합산업 창출이 기대된다. 이러한 6G 기술의 핵심은 빠르고 지연이 없는 초고용량 데이터 전송기술에 있으며, 이를 위해서는 작동주파수 대역인 밀리미터파(millimeter-wave, 30 GHz ~ 300 GHz) 전자기신호의 제어가 선행되어야 한다. 또한 전자기기의 극박화 및 소형화 및 극고주파수 전자기신호의 사용으로 인하여 발생되는 노이즈 문제가 더욱 심화될 것이 예상되므로, 밀리미터파를 흡수할 수 있는 소재의 개발이 시급하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광대역 극고주파 흡수 코어-쉘 구조의 자성분말 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코어-쉘 구조의 자성분말로서, 상기 코어는 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료이고, 상기 쉘은 입실론 산화철을 포함하는 것인 자성분말이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료인 코어를 고분자로 표면처리하여 표면처리된 코어를 수득하는 단계; 철 전구체를 포함하는 수용액을 이용하여 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계; 상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액을 혼합하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조하는 단계; 를 포함하는 제1항에 따른 자성분말의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말은 광대역의 고주파를 흡수할 수 있어 응용 분야가 다양할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말은 서로 다른 주파수 대역의 고주파를 흡수하는 이종 재료를 포함하여 광대역 고주파를 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말의 제조 방법은 간단한 방법으로 상기 자성분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말의 제조 방법은 광대역의 고주파를 흡수할 수 있는 자성분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 자성분말의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 제조예 1의 Sr-페라이트 코어, 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어, 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자, 실시예 1의 코어-쉘 구조의 자성분말의 SEM 이미지이다.
도 3은 제조예 1에서 제조한 Sr-페라이트 코어의 입도 그래프 및 제조예 3에서 제조한 입실론 산화철 함유 나노입자의 입도 그래프이다.
도 4는 30 GHz 내지 110 GHz 범위에서의 실시예 1 및 2의 자성분말의 흡수도 및 투자율 그래프이다.
도 5는 제조예 1의 Sr-페라이트 코어, 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어 및 실시예 1에서 제조한 코어-쉘 구조의 자성분말의 자기이력곡선이다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 코어-쉘 구조의 자성분말로서, 상기 코어는 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료이고, 상기 쉘은 입실론 산화철을 포함하는 것인 자성분말이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말은 서로 다른 주파수 대역의 고주파를 흡수하는 이종 재료를 포함하여 광대역 고주파를 흡수할 수 있고, 이에 따라 다양한 분야에 응용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어는 40 GHz 내지 75 GHz, 45 GHz 내지 70 GHz, 45 GHz 내지 60 GHz, 50 GHz 내지 60 GHz, 45 GHz 내지 55 GHz 또는 50 GHz 내지 55 GHz의 고주파를 흡수하는 재료이다. 즉, 상기 코어는 극고주파에 있어 비교적 낮은 주파수의 V 밴드(40~75 GHz)에 해당하는 주파수 대역의 고주파를 흡수하는 재료일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어는 M-헥사페라이트 및 W-헥사페라이트 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 M-헥사페라이트인 것일 수 있다. 상기 M-헥사페라이트로는, Sr-페라이트, Ba-페라이트 등이 있을 수 있고, 상기 Sr-페라이트, Ba-페라이트 등은 La, Co, Ga 등의 치환 원소를 포함하는 것일 수도 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어는 평균 입경이 0.5 μm 내지 10 μm일 수 있다. 구체적으로, 상기 코어는 평균 입경이 0.1 μm 내지 10 μm, 0.1 μm 내지 5 μm, 1.0 μm 내지 4.0 μm, 1.0 μm 내지 3.5 μm, 1.5 μm 내지 3.5 μm, 또는 2.0 μm 내지 3.0 μm인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 쉘은 입실론 산화철(ε-Fe2O3)을 포함한다. 입실론 산화철은 특히 20 kOe 이상의 초고보자력을 나타내는 소재로 알려져 있으며, 이에 따라 100 내지 200 GHz의 극고주파 대역에서 우수한 고주파 흡수능을 갖는다. 또한, 타겟 주파수에 따라 철이온을 비자성 원소 이온으로 치환하는 양을 조절하여 입실론 산화철의 흡수 주파수 대역을 광범위하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 쉘은 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 상기 코어 표면에 흡착된 형태로서, 코어 표면 전체를 감싸 쉘 형상을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 평균 입경이 10 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm 또는 30 nm 내지 40 nm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 Al, Ga, Y, Rh, Sn 및 Ti 중 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 열거된 원소들은 입실론 산화철 함유 나노입자의 고주파 흡수 파장 대역을 조절하기 위해 첨가될 수 있으며, 그 함량 역시 이를 위해 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 MxFe2-xO3의 조성을 가질 수 있고, 상기 x는 0.01 내지 0.8, 0.3 내지 0.8, 0.5 내지 0.8, 0.6 내지 0.8 또는 0.7일 수 있으며, 상기 M은 Al, Ga, Y, Rh, Sn 및 Ti 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 GyYzFe2-y-zO3의 조성을 가질 수 있고, 상기 y는 0.3 내지 0.7 일 수 있고, z는 0 이상 0.3 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어의 평균 입경은 상기 입실론 산화철 함유 나노입자의 평균 입경의 50배 내지 100배, 50 배 내지 80 배, 60 배 내지 70 배인 것일 수 있다. 코어의 평균 입경이 입실론 산화철 함유 나노입자의 평균 입경에 대하여 상기 범위 내의 배수인 경우, 코어 표면에 적절한 두께의 쉘을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 자성분말에 포함되는 코어 및 쉘의 질량에 따라, 고주파 흡수도가 달라질 수 있다. 따라서, 목적하는 자성분말의 고주파 흡수 특성을 고려하여 자성분말에 포함되는 코어 및 쉘의 질량비를 조절할 수 있으며, 예를 들어 본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말에 포함되는 코어 및 쉘의 질량비는 9:1 내지 1:9일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 쉘은 고분자를 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 쉘은 고분자를 포함하는 매트릭스 및 상기 매트릭스에 삽입된 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 고분자는 코어의 표면을 안정화시키고 입실론 산화철 함유 나노입자가 코어 표면에 균일하고 견고하게 흡착되어 있을 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자는 폴리도파민, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리비닐아세테이트 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 상기 고분자는 목적에 따라 그 종류 및 함량이 조절될 수 있으며, 바람직하게는 폴리도파민일 수 있고, 코어와 고분자는 90:10 내지 65:35의 중량비로 상기 코어-쉘 구조의 자성분말에 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 쉘은 상기 고분자 및 상기 코어의 합 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 150 중량부의 함량으로 상기 자성분말에 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 쉘은 다층 구조일 수 있다. 구체적으로, 상기 쉘은 다층 구조의 멀티쉘(multishell)로서, 각 층은 서로 다른 주파수 대역의 고주파를 흡수하는 입실론 산화철을 포함하는 것일 수 있다. 전술한 바와 같이, 입실론 산화철은 비자성원소로 철을 대체하고 그 함량을 조절하여 그 흡수 고주파의 주파수 대역을 조절할 수 있고, 이렇게 주파수 대역이 조절된 입실론 산화철을 다층 구조로 코어 표면에 쉘을 형성함으로써 보다 넓은 주파수 대역에서 높은 흡수능을 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다층 구조인 쉘은 2 층 내지 5 층의 다층 구조인 것일 수 있다. 목적에 따라 다층 구조에 포함되는 층의 수를 조절할 수 있으며, 각 층은 고분자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다층 구조인 쉘의 각 층은 서로 다른 조성의 입실론 산화철을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 다층 구조인 쉘의 각 층은, Al, Ga, Y, Rh, Sn 및 Ti 중 1종 이상을 포함하는 첨가 원소(M)의 함량 및/또는 종류가 상이한 것인 입실론 산화철을 포함하는 것일 수 있다. 상기 첨가 원소의 종류 및 함량에 따라 입실론 산화철의 흡수 고주파 대역을 조절할 수 있으며, 예를 들어 상기 쉘이 2층 구조로서 코어와 접하는 내부 쉘인 제1층 및 제1층 외부에 구비되는 외부 쉘인 제2층을 포함하는 경우, 상기 제1층은 Ga0.5Y0.2Fe1.3O3 조성의 입실론 산화철을 포함할 수 있고, 제2층은 Ga0.7Fe1.3O3 조성의 입실론 산화철을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다층 구조인 쉘의 각 층은 서로 다른 조성의 입실론 산화철 함유 나노 입자를 포함하는 것일 수 있다. 다층 구조인 쉘에 있어, 코어와 접하는 내부 쉘인 제1층의 경우, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 상기 코어 표면에 흡착된 형태로서, 코어 표면 전체를 감싸 쉘 형상을 갖는 것일 수 있다. 또한 다층 구조인 쉘에 있어, 제1층 외부에 구비되는 쉘인 제2층의 경우, 상기 제1층 외부 전체를 감싸 쉘 형상을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 각 입실론 산화철 함유 나노입자는 평균 입경이 10 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm 또는 30 nm 내지 40 nm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다층 구조의 쉘에 있어, 각 층은 독립적으로 고분자를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 다층 구조의 쉘에 있어 일부 층은 고분자를 포함할 수 있고, 나머지 층은 고분자를 포함하지 않는 것일 수 있다. 또한, 모든 층이 고분자를 포함하는 것일 수도 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료인 코어를 고분자로 표면처리하여 표면처리된 코어를 수득하는 단계; 철 전구체를 포함하는 수용액을 이용하여 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계; 상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액을 혼합하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조하는 단계; 를 포함하는 상기 자성분말의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말의 제조 방법은 간단한 방법으로 광대역의 고주파를 흡수할 수 있는 상기 자성분말을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어, 고분자, 입실론 산화철 함유 나노입자, 및 코어-쉘 구조의 자성분말에 대한 내용은 전술한 바와 같을 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 측면에 따른 자성분말의 제조방법을 개략도로 나타내었다. 이하, 도 1을 참조하여 자성분말의 제조 방법을 순서대로 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 우선 코어를 준비할 수 있다. 코어는 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료이며, 전술한 바와 같이 Sr-페라이트 등일 수 있다. 도 1을 참조하면, 흑색 원형으로 표시된 코어를 준비할 수 있다.
예를 들어 상기 코어가 Sr-페라이트인 경우, 목적하는 코어 조성에 따른 함량으로 철 전구체 및 스트론튬 전구체를 포함하는 수용액을 제조하는 단계; 상기 수용액을 분무건조하여 전구체 분말을 수득하는 단계; 상기 전구체 분말을 열처리하여 Sr-페라이트를 수득하는 단계;를 통해 코어를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 철 전구체는, 2가 또는 3가의 철 염으로 물에 녹아 이온화 될 수 있는 물질이면 제한이 없으나, 구체적으로 2가 또는 3가의 철이온을 포함하는 무기염일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 2가 또는 3가의 철이온을 포함하는 할로겐염일 수 있다.
보다 구체적으로, 2가 또는 3가의 철이온을 포함하는 무기염이라 함은 FeCl2, FeCl3, FeBr2, FeBr3, FeI2, FeI3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 및 이들의 수화물에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 2가 또는 3가의 철이온을 포함하는 할로겐염이라 함은 FeCl2, FeCl3, FeBr2, FeBr3, FeI2 및 FeI3에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 스트론튬 전구체는 2가 또는 3가의 스트론튬 이온을 포함하는 무기염일 수 있으며, 예를 들어 Sr(NO3)2, Sr(OH)2, SrCO3, SrO 및 이들의 수화물에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 철 전구체 및 상기 스트론튬 전구체는 목적하는 코어 조성에 따른 함량으로 상기 수용액에 포함되는 것일 수 있다. 예를 들어, SrFe12O19 조성의 코어를 제조하고자 하는 경우, 철 전구체의 철 이온과 스트론튬 전구체의 스트론튬 이온의 몰 비가 12:1이 되도록 수용액에 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 수용액은 5 내지 15 중량%의 함량으로 상기 철 전구체 및 스트론튬 전구체를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 수용액의 고형분 함량이 5 내지 15 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 수용액을 분무건조하여 전구체 분말을 수득할 수 있다. 상기 전구체 용액을 스프레이 장치를 통해 분무함으로써, 스프레이 장치에서 상기 수용액이 액적으로 토출됨과 동시에 순간 건조되어, 전구체 분말이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 전구체 분말을 열처리하여 Sr-페라이트를 수득하는 것일 수 있다. 상기 열처리는 약 2 ℃/min 내지 5℃/min의 승온 속도로 승온되어 약 1000 ℃ 내지 1500 ℃의 온도에서 약 2 시간 내지 4 시간동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어를 고분자로 표면처리하여 표면처리된 코어를 수득한다. 고분자로 코어의 표면을 처리하는 경우, 코어의 표면을 안정화시키고 입실론 산화철 함유 나노입자가 코어 표면에 균일하고 견고하게 흡착되어 있을 수 있도록 할 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 흑색 원으로 표시된 코어 표면에 유백색으로 표시된 고분자로 표면처리할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 표면처리된 코어를 수득하는 단계는, 상기 코어를 고분자 함유 용액 또는 단량체 함유 용액에 첨가한 후 교반하여 수행되는 것일 수 있다. 고분자 함유 용액에 코어를 첨가하여 교반하는 경우, 고분자 자체가 코어 표면에서 코어와 반응하거나 코어 표면에 흡착하여 층을 형성할 수 있다. 또한, 단량체 함유 용액에 코어를 첨가하여 교반하는 경우, 코어 표면에서 단량체의 중합반응이 진행되어 성장하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자는 전술한 바에 따를 수 있고, 구체적으로 상기 단량체는 도파민일 수 있으며, 상기 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리비닐아세테이트 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자 함유 용액 및 상기 단량체 함유 용액은 용제를 포함할 수 있고, 상기 용제는 증류수일 수 있으며, 또는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등의 알코올계일 수 있고, 트리스 버퍼를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 용제는 톨루엔, 사이클로헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 세룰솔브아세테이트, 염화메틸렌, 메틸에틸케톤, 디클로로메탄, 크실렌, 스타이렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 고분자 및 단량체의 종류에 따라 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단량체 함유 용액에 포함되는 단량체의 농도는 0.1 중량% 내지 5 중량% 일 수 있고, 상기 고분자 함유 용액에 포함되는 고분자의 농도는 0.1 중량% 내지 5 중량% 일 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 고분자 내지 단량체를 사용하는 경우, 코어 표면처리가 적절하게 수행되어 추후 입실론 산화철 함유 나노입자 흡착이 원활하게 진행될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단량체 함유 용액은 중합 개시제, 사슬 연장제, 중합 금지제 등의 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다. 단량체 함유 용액은 고분자 자체가 포함되어 있는 것이 아니고, 코어 표면에서 중합 반응이 진행되어 고분자가 형성되는 것이므로 상기와 같은 첨가제를 더 포함하여 중합 반응을 제어하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어를 고분자 함유 용액 또는 단량체 함유 용액에 첨가한 후 교반함에 있어, 상기 교반은 20 시간 내지 30 시간동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 교반을 종료한 후 원심분리를 통해 수득한 고형분을 용제로 1회 이상 세척하여 표면처리된 코어를 수득할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 철 전구체를 포함하는 수용액을 이용하여 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조한다. 상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 공지된 방법으로 제조되는 것일 수 있고, 예를 들어 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계;는, 상기 철 전구체를 포함하는 수용액을 분무건조하여 철 전구체 함유 입자를 제조하는 단계; 및 상기 철 전구체 함유 입자를 열처리하여 철 함유 입자를 제조하는 단계; 를 포함하는 공정으로 제조되는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 하기와 같은 공정으로 제조되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 철 전구체 및 실리카 전구체를 포함하는 수용액을 준비하는 단계; 상기 수용액을 분무하여, 철/실리카 전구체 액적을 형성하는 단계; 상기 철/실리카 전구체 액적을 건조하여, 철/실리카 전구체 입자를 제조하는 단계; 상기 철/실리카 전구체 입자를 열처리 하여, 실리카 매트릭스 내에 산화철 입자가 내재된 산화철/실리카 복합분말을 제조하는 단계; 및 워싱공정을 통해 상기 산화철/실리카 복합 분말의 상기 실리카 매트릭스를 제거하여 산화철 분말을 제조하는 단계를 포함하는 공정으로 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 우선 철 전구체 및 실리카 전구체를 포함하는 수용액을 준비할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 철 전구체는 전술한 바와 같을 수 있다.
상기 철 전구체의 농도는, 상기 실리카 전구체 1mol% 대비 15 내지 60 mol%인 것이 바람직하며, 상기 철 전구체의 농도는, 상기 실리카 전구체 1mol% 대비 40 내지 60 mol%인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethylorthosilicate), Sodium Silicate 및 TMOS (tetramethylorthosilicate) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 실리카 전구체의 종류를 제한하는 것은 아니다.
한편, 상기 수용액에서 사용되는 용매는 상기 전구체가 용해될 수 있는 용매라면 특별히 제한이 없으며, 일례로 상기 용매는 증류수일 수 있으며, 또는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등의 알코올계일 수 있다.
또한, 상기 용매는 톨루엔, 사이클로헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 세룰솔브아세테이트, 염화메틸렌, 메틸에틸케톤, 디클로로메탄, 크실렌, 스타이렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 수용액을 분무하여, 철/실리카 전구체 액적을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 전구체 용액을 스프레이 장치를 통해 분무함으로써 상기 철/실리카 전구체 액적을 형성할 수 있으며, 상기 분무 공정은 공지된 스프레이법을 통해 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 철/실리카 전구체 액적을 건조하여, 철/실리카 전구체 입자를 제조할 수 있다.
상기 철/실리카 전구체 입자는, 실리카 전구체 매트릭스 내에 철 전구체 입자가 내재된 것일 수 있다.
상기 건조는 110 내지 130 ℃의 온도에서 진행될 수 있으며, 구체적으로 상기 건조는 별도의 건조 공정을 거친다기보다는 스프레이 장치에서 상기 수용액이 액적으로 토출됨과 동시에 상기 철/실리카 전구체 액적이 순간 건조되어, 철/실리카 전구체 입자가 형성될 수 있다.
이때, 상기 철/실리카 전구체 액적 내에서의 용매의 순간적인 기화로 인한 공간적 제한효과에 의하여, 나노 사이즈의 철 전구체 입자가 형성되며, 결국, 실리카 전구체 매트릭스 내에 나노 사이즈의 철 전구체 입자가 내재된 철/실리카 전구체 입자를 제조할 수 있으며, 상기 철/실리카 전구체 입자의 크기는 0.1 ~ 10㎛일 수 있다.
다음으로, 상기 철/실리카 전구체 입자를 열처리 하여, 실리카 매트릭스 내에 산화철 입자가 내재된 산화철/실리카 복합분말을 제조할 수 있다.
상기 산화철은 입실론 산화철일 수 있다. 상기 입실론 산화철은 초고보자력(Hc ~ 20kOe)를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 따라서, 상기 산화철/실리카 복합 분말에서의 상기 산화철이 입실론 산화철의 경자성 산화철을 포함하기 때문에, 초고보자력 특성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조할 수 있다.
상기 열처리는 약 2 ℃/min 내지 5℃/min의 승온 속도로 승온되어 약 1000 ℃ 내지 1300 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위 내의 온도로 열처리하는 경우, 철이 산화되어 형성되는 산화철의 입실론 상이 구현될 수 있다.
다음으로, 워싱공정을 통해 상기 산화철/실리카 복합 분말의 상기 실리카 매트릭스를 제거하여 산화철 분말을 제조할 수 있다.
상기 산화철/실리카 복합 분말에서의 실리카 매트릭스를 제거하여, 입실론 산화철 함유 나노입자를 수득할 수 있다. 이때, 상기 실리카 매트릭스를 제거하는 것은, 상기 산화철/실리카 복합 분말을 NaOH 용액에서 에칭(etching)을 진행한 후, 유기물 제거를 위해 증류수, 아세톤, 에탄올 등의 용매를 이용하여 워싱공정을 진행함으로써, 매트릭스인 실리카를 제거하고 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 철 전구체를 포함하는 수용액은 Al 전구체, Ga 전구체, Y 전구체, Rh 전구체, Sn 전구체 및 Ti 전구체 중 1종 이상의 전구체를 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 전구체는 Al, Ga, Y, Rh, Sn 및 Ti 중 1종 이상의 2가 또는 3가의 염일 수 있다. 상기 전구체를 더 포함함으로써, 제조되는 입실론 산화철 함유 나노입자는 다양한 범위의 주파수 대역의 고주파를 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 표면처리된 코어를 수득하는 단계; 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계;는, 서로 독립적으로 동시에 수행될 수 있으며 선후 관계가 뒤바뀔 수 있다. 즉, 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계와 상기 표면처리된 코어를 수득하는 단계는 별개의 장비로 동시에 수행되는 것일 수 있으며, 입실론 산화철 함유 나노입자를 먼저 제조한 다음에 추후 표면처리된 코어를 수득하는 것일 수도 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 다음으로 상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액을 혼합하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조한다. 도 1을 참조하면, 유백색의 고분자 표면처리된 흑색 원의 코어에, 황색 작은 원의 입실론 산화철 함유 나노입자가 흡착하여 코어-쉘 구조의 자성분말이 제조되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액은, 표면처리된 코어를 0.5 내지 5 중량% 로 포함하는 것일 수 있고, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액은, 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 0.5 내지 5 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액을 10 시간 내지 20 시간동안 교반하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조할 수 있다.
상기 제1분산액 및 제2분산액은 각각 용제를 포함할 수 있고, 상기 용제는 전술한 바와 같을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1분산액에 포함된 표면처리된 코어의 함량은 0.1 내지 5 중량% 일 수 있고, 상기 제2분산액에 포함된 입실론 산화철 함유 나노입자의 함량 또한 0.1 내지 5 중량% 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 교반을 종료한 후 원심분리를 통해 수득한 고형분을 용제로 1회 이상 세척하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 자성분말의 제조 방법은, 상기 코어-쉘 구조의 자성분말을 고분자로 표면처리하여 표면처리된 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하는 단계; 상기 코어-쉘 구조의 자성분말의 쉘에 포함된 입실론 산화철과 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계; 상기 표면처리된 코어-쉘 구조의 자성분말을 포함하는 제3분산액 및 상기 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제4분산액을 혼합하여 코어-멀티쉘 구조의 자성분말을 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 있어, 코어-쉘 구조의 자성분말의 외표면에 쉘을 추가적으로 형성할 수 있으며, 상기 단계를 반복하여 수행함으로써 다층 구조의 쉘을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고분자, 코어-쉘 구조의 자성분말, 입실론 산화철에 관한 사항은 전술한 바와 같을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코어-쉘 구조의 자성분말의 쉘에 포함된 입실론 산화철과 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조할 수 있다. 극고주파 흡수 대역을 변경시키거나 확대하기 위하여, 코어 표면에 형성된 내부 쉘에 포함된 입실론 산화철과 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하고 이를 이용하여 내부 쉘 외부에 다른 고주파 흡수 대역을 갖는 쉘을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 표면처리된 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하는 단계; 및 상기 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계;는, 서로 독립적으로 동시에 수행될 수 있으며 선후 관계가 뒤바뀔 수 있다. 즉, 상이한 조성을 갖는 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계와 표면처리된 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하는 단계는 별개의 장비로 동시에 수행되는 것일 수 있으며, 상이한 조성의 입실론 산화철 함유 나노입자를 먼저 제조한 다음에 추후 표면처리된 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하는 것일 수도 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1: Sr-페라이트 코어의 제조
SrFe12O19 조성의 Sr-페라이트 코어를 제조하기 위해, 화학양론비에 따라 Fe(NO3)3·9H2O 및 Sr(NO3)2 를 증류수에 10 중량% 농도로 용해하여 전구체 용액을 제조하였다. 상기 전구체 용액을 inlet temperature 220 ℃, aspirator 90%, pump rate 20% (6 ml/min), rotameter flow 40~50mm의 조건으로 분무건조한 후, 얻어진 전구체 분말을 5℃/min의 속도로 1200 ℃까지 승온하여 3시간 동안 1200 ℃ 공기 중에서 열처리를 진행하고 Sr-페라이트 코어를 수득하였다.
제조예 2: Sr-페라이트 코어의 도파민 코팅
상기 제조예 1에서 제조한 Sr-페라이트 코어를 트리스 버퍼 용액에 0.25 중량% 함량으로 투입하고 교반하여 분산액을 제조한 후, 상기 분산액을 트리스 버퍼, 증류수 및 도파민(1 중량%)을 포함하는 도파민 용액에 첨가하고 23 h 동안 교반하였다. 이후 원심분리하여 고형분을 수득한 다음, 고형분을 증류수로 3회 워싱하여 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어를 수득하였다.
제조예 3: 입실론 산화철 함유 나노입자의 제조
Ga0.5Y0.2Fe1.3O3 조성의 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하기 위해, 화학양론비에 따라 Fe(NO3)3·9H2O, Ga(NO3)3·H2O 및 Y(NO3)3·6H2O 를 증류수 및 에탄올의 1:1 혼합 용제에 10 중량%의 농도로 용해하여 용액을 제조하였고, 이어서 테트라에틸렌오르토실리케이트(TEOS)를 상기 철 전구체의 철 이온과 Fe/Si = 0.4 몰비가 되도록 상기 용액에 첨가하여 전구체 용액을 제조하였다. 상기 전구체 용액을 inlet temperature 220 ℃, aspirator 90%, pump rate 10% (3 ml/min), rotameter flow 40~50mm의 조건으로 분무건조한 후, 얻어진 전구체 분말을 4℃/min의 승온속도로 1000~1100 ℃까지 승온하여 공기 중에서 열처리하고 이를 NaOH 수용액을 사용하여 70 ℃에서 24 h 동안 에칭 및 워싱을 진행하고 입실론 산화철 함유 나노입자를 수득하였다.
제조예 4: 입실론 산화철 함유 나노입자의 제조
Ga0.7Fe1.3O3 조성의 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하기 위해, 화학양론비에 따라 Fe(NO3)3·9H2O 및 Ga(NO3)3·H2O 를 증류수 및 에탄올의 1:1 혼합 용제에 10 중량%의 농도로 용해하여 용액을 제조하였고, 이어서 테트라에틸렌오르토실리케이트(TEOS)를 상기 철 전구체의 철 이온과 Fe/Si = 0.4 몰비가 되도록 상기 용액에 첨가하여 전구체 용액을 제조하였다. 상기 전구체 용액을 inlet temperature 220 ℃, aspirator 90%, pump rate 10% (3 ml/min), rotameter flow 40~50mm의 조건으로 분무건조한 후, 얻어진 전구체 분말을 4℃/min의 승온속도로 1000~1100 ℃까지 승온하여 공기 중에서 열처리하고 이를 NaOH 수용액을 사용하여 70 ℃에서 24 h 동안 에칭 및 워싱을 진행하고 입실론 산화철 함유 나노입자를 수득하였다.
실시예 1: 코어-쉘 구조의 자성분말 제조
제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어를 2 중량%의 함량으로 증류수에 분산시킨 제1분산액 및 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자를 2 중량%의 함량으로 증류수에 분산시킨 제2분산액을 동량으로 투입하고 13 h 동안 교반하여 혼합하였다. 혼합 후 용액을 원심분리하여 수득한 고형분을 증류수로 3회 워싱하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하였다.
실시예 2: 코어-멀티쉘 구조의 자성분말 제조
실시예 1의 코어-쉘 구조의 자성분말을 트리스 버퍼 용액에 0.25 중량% 함량으로 투입하고 교반하여 분산액을 제조한 후, 상기 분산액을 증류수 및 도파민을 1 중량% 함량으로 포함하는 도파민 용액에 첨가하고 23 h 동안 교반하였다. 이후 원심분리하여 고형분을 수득한 다음, 고형분을 증류수로 3회 워싱하여 도파민 코팅된 코어-쉘 구조의 자성분말을 수득하였다.
상기 도파민 코팅된 코어-쉘 구조의 자성분말을 2 중량% 함량으로 증류수에 분산시킨 제3분산액 및 제조예 4의 입실론 산화철 함유 나노입자를 2 중량% 함량으로 증류수에 분산시킨 제4분산액을 13 h 동안 교반하여 혼합하였다. 혼합 후 용액을 원심분리하여 수득한 고형분을 증류수로 3회 워싱하여 멀티 쉘 구조의 자성분말을 수득하였다.
실험예 1: SEM 이미지 관찰
제조예 1 내지 3에서 제조한 입자들 및 실시예 1에서 제조한 자성분말의 SEM 사진을 촬영하여 도 2에 나타내었다.
도 2에는 제조예 1의 Sr-페라이트 코어(좌상단), 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어(우상단), 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자(우하단), 실시예 1의 코어-쉘 구조의 자성분말(좌하단)의 SEM 이미지를 나타내었다.
도 2를 참조하면, 제조예 1의 Sr-페라이트 코어가 구형 입자인 것을 확인할 수 있으며, 고분자 표면처리 후 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어는 표면에 변화가 생긴 것을 확인할 수 있고, 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자는 매우 작은 크기로 제조되어 실시예 1의 자성분말의 이미지에서 분말 입자 외부의 매우 작은 입자로 보이는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2: 입도 분석
입도분석기를 이용하여, 제조예 1 및 제조예 3에서 제조한 입자들의 입도를 분석하였다.
도 3에는 제조예 1에서 제조한 Sr-페라이트 코어의 입도 그래프 및 제조예 3에서 제조한 입실론 산화철 함유 나노입자의 입도 그래프를 나타내었다.
도 3를 참조하면, 제조예 1의 Sr-페라이트 코어의 평균 직경은 2.46 ±0.9 μm이고, 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자의 평균 직경은 34.63 ±10.54 nm인 것을 확인할 수 있다. 즉, 입실론 산화철 함유 나노입자의 입경은 코어의 평균 입경보다 훨씬 작으며, 코어의 평균 입경이 입실론 산화철 함유 나노입자의 평균 입경의 약 70배인 것을 확인할 수 있다.
실험예 3: 흡수도 및 투자율의 측정
열가소성 폴리우레탄 용액(고형분 30중량%) 대 실시예 1 또는 2의 자성분말을 8:2의 중량비로 5분 동안 믹싱하여 제조한 혼합물을 닥터블레이드(Test-one, TO-500)를 이용하여 1000 μm 두께의 필름으로 캐스팅한 후 100 ℃의 오븐에서 건조하고 120 ℃에서 핫프레싱하여 200~300 μm 두께의 측정용 필름 시료를 제조하였다.
vector network analyzer를 이용하여 시료의 특성을 측정함으로써, 실시예 1 및 2의 자성분말의 30 GHz 내지 110 GHz 범위의 고주파에서의 흡수도(absorbance) 와 투자율 (permeability)를 측정하였다. 도 4에는 30 GHz 내지 110 GHz 범위에서의 실시예 1 및 2의 자성분말의 흡수도 및 투자율 그래프를 나타내었다. 구체적으로, 실시예 1의 자성분말의 흡수도(a), 투자율(b), 실시예 1 및 2의 자성분말의 흡수도(c), 실시예 1 및 2의 자성분말의 투자율(d) 그래프를 나타내었다.
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 실시예 1로 제조된 시료가 53 GHz와 86 GHz에서 동시에 최대 흡수를 보이고 있으며 두개의 주파수에서 투자율 값을 보이는 것을 확인할 수 있다.
약 53 GHz의 피크는 코어인 Sr-페라이트의 흡수 대역이며, 약 86 GHz의 피크는 쉘의 입실론 산화철 함유 나노입자의 흡수 대역인 것을 확인할 수 있다. 즉, 보다 낮은 주파수의 V 밴드(40~75 GHz)에 해당하는 고주파를 흡수하는 코어 및 보다 높은 주파수의 W 밴드(75~110 GHz)에 해당하는 고주파를 흡수하는 쉘을 모두 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성분말은, 다른 주파수 영역의 고주파를 흡수하는 이종 소재를 포함함에 따라 광대역의 고주파를 흡수할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 4의 (c) 및 (d)를 참조하면, 실시예 2의 자성분말의 경우, 다층 구조로 쉘을 포함하는 바, 약 53 GHz의 코어에 의한 흡수 대역과 약 86 GHz의 내부 쉘에 의한 흡수 대역뿐만 아니라, 약 73 GHz의 외부 쉘에 의한 흡수 대역도 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이는 서로 조성이 상이한 입실론 산화철 입자를 포함하는 다층 구조 쉘에 의해 고주파 흡수 대역대가 확대된 것으로서, 보다 넓은 대역의 고주파 흡수를 위해 자성 분말에 다층 구조의 쉘을 도입할 수 있고, 각 쉘에 포함되는 성분, 구체적으로 입실론 산화철의 조성을 조절하여 고주파 흡수 대역대의 범위를 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
실험예 4: 자성 특성 평가
진동 샘플 자력계(VSM, Microsense, EZ9)를 이용하여, -2.5T 내지 2.5T의 자기장 하에서 제조예 1 내지 3에서 제조한 입자들 및 실시예 1에서 제조한 자성분말의 자기이력곡선을 측정하였다.
도 5에 제조예 1의 Sr-페라이트 코어, 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어 및 실시예 1에서 제조한 코어-쉘 구조의 자성분말의 자기이력곡선을 나타내었다.
또한 제조예 1의 Sr-페라이트 코어, 제조예 2의 도파민 코팅된 Sr-페라이트 코어, 제조예 3에서 제조한 입실론 산화철 함유 나노입자 및 실시예 1에서 제조한 코어-쉘 구조의 자성분말의 포화자화도(Ms), 잔류자화도(Mr) 및 보자력(Hc)을 하기 표 1에 나타내었다.
Ms(emu/g) Mr(emu/g) Hc(Gauss)
제조예 1 75.23 39.02 5056.83
제조예 2 47.67 24.56 5099.2
제조예 3 26.4 13.3 9300
실시예 1 39.02 20.24 5323.5
도 5 및 상기 표 1을 참조하면, Sr-페라이트 표면에 고분자 표면처리를 하는 경우 자화값이 감소되고, 이에 입실론 산화철 함유 나노입자를 더 코팅하는 경우 자화값이 감소되는 반면 보자력은 약간 향상되는 것을 확인할 수 있다. 이는, 보자력이 매우 높은 제조예 3의 입실론 산화철 함유 나노입자를 더 포함한 것에 따른 결과인 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (14)

  1. 코어-쉘 구조의 자성분말로서, 상기 코어는 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료이고, 상기 쉘은 입실론 산화철 함유 나노입자 및 고분자를 포함하고,
    상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 Ga 및 Y를 더 포함하고,
    상기 고분자는 폴리도파민, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리비닐아세테이트 중 1종 이상 포함하는 것인 자성분말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 M-헥사페라이트 및 W-헥사페라이트 중 1종 이상을 포함하는 것인 자성분말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 평균 입경이 0.5 μm 내지 10 μm인 것인 자성분말.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입실론 산화철 함유 나노입자는 평균 입경이 10 nm 내지 50 nm인 것인 자성분말.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 쉘은 다층 구조인 것인 자성분말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다층 구조인 쉘의 각 층은 서로 다른 조성의 입실론 산화철을 포함하는 것인 자성분말.
  11. 40 GHz 내지 75 GHz의 고주파를 흡수하는 재료인 코어를 고분자로 표면처리하여 표면처리된 코어를 수득하는 단계;
    철 전구체를 포함하는 수용액을 이용하여 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계;
    상기 표면처리된 코어를 포함하는 제1분산액 및 상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 포함하는 제2분산액을 혼합하여 코어-쉘 구조의 자성분말을 제조하는 단계;
    를 포함하는 제1항에 따른 자성분말의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표면처리된 코어를 수득하는 단계는, 상기 코어를 고분자 함유 용액 또는 단량체 함유 용액에 첨가한 후 교반하여 수행되는 것인 자성분말의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 철 전구체를 포함하는 수용액은 Al 전구체, Ga 전구체, Y 전구체, Rh 전구체, Sn 전구체 및 Ti 전구체 1종 이상의 전구체를 더 포함하는 것인 자성분말의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 입실론 산화철 함유 나노입자를 제조하는 단계;는,
    상기 철 전구체를 포함하는 수용액을 분무건조하여 철 전구체 함유 입자를 제조하는 단계; 및 상기 철 전구체 함유 입자를 열처리하여 산화철 함유 입자를 제조하는 단계; 를 포함하는 것인 자성분말의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019145534A (ja) * 2018-02-15 2019-08-29 国立大学法人 東京大学 磁性材料およびその製造方法、並びに電磁波吸収用シート
US20210184364A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 Lawrence Livermore National Security, Llc Magnetic nanostructures and composites for millimeter wave absorption

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