KR20210103884A - Composite material with enhanced electromagnetic wave shielding and heat dissipation characteristic including controlled agglomeration hexaferrite particle cluster - Google Patents

Composite material with enhanced electromagnetic wave shielding and heat dissipation characteristic including controlled agglomeration hexaferrite particle cluster Download PDF

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KR20210103884A
KR20210103884A KR1020200018614A KR20200018614A KR20210103884A KR 20210103884 A KR20210103884 A KR 20210103884A KR 1020200018614 A KR1020200018614 A KR 1020200018614A KR 20200018614 A KR20200018614 A KR 20200018614A KR 20210103884 A KR20210103884 A KR 20210103884A
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ferrite
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김종렬
이상의
민윤경
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한양대학교 에리카산학협력단
인하대학교 산학협력단
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Abstract

Provided is a composite material with an improved electromagnetic wave shielding and heat dissipation property comprising a hexaferrite particle cluster with a controlled agglomeration. The composite material having the electromagnetic wave shielding and heat dissipation property comprises: a hexaferrite particle cluster wherein a plate-shaped hexaferrite particle is aggregated; and a polymer wherein the cluster is dispersed. Therefore, the present invention is capable of improving thermal conductivity.

Description

뭉침이 제어된 헥사페라이트 입자 클러스터를 포함하여 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재{COMPOSITE MATERIAL WITH ENHANCED ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING AND HEAT DISSIPATION CHARACTERISTIC INCLUDING CONTROLLED AGGLOMERATION HEXAFERRITE PARTICLE CLUSTER}COMPOSITE MATERIAL WITH ENHANCED ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING AND HEAT DISSIPATION CHARACTERISTIC INCLUDING CONTROLLED AGGLOMERATION HEXAFERRITE PARTICLE CLUSTER}

본 발명은 뭉침이 제어된 헥사페라이트 입자 클러스터를 포함하여 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 헥사페라이트 입자의 응집도를 제어하여 헥사페라이트 입자 클러스터를 제조하는 방법, 이를 이용하여 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재를 제조하는 방법, 및 이를 통해 제조된 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material with improved electromagnetic wave shielding and heat dissipation properties, including a hexaferrite particle cluster with controlled agglomeration. Specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a hexaferrite particle cluster by controlling the degree of aggregation of hexaferrite particles, a method for manufacturing a composite material with improved electromagnetic wave shielding and heat dissipation properties using the same, and electromagnetic wave shielding and heat dissipation manufactured through the method It relates to a composite material with improved properties.

페라이트(ferrite)는 체심 입방 구조(body centered cubic, bcc)를 갖는 종류의 철을 의미한다. 일반적으로 합금 원소 또는 불순물이 포함된 산화철계 세라믹 소재를 의미하는 것으로 사용된다. Ferrite refers to a type of iron having a body centered cubic (bcc) structure. In general, it is used to mean an iron oxide-based ceramic material containing alloying elements or impurities.

페라이트는 자성을 가지고 있어 자기 테이프, 메모리 소자, 자석, 영구자석 등에 이용되고 있다. 뿐만 아니라 페라이트는 전자파에 대해 투과 손실 특성을 가지고 있다. 이에 페라이트 소재를 이용한 전자파 차폐 물품에 대한 연구가 이루어지고 있다.Ferrite has magnetism and is used in magnetic tapes, memory devices, magnets, and permanent magnets. In addition, ferrite has transmission loss characteristics with respect to electromagnetic waves. Accordingly, research on electromagnetic wave shielding articles using ferrite materials is being conducted.

한편, 최근 센서 장치, 표시 장치, 휴대 단말기 장치, 정보 처리 장치 등의 전자 기기가 고성능화 및 소형화됨에 따라 그 내부의 전자부품 또한 고집적화되고 있다. 이에 따라 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있는 방열 소재 내지는 부품의 개발이 요구되는 실정이다.On the other hand, as electronic devices such as sensor devices, display devices, portable terminal devices, and information processing devices have recently been improved in performance and miniaturization, electronic components therein are also being highly integrated. Accordingly, there is a need to develop a heat dissipation material or component capable of effectively removing heat generated from electronic components.

그러나 페라이트 소재는 특정 주파수에 대한 전자파 차폐 특성을 갖는다 하더라도 열 전도율 등이 높지 않아 방열 소재로 이용되기에 어려운 문제가 있다.However, even if the ferrite material has electromagnetic wave shielding properties for a specific frequency, there is a problem in that it is difficult to be used as a heat dissipation material because the thermal conductivity and the like are not high.

한국 공개특허공보 제10-2019-0005585호 (2019.01.16.), "복합 방열 시트의 제조방법"Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0005585 (2019.01.16.), "Method for manufacturing composite heat dissipation sheet"

앞서 설명한 것과 같이 페라이트 소재는 특정 주파수에 대한 전자파 차폐 특성을 가지고 있는 반면 열 전도율 향상에 한계가 있다. 특히, 페라이트 입자를 이용하여 전자파 차폐 및/또는 방열 코팅 재료로 구성하기 위해 폴리머에 분산시킬 경우, 페라이트 입자와 폴리머 및/또는 폴리머와 페라이트 입자 간의 열 전달 경로로 인해 열장벽저항(thermal barrier resistance, TBR)이 존재한다. 이에 따라 페라이트-폴리머 복합 재료의 열 전달 특성이 더욱 저하되는 문제가 있다.As described above, while ferrite material has electromagnetic wave shielding properties for a specific frequency, there is a limit to improving thermal conductivity. In particular, when ferrite particles are used and dispersed in a polymer to constitute an electromagnetic wave shielding and/or heat dissipation coating material, thermal barrier resistance (thermal barrier resistance, TBR) is present. Accordingly, there is a problem in that the heat transfer properties of the ferrite-polymer composite material are further deteriorated.

특허문헌 1은 전자파 차단 기능을 가진 복합 방열 시트 및 그 제조 방법에 관한 발명을 개시한다. 특허문헌 1은 전자파를 효율적으로 차단함과 동시에 노이즈 발생을 억제하고 높은 열전도성을 갖는 복합 방열 시트를 제공하는 것을 목적으로 하는 발명이다.Patent Document 1 discloses an invention related to a composite heat dissipation sheet having an electromagnetic wave blocking function and a method for manufacturing the same. Patent Document 1 is an invention for the purpose of providing a composite heat dissipation sheet that effectively blocks electromagnetic waves, suppresses noise generation, and has high thermal conductivity.

특허문헌 1은 이를 위해 방열 시트로서 그라파이트 시트를 이용하되, 페라이트 물질을 시트와 일체화시키거나, 그라파이트 시트의 일면 이상에 코팅하는 구성을 개시한다. 즉, 종래의 방열 재료로 이용되는 그라파이트 재료를 기초로 하고, 전자파 차폐 특성을 갖는 페라이트 소재를 추가하는 것을 요지로 한다.Patent Document 1 discloses a configuration in which a graphite sheet is used as a heat dissipation sheet for this purpose, and a ferrite material is integrated with the sheet or coated on one or more surfaces of the graphite sheet. That is, it is based on a graphite material used as a conventional heat dissipation material, and it is a gist to add a ferrite material having electromagnetic wave shielding properties.

그러나 특허문헌 1은 별개의 특성을 갖는 그라파이트 소재와 페라이트 소재를 함께 이용하는 것일 뿐, 페라이트 소재의 열 전도도를 높이는 것에 관한 것이 아닌 차이가 있다. 또한 특허문헌 1에 의할 경우 필연적으로 구성이 복잡해지고 시트가 두꺼워지는 등의 한계가 존재한다.However, Patent Document 1 has a difference in that it only uses a graphite material and a ferrite material having separate characteristics, and does not relate to increasing the thermal conductivity of the ferrite material. In addition, according to Patent Document 1, inevitably, there are limitations such as a complicated configuration and a thick sheet.

본 발명의 발명자들은 헥사페라이트에 관한 연구 개발을 지속한 결과, 헥사페라이트 입자의 응집도를 제어하여 전자파 차폐 특성을 유지하면서 방열 특성을 향상시킬 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of continuous research and development on hexaferrite, the inventors of the present invention have completed the present invention by focusing on improving the heat dissipation characteristics while maintaining the electromagnetic wave shielding characteristics by controlling the degree of aggregation of the hexaferrite particles.

즉, 본 발명의 실시예들의 목적은 헥사페라이트 입자의 응집도를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.That is, an object of the embodiments of the present invention is to provide a method for controlling the degree of aggregation of hexaferrite particles.

또, 본 발명의 실시예들의 목적은 헥사페라이트 입자의 응집도를 제어하여 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재의 제조 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the embodiments of the present invention is to provide a method of manufacturing a composite material having improved electromagnetic wave shielding and heat dissipation properties by controlling the degree of aggregation of hexaferrite particles.

본 발명의 실시예들의 목적은 헥사페라이트 입자의 응집도를 제어하여 전자파 차폐 및 방열 특성이 향상된 복합 소재를 제공하는 것이다.An object of the embodiments of the present invention is to provide a composite material with improved electromagnetic wave shielding and heat dissipation properties by controlling the degree of aggregation of hexaferrite particles.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 및 방열 특성을 갖는 복합 소재는 판상형 헥사페라이트 입자가 뭉친 헥사페라이트 입자 클러스터; 및 상기 클러스터가 분산된 폴리머를 포함한다.A composite material having electromagnetic wave shielding and heat dissipation characteristics according to an embodiment of the present invention includes a hexaferrite particle cluster in which plate-shaped hexaferrite particles are aggregated; and a polymer in which the clusters are dispersed.

상기 클러스터의 평균 입도는 1㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다.The average particle size of the cluster may be 1 μm or more and 500 μm or less.

상기 복합 소재의 열 전도도는 1.0W/mK 이상일 수 있다.The thermal conductivity of the composite material may be 1.0 W/mK or more.

상기 복합 소재의 유전율(@1.0GHz)은 4.0 이상이고, 상기 복합 소재의 투자율(@1.0GHz)은 1.6 이상일 수 있다.The dielectric constant (@1.0 GHz) of the composite material may be 4.0 or more, and the magnetic permeability (@1.0 GHz) of the composite material may be 1.6 or more.

상기 헥사페라이트는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소를 포함할 수 있다. 다만, 다른 원소가 단독 혹은 함께 포함될 수 있으며, 앞서 언급한 2족 원소에 국한하지는 않는다.The hexaferrite may include at least one element selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr), and radium (Ra). However, other elements may be included alone or together, and are not limited to the aforementioned Group 2 elements.

상기 헥사페라이트는 코발트(Co), 아연(Zn) 및 망간(Mn) 중 하나 이상의 원소를 더 포함할 수 있다. 다만, 언급한 금속 원소에 국한하지는 않는다.The hexaferrite may further include one or more of cobalt (Co), zinc (Zn), and manganese (Mn). However, it is not limited to the mentioned metal elements.

본 발명의 일 실시예에 따른 하소 온도 제어를 통해 뭉침이 제어된 헥사페라이트 입자 클러스터를 포함하는 복합 소재의 제조 방법은 페라이트 입자를 하소(calcination)하는 단계; 및 상기 하소된 페라이트 입자를 용융염 소결(molten-salt sintering)하는 단계를 포함한다. 다만, 입자 조성에 따라 하소 온도와 소결 온도가 정해질 수 있으며, 이상에서 말한 온도에 국한하지 않는다.According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a composite material including a hexaferrite particle cluster in which agglomeration is controlled through calcination temperature control includes calcining ferrite particles; and molten-salt sintering the calcined ferrite particles. However, the calcination temperature and the sintering temperature may be determined according to the particle composition, and the temperature is not limited to the above.

상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type), M-형(M-type) 및 W-형(W-type) 중 어느 하나의 단일 헥사페라이트 또는 이들의 조합 헥사페라이트를 포함할 수 있다.The ferrite particles may include a single hexaferrite of any one of Z-type, M-type, and W-type or a combination thereof.

상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type)이고, 상기 하소 온도는 1,000℃ 이상일 수 있다.The ferrite particles may be Z-type, and the calcination temperature may be 1,000° C. or higher.

상기 헥사페라이트는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소를 포함할 수 있다. 다만, 다른 원소가 단독 혹은 함께 포함될 수 있으며, 앞서 언급한 2족 원소에 국한하지는 않는다.The hexaferrite may include at least one element selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr), and radium (Ra). However, other elements may be included alone or together, and are not limited to the aforementioned Group 2 elements.

상기 용융염 소결 단계에서 염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 브로민화나트륨(NaBr), 황산나트륨(Na2SO4) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 소결 단계에 사용되는 염의 종류에 앞서 언급한 종류에 국한하지는 않는다.In the molten salt sintering step, the salt may include sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium bromide (NaBr), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), or a combination thereof. However, the type of salt used in the sintering step is not limited to the above-mentioned type.

상기 소결은 1,100℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 수행되고, 냉각 속도는 5K/min 이하일 수 있다. 다만, 합성하고자 하는 페라이트 종류에 따라 하소 공정 및 소결 공정이 제어될 수 있다.The sintering may be performed at a temperature of 1,100° C. or more for 6 hours or more, and the cooling rate may be 5 K/min or less. However, the calcination process and the sintering process may be controlled according to the type of ferrite to be synthesized.

상기 소결된 페라이트 입자를 폴리머와 혼합 및 경화하는 단계로서, 상기 소결된 페라이트 입자가 전체 혼합물의 1중량% 이상이 되도록 혼합 및 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다만, 이상의 중량비로 제한하지는 않는다.Mixing and curing the sintered ferrite particles with a polymer may further include mixing and curing the sintered ferrite particles to 1 wt% or more of the total mixture. However, it is not limited to the above weight ratio.

상기 페라이트 입자 클러스터의 평균 입도는 1㎛ 이상 500㎛ 이하이고, 상기 페라이트 입자 클러스터의 페라이트 입자는 서로 직접적으로 맞닿아 접합을 이루고 있을 수 있다.The average particle size of the ferrite particle cluster may be 1 μm or more and 500 μm or less, and the ferrite particles of the ferrite particle cluster may be in direct contact with each other to form a bond.

상기 복합 소재의 열 전도도는 1.0W/mK 이상일 수 있다.The thermal conductivity of the composite material may be 1.0 W/mK or more.

상기 소결된 페라이트 입자를 금속 입자, 탄소 입자, 세라믹 입자 및 자성 입자 중 하나 이상과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include mixing the sintered ferrite particles with at least one of metal particles, carbon particles, ceramic particles, and magnetic particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 입자의 뭉침 크기를 제어하는 방법은 소정의 온도에서 수행되는 하소(calcination) 단계 및 소정의 온도에서 수행되는 용융염 소결 단계를 포함하여 페라이트 입자의 뭉침을 제어한다.The method for controlling the agglomeration size of ferrite particles according to an embodiment of the present invention includes a calcination step performed at a predetermined temperature and a molten salt sintering step performed at a predetermined temperature to control the agglomeration of ferrite particles. .

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description.

본 발명의 실시예들에 따르면 하소(calcination) 공정의 온도와 소결 (sintering) 공정의 온도제어를 통해 페라이트 입자의 응집도를 제어할 수 있고, 이를 통해 페라이트 입자를 포함하는 복합 소재의 열 전도도를 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, it is possible to control the degree of aggregation of ferrite particles by controlling the temperature of the calcination process and the temperature of the sintering process, thereby improving the thermal conductivity of the composite material including the ferrite particles. can do it

또, 본 발명의 실시예들에 따르면 전자파 차폐 특성과 방열 특성이 모두 우수한 복합 소재를 제공할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, it is possible to provide a composite material excellent in both electromagnetic wave shielding properties and heat dissipation properties.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments of the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
도 4는 본 발명의 비교예 1에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
도 5는 본 발명의 비교예 2에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
도 6은 본 발명의 비교예 3에 따른 복합 소재의 현미경 이미지이다.
1 is a microscope image of a composite material according to Example 1 of the present invention.
2 is a microscope image of a composite material according to Example 2 of the present invention.
3 is a microscope image of a composite material according to Example 3 of the present invention.
4 is a microscope image of a composite material according to Comparative Example 1 of the present invention.
5 is a microscope image of a composite material according to Comparative Example 2 of the present invention.
6 is a microscope image of a composite material according to Comparative Example 3 of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are to be construed as advantageous in which any aspect or design described is preferred or advantageous over other aspects or designs. it is not doing

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, as used herein and in the claims, the singular expression "a" or "an" generally means "one or more" unless stated otherwise or clear from the context that it relates to the singular form. should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below are selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and/or change of technology, customs, preferences of technicians, and the like. Therefore, the terms used in the description below should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the description below should be understood based on the meaning of the term and the content throughout the specification, not the simple name of the term.

한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되지 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Meanwhile, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

본 명세서에서, 용어 '전자파 차폐(shielding)'은 전자파의 반사(reflection), 흡수(absorption) 및 내부 다중 반사(multiple reflection)을 포함하는 의미로 사용된다.In this specification, the term 'electromagnetic wave shielding' is used to include reflection, absorption, and internal multiple reflection of electromagnetic waves.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And, the terms (terminology) used in this specification are terms used to properly express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of the user or operator, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합 소재의 제조 방법은 페라이트 입자를 준비하는 단계, 페라이트 입자를 소정 온도에서 하소(calcination)하는 단계, 및 하소된 페라이트 입자를 용융염 소결하는 단계를 포함한다. 또, 본 발명에 따른 복합 소재의 제조 방법은 페라이트 입자 클러스터와 폴리머를 혼합하는 단계 및/또는 페라이트 입자 클러스터를 금속 입자, 탄소 입자, 세라믹 입자 및 자성 입자 중 하나 이상과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.A method of manufacturing a composite material according to an embodiment of the present invention includes preparing ferrite particles, calcining the ferrite particles at a predetermined temperature, and sintering the calcined ferrite particles with molten salt. In addition, the method for producing a composite material according to the present invention may further include mixing the ferrite particle cluster with the polymer and/or mixing the ferrite particle cluster with at least one of metal particles, carbon particles, ceramic particles and magnetic particles. can

이하, 각 단계에 대하여 설명한다.Hereinafter, each step will be described.

[페라이트 입자를 준비하는 단계][Step to prepare ferrite particles]

본 명세서에서, 페라이트는 체심 입방 구조를 갖는 산화철을 의미한다. 그 중에서 헥사페라이트는 바륨(Ba) 또는 스트론튬(Sr)을 주원료로 포함하는 페라이트를 의미할 수 있다. 페라이트는 공지된 방법을 통해 준비될 수 있다.As used herein, ferrite means iron oxide having a body-centered cubic structure. Among them, hexaferrite may mean ferrite containing barium (Ba) or strontium (Sr) as a main raw material. Ferrite can be prepared through a known method.

예시적인 실시예에서, 페라이트는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개, 또는 2개, 또는 그 이상의 원소를 포함할 수 있다. 즉, 상기 페라이트는 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬 및 라듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소를 포함할 수 있다. 바람직하게는 일 실시예에 따른 페라이트는 바륨 및 스트론튬을 포함할 수 있다. 이 경우 페라이트는 베릴륨, 마그네슘, 칼슘 및 라듐을 불포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In an exemplary embodiment, the ferrite is one, or two selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr) and radium (Ra), or It may contain more elements. That is, the ferrite may include at least one element selected from the group consisting of beryllium, magnesium, calcium, barium, strontium, and radium. Preferably, the ferrite according to an embodiment may include barium and strontium. In this case, the ferrite may not include beryllium, magnesium, calcium, and radium, but the present invention is not limited thereto.

또, 페라이트는 코발트(Co), 아연(Zn) 및 망간(Mn) 중 하나 이상의 원소를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 일 실시예에 따른 페라이트는 코발트 원소를 더 포함할 수 있다. 이 경우 바륨과 코발트, 또는 스트론튬과 코발트의 양론비는 각각 약 1.5:2.0일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the ferrite may further include one or more elements of cobalt (Co), zinc (Zn), and manganese (Mn). Preferably, the ferrite according to an embodiment may further include a cobalt element. In this case, the stoichiometric ratio of barium and cobalt or strontium and cobalt may be about 1.5:2.0, respectively, but the present invention is not limited thereto.

몇몇 실시예에서, 본 발명에 따른 페라이트는 Z-형(Z-type), M-형(M-type) 및 W-형(W-type) 중 어느 하나의 단일 헥사페라이트 또는 이들의 조합 헥사페라이트를 포함할 수 있다. 또, 페라이트 입자는 판상 구조를 가질 수 있다.In some embodiments, the ferrite according to the present invention is a single hexaferrite of any one of Z-type, M-type, and W-type, or a combination of hexaferrite. may include. In addition, the ferrite particles may have a plate-like structure.

페라이트 입자를 준비한 후 밀링하는 단계, 분쇄하는 단계, 및 체질하는 단계 등을 더 수행할 수도 있다.After preparing the ferrite particles, milling, pulverizing, and sieving may be further performed.

[페라이트 입자를 하소하는 단계][Step of calcining ferrite particles]

본 단계는 페라이트 입자의 응집도를 제어하는 단계일 수 있다. 즉, 본 발명의 발명자들은 후술할 용융염 소결 전에 수행되는 하소 가열 조건의 변경을 통해 페라이트 입자의 뭉침을 제어할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.This step may be a step of controlling the degree of aggregation of the ferrite particles. That is, the inventors of the present invention have completed the present invention by confirming that the aggregation of ferrite particles can be controlled by changing the calcination heating conditions performed before molten salt sintering, which will be described later.

본 명세서에서, 하소(calcination)은 열을 가해 대상 물질을 탈수하거나, 분해하거나, 특정 성분을 분리하거나, 휘발시키는 등의 작용을 하는 열 처리를 의미한다. As used herein, calcination refers to a heat treatment in which a target material is dehydrated, decomposed, separated, or volatilized by applying heat.

예시적인 실시예에서, 하소 온도는 약 1,000℃ 이상, 또는 약 1,010℃ 이상, 또는 약 1,020℃ 이상, 또는 약 1,030℃ 이상, 또는 약 1,040℃ 이상, 또는 약 1,050℃ 이상, 또는 약 1,060℃ 이상, 또는 약 1,080℃ 이상, 또는 약 1,100℃ 이상, 또는 약 1,120℃ 이상, 또는 약 1,140℃ 이상, 또는 약 1,160℃ 이상, 또는 약 1,180℃ 이상일 수 있다. 하소 온도가 상기 범위 이하로 낮을 경우 페라이트 입자의 뭉침이 충분히 수행되지 않을 수 있다. 즉, 하소 온도는 제조될 헥사페라이트 입자의 크기 내지는 헥사페라이트 입자 클러스터의 크기에 영향을 미칠 수 있다.In an exemplary embodiment, the calcination temperature is at least about 1,000°C, or at least about 1010°C, or at least about 1,020°C, or at least about 1,030°C, or at least about 1,040°C, or at least about 1,050°C, or at least about 1,060°C, or at least about 1,080°C, or at least about 1,100°C, or at least about 1,120°C, or at least about 1,140°C, or at least about 1,160°C, or at least about 1,180°C. When the calcination temperature is lower than the above range, aggregation of the ferrite particles may not be sufficiently performed. That is, the calcination temperature may affect the size of the hexaferrite particles to be produced or the size of the hexaferrite particle cluster.

하소 온도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 헥사페라이트 입자 조성에 반응이 일어나지 않을 수 있으면 무방하다. 예를 들어, 하소 온도의 상한은 약 2,000℃, 또는 약 1,900℃, 또는 약 1,800℃, 또는 약 1,700℃, 또는 약 1,600℃, 또는 약 1,500℃, 또는 약 1,400℃, 또는 약 1,300℃일 수 있다.The upper limit of the calcination temperature is not particularly limited, as long as the reaction does not occur in the composition of the hexaferrite particles. For example, the upper limit of the calcination temperature may be about 2,000°C, or about 1,900°C, or about 1,800°C, or about 1,700°C, or about 1,600°C, or about 1,500°C, or about 1,400°C, or about 1,300°C. .

몇몇 실시예에서, 원하는 조작이 충분히 이루어질 수 있도록 충분한 시간 동안 하소 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하소 시간은 약 3시간 이상 10시간 이하, 또는 약 4시간 이상 9시간 이하, 또는 약 5시간 이상 8시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다.In some embodiments, it is desirable to perform the calcination process for a sufficient time to allow the desired operation to be sufficiently achieved. For example, the calcination time may be performed for a period of about 3 hours or more and 10 hours or less, or about 4 hours or more and 9 hours or less, or about 5 hours or more and 8 hours or less.

[페라이트 입자를 용융염 소결(molten-salt sintering)하는 단계][Step of molten-salt sintering of ferrite particles]

본 단계는 페라이트 입자의 세장비(slenderness ratio)를 제어하고 페라이트 입자의 뭉침이 본격적으로 수행되는 단계일 수 있다. 즉, 본 발명의 발명자들은 용융염 소결 공정 전에 수행되는 하소 가열 온도 등에 따라 용융염 소결 공정의 결과물에 차이가 발생하는 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.This step may be a step in which the slenderness ratio of the ferrite particles is controlled and the aggregation of the ferrite particles is performed in earnest. That is, the inventors of the present invention have completed the present invention by confirming that a difference occurs in the result of the molten salt sintering process depending on the calcination heating temperature, etc. performed before the molten salt sintering process.

용융염 소결을 수행하는 단계는 하소된 페라이트 입자를 염과 혼합하는 단계 및 소결시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 소결은 공기 중에서 수행될 수 있다.The step of performing molten salt sintering may include mixing and sintering the calcined ferrite particles with salt. The sintering may be performed in air.

상기 하소된 페라이트 입자를 염과 혼합하는 단계에서, 용융염 소결에 사용되는 염은 나트륨염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 브로민화나트륨(NaBr), 황산나트륨(Na2SO4) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the step of mixing the calcined ferrite particles with the salt, the salt used for sintering the molten salt may include a sodium salt. For example, the salt may include sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium bromide (NaBr), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), or a combination thereof.

또, 페라이트 입자와 상기 염은 약 0.8:1.2 내지 1.2:0.8, 또는 약 0.9:1.1 내지 1.1:0.9 또는 약 1.0:1.0의 중량비로 혼합될 수 있다. In addition, the ferrite particles and the salt may be mixed in a weight ratio of about 0.8:1.2 to 1.2:0.8, or about 0.9:1.1 to 1.1:0.9, or about 1.0:1.0.

또, 소결하는 단계에서 소결 온도는 약 1,000℃ 이상, 또는 약 1,050℃ 이상, 또는 약 1,100℃ 이상, 또는 약 1,150℃ 이상일 수 있다. 소결 온도가 상기 범위보다 낮을 경우 완전한 소결이 이루어지지 않을 수 있다. 소결 온도의 상한은 페라이트 입자의 녹는점 보다 같거나 낮으면 특별히 제한되지 않으며, 페라이트 입자의 조성에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 소결 온도의 상한은 약 1,350℃, 또는 약 1,300℃, 또는 약 1,250℃, 또는 약 1,200℃일 수 있다.In addition, in the sintering step, the sintering temperature may be about 1,000° C. or more, or about 1,050° C. or more, or about 1,100° C. or more, or about 1,150° C. or more. If the sintering temperature is lower than the above range, complete sintering may not be achieved. The upper limit of the sintering temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the melting point of the ferrite particles, and may be appropriately adjusted according to the composition of the ferrite particles. For example, the upper limit of the sintering temperature may be about 1,350°C, or about 1,300°C, or about 1,250°C, or about 1,200°C.

몇몇 실시예에서, 상기 소결 공정에 있어서 가열로(furnace)의 가열 속도(승온 속도, heating rate)와 냉각 속도(cooling rate)는 약 5K/min 이하, 또는 약 4K/min 이하, 또는 약 3K/min 이하일 수 있다. 특히 냉각 속도가 너무 빠를 경우 완전한 소결이 이루어지지 않고 입자 내지는 입자 클러스터의 성장이 저해되어 세정비가 양호하지 않을 수 있다.In some embodiments, the heating rate (heating rate) and cooling rate of the furnace in the sintering process is about 5K/min or less, or about 4K/min or less, or about 3K/min or less. min or less. In particular, if the cooling rate is too fast, complete sintering may not be achieved and the growth of particles or particle clusters may be inhibited, so that the cleaning ratio may not be good.

[페라이트 입자 클러스터와 폴리머를 혼합하는 단계][Step of mixing ferrite particle cluster and polymer]

본 발명에 따라 응집도가 제어된 헥사페라이트 입자 클러스터는 폴리머 매트릭스 내에 분산되어 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 이룰 수 있다. 상기 폴리머는 헥사페라이트의 분산이 용이하고 도포가 용이한 재료이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 실록산계 폴리머일 수 있다. 실록산계 폴리머의 구체적인 예로는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 들 수 있으나 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.According to the present invention, the hexaferrite particle cluster with controlled agglomeration degree can be dispersed in a polymer matrix to form a hexaferrite-polymer composite material. The polymer is not particularly limited as long as it is a material in which hexaferrite is easily dispersed and easily applied, but may be, for example, a siloxane-based polymer. Specific examples of the siloxane-based polymer include polydimethylsiloxane (PDMS), but the present invention is not limited thereto.

소결된 페라이트 입자(또는 그 클러스터)와 폴리머 간의 혼합 중량비는 약 0.7:1.3 내지 1.3:0.7, 또는 약 0.8:1.2 내지 1.2:0.8, 또는 약 0.9:1.1 내지 1.1:0.9, 또는 약 1.0:1.0일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 소결된 페라이트 입자와 폴리머 간의 혼합비는 의도하는 열 전도도를 고려하여 변경될 수도 있다. 예를 들어, 페라이트 입자는 페라이트 입자와 폴리머의 전체 혼합물에 대해 약 1 중량% 이상, 또는 약 3 중량% 이상, 또는 약 5 중량% 이상 포함되도록 혼합될 수도 있다.The mixing weight ratio between the sintered ferrite particles (or clusters thereof) and the polymer is about 0.7:1.3 to 1.3:0.7, or about 0.8:1.2 to 1.2:0.8, or about 0.9:1.1 to 1.1:0.9, or about 1.0:1.0 days. can However, the present invention is not limited thereto, and the mixing ratio between the sintered ferrite particles and the polymer may be changed in consideration of intended thermal conductivity. For example, the ferrite particles may be mixed to contain about 1 wt% or more, or about 3 wt% or more, or about 5 wt% or more, based on the total mixture of the ferrite particles and the polymer.

본 실시예에 따라 준비된 헥사페라이트-폴리머 혼합물은 도포 및 경화되어 필름 내지는 시트 형상의 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.The hexaferrite-polymer mixture prepared according to this embodiment may be applied and cured to form a film or sheet-shaped hexaferrite-polymer composite material. However, it goes without saying that the present invention is not limited thereto.

[기능성 입자를 추가하는 단계][Step of adding functional particles]

상기 기능성 입자의 예로는 금속 입자, 탄소 입자, 세라믹 입자 및 자성 입자 등을 들 수 있다. 기능성 입자와 페라이트 입자를 혼합하는 단계는 폴리머 용액 혼합 단계 보다 먼저 수행되거나, 폴리머 용액 혼합 단계와 동시에 수행되거나, 폴리머 용액 혼합 단계 보다 후에 수행될 수 있다.Examples of the functional particles include metal particles, carbon particles, ceramic particles and magnetic particles. The mixing of the functional particles and the ferrite particles may be performed before the polymer solution mixing step, simultaneously with the polymer solution mixing step, or after the polymer solution mixing step.

상기 기능성 입자는 헥사페라이트-폴리머 복합 소재의 전자파 차폐율 및/또는 방열 특성을 보다 개선하거나, 강도와 강성 등을 보강할 수 있다. 이를 위한 기능성 입자는 공지의 물질을 이용할 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.The functional particles may further improve the electromagnetic wave shielding rate and/or heat dissipation characteristics of the hexaferrite-polymer composite material, or may reinforce strength and rigidity. As the functional particles for this purpose, a known material may be used, and a detailed description thereof will be omitted.

[헥사페라이트-폴리머 복합 소재][Hexaferrite-Polymer Composite Material]

전술한 과정을 통해 준비된 헥사페라이트-폴리머 복합 소재는 응집된 헥사페라이트 입자 클러스터를 포함할 수 있다. 상기 입자 클러스터의 평균 입도는 약 1㎛ 이상, 또는 약 5㎛ 이상, 또는 약 10㎛ 이상, 또는 약 50㎛ 이상, 또는 약 100㎛ 이상, 또는 약 150㎛ 이상, 또는 약 200㎛ 이상일 수 있다. 입자 클러스터의 평균 입도가 클수록 열 전달 효율이 증가하고 병열 소재로서의 기능이 향상될 수 있다. 즉, 1㎛ 내지 20㎛ 수준의 크기를 갖는 판상의 헥사페라이트 입자가 뭉쳐서 적어도 10㎛ 이상 수준의 입도를 갖는 클러스터를 형성함에 따라 유의미한 수준의 열 전도도 개선이 이루어질 수 있다.The hexaferrite-polymer composite material prepared through the above-described process may include agglomerated hexaferrite particle clusters. The average particle size of the particle clusters may be about 1 μm or more, or about 5 μm or more, or about 10 μm or more, or about 50 μm or more, or about 100 μm or more, or about 150 μm or more, or about 200 μm or more. As the average particle size of the particle clusters increases, the heat transfer efficiency may increase and the function as a parallel material may be improved. That is, as plate-shaped hexaferrite particles having a size of 1 μm to 20 μm are aggregated to form clusters having a particle size of at least 10 μm, a significant level of thermal conductivity improvement can be achieved.

본 발명이 어떠한 이론에 국한되는 것은 아니나, 헥사페라이트 입자가 직접 맞닿아 접촉, 또는 직접 맞닿아 접합되어 입자 간의 열 전달 효율이 증가하고 복합 소재 전체로서의 방열 특성이 개선될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 발명자들은 일 실시예에 따른 복합 소재의 열 전도도가 약 1.0W/mK 이상임을 확인하였다.Although the present invention is not limited to any theory, the hexaferrite particles may be in direct contact or in direct contact with each other to increase heat transfer efficiency between particles and improve heat dissipation properties as a whole of the composite material. For example, the inventors of the present invention have confirmed that the thermal conductivity of the composite material according to an embodiment is about 1.0 W/mK or more.

또, 상기 입자 클러스터의 평균 입도는 약 1,000㎛ 이하, 또는 약 900㎛ 이하, 또는 약 800㎛ 이하, 또는 약 500㎛ 이하, 또는 약 100㎛ 이하, 또는 약 50㎛ 이하일 수 있다. 입자 클러스터의 평균 입도가 지나치게 클 경우 폴리머 매트릭스와의 분산성이 저하될 수 있어 바람직하지 않을 수 있다.In addition, the average particle size of the particle clusters may be about 1,000 μm or less, or about 900 μm or less, or about 800 μm or less, or about 500 μm or less, or about 100 μm or less, or about 50 μm or less. If the average particle size of the particle clusters is too large, dispersibility with the polymer matrix may be deteriorated, which may be undesirable.

뿐만 아니라 페라이트, 특히 헥사페라이트가 갖는 고유의 전자파 차폐 특성을 나타낼 수 있어 방열 특성과 전자파 차폐 특성이 동시에 우수한 복합 소재로서 기능할 수 있다.In addition, since ferrite, especially hexaferrite, can exhibit the unique electromagnetic wave shielding properties, it can function as a composite material with excellent heat dissipation properties and electromagnetic wave shielding properties at the same time.

일 실시예에 따른 복합 소재는 1.0GHz 하에서 유전율이 약 2.5 이상, 또는 약 3.0 이상, 또는 약 3.5 이상, 또는 약 3.6 이상, 또는 약 3.7 이상, 또는 약 3.8 이상, 또는 약 3.9 이상, 또는 약 4.0 이상, 또는 약 4.1 이상, 또는 약 4.2 이상, 또는 약 4.3 이상, 또는 약 4.4 이상, 또는 약 4.5 이상으로 우수한 유전율 특성을 가질 수 있다.The composite material according to an embodiment has a dielectric constant of about 2.5 or more, or about 3.0 or more, or about 3.5 or more, or about 3.6 or more, or about 3.7 or more, or about 3.8 or more, or about 3.9 or more, or about 4.0 under 1.0 GHz. or greater, or about 4.1 or greater, or about 4.2 or greater, or about 4.3 or greater, or about 4.4 or greater, or about 4.5 or greater.

또, 일 실시예에 따른 복합 소재는 1.0GHz 하에서 투자율이 약 1.2 이상, 또는 약 1.4 이상, 또는 약 1.6 이상, 또는 약 1.8 이상, 또는 약 2.0 이상으로 우수한 투자율 특성을 가질 수 있다.In addition, the composite material according to an embodiment may have excellent magnetic permeability characteristics of about 1.2 or more, or about 1.4 or more, or about 1.6 or more, or about 1.8 or more, or about 2.0 or more under 1.0 GHz.

이하, 본 발명의 실시예와 제조예를 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Preparation Examples of the present invention.

[실시예 1: 응집된 페라이트 클러스터 제조 1][Example 1: Preparation of agglomerated ferrite cluster 1]

실시예 1-1: 페라이트 입자(분말)의 제조Example 1-1: Preparation of ferrite particles (powder)

탄산바륨(BaCO3)(99.98%), 탄산스트론튬(SrCO3)(99.9%), 탄산칼슘(CaCO3)(99%up), 산화코발트(Co3O4)(99.7%), 및 산화철(Fe2O3)(99.9%) 분말을 준비하였다. 그리고 이들의 고상 반응(solid state reaction)으로부터 입자상의 헥사페라이트를 제조하였다. 페라이트의 조성은 Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현될 수 있다.Barium carbonate (BaCO 3 ) (99.98%), strontium carbonate (SrCO 3 ) (99.9%), calcium carbonate (CaCO 3 ) (99% up), cobalt oxide (Co 3 O 4 ) (99.7%), and iron oxide ( Fe 2 O 3 ) (99.9%) powder was prepared. And from these solid state reaction (solid state reaction) to prepare a particulate hexaferrite. The composition of ferrite may be expressed as Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z).

실시예 1-2: 하소된 페라이트 입자의 제조Example 1-2: Preparation of calcined ferrite particles

그리고 이들 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼-밀링(ball-milling)하였다. 구체적으로, 준비된 헥사페라이트 입자를 폴리프로필렌 용기에 넣고 에탄올과 함께 지르코니아 볼을 이용하여 24시간 동안 밀링하여 슬러리를 준비하였다.And the stoichiometric mixture of these powders was ball-milled. Specifically, the prepared hexaferrite particles were placed in a polypropylene container and milled for 24 hours using a zirconia ball together with ethanol to prepare a slurry.

그 다음 건조된 슬러리를 분쇄하고(crush) 체질(sieve)한 다음, 1,180℃에서 하소(calcined)하였다. The dried slurry was then crushed and sieved, and then calcined at 1,180°C.

실시예 1-3: 용융염 소결된 페라이트 입자의 제조Example 1-3: Preparation of Molten Salt Sintered Ferrite Particles

하소된 분말을 염화나트륨(NaCl)과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시켰다. 그리고 압축된 디스크 샘플을 공기 중에서 1,100℃에서 6시간 동안 소결시켰다.The calcined powder was mixed with sodium chloride (NaCl) in a weight ratio of 1:1 and compressed into a disk. Then, the compressed disk sample was sintered in air at 1,100° C. for 6 hours.

소결 공정에 있어서 가열 속도와 냉각 속도는 4K/min 상태를 유지하였다. 그리고 가열로(furnace)의 온도는 프로세싱 온도 제어링(processing temperature control ring, PTCR)을 이용하여 측정 및 보정되었다.In the sintering process, the heating rate and cooling rate were maintained at 4K/min. And the temperature of the furnace (furnace) was measured and calibrated using a processing temperature control ring (PTCR).

그 다음 소결 디스크 샘플을 분쇄하고, 그 혼합물을 증류수(distilled water)로 세척하여 염(salts)이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the sintered disk sample was pulverized, and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which salts were removed.

실시예 1-4: 폴리머 복합화된 복합 소재의 제조Example 1-4: Preparation of Polymer Composite Composite Material

용융염 소결을 통해 수득한 헥사페라이트 분말을 준비하고, 이 분말을 폴리머 매트릭스에 분산시켰다. 폴리머는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 사용하였다. 폴리디메틸실록산은 다우 코닝(DOW Corning)사의 Sylgard 184 제품을 이용하였다. A hexaferrite powder obtained through molten salt sintering was prepared, and this powder was dispersed in a polymer matrix. Polydimethylsiloxane (PDMS) was used as the polymer. As the polydimethylsiloxane, Sylgard 184 manufactured by DOW Corning was used.

구체적으로, 헥사페라이트 분말과 폴리디메틸실록산을 혼합하고 탈포 혼합기(planetary mixer)를 이용하여 3분 동안 혼합하였다. 교반 속도는 1,300rpm으로 하였다. 또, 헥사페라이트 분말과 폴리디메틸실록산 폴리머의 혼합 중량비는 1:1이었다. Specifically, hexaferrite powder and polydimethylsiloxane were mixed and mixed for 3 minutes using a defoaming mixer (planetary mixer). The stirring speed was 1,300 rpm. In addition, the mixing weight ratio of the hexaferrite powder and the polydimethylsiloxane polymer was 1:1.

그 다음 헥사페라이트 분말과 폴리디메틸실록산의 혼합물을 테프론 필름(Teflon film)에 붓고, 130℃에서 30분 동안 핫 프레싱(hot pressing) 경화하여 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.Then, a mixture of hexaferrite powder and polydimethylsiloxane was poured onto a Teflon film and cured by hot pressing at 130° C. for 30 minutes to prepare a hexaferrite-polymer composite material.

[실시예 2: 응집된 페라이트 클러스터 제조 2][Example 2: Preparation of agglomerated ferrite clusters 2]

상기 실시예 1-3에서 페라이트의 소결 온도를 1,150℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.A hexaferrite-polymer composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the sintering temperature of ferrite was changed to 1,150° C. in Example 1-3.

구체적으로, Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현되는 페라이트를 제조하였다. 그리고 이 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼 밀링하고 슬러리를 분쇄 및 체질한 다음 1,180℃에서 하소하였다.Specifically, ferrite represented by Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z) was prepared. The stoichiometric mixture of this powder was then ball milled, the slurry was ground and sieved, and then calcined at 1,180°C.

그리고 하소된 분말을 염화나트륨과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시킨 후 이 디스크 샘플을 공기 중에서 1,150℃에서 6시간 동안 소결시켰다. 소결 조건은 실시예 1-3과 동일하였다. 이 후 소결 디스크 샘플을 분쇄하고 그 혼합물을 증류수로 세척하여 염이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the calcined powder was mixed with sodium chloride in a weight ratio of 1:1, compressed into a disk, and the disk sample was sintered at 1,150° C. in air for 6 hours. The sintering conditions were the same as in Example 1-3. Thereafter, the sintered disk sample was pulverized and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which the salt was removed.

그 다음 헥사페라이트 분말을 폴리디메틸실록산과 1:1의 중량비로 혼합 및 교반하고 테프론 필름 상에서 경화시켜 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다. 경화 조건은 실시예 1-4와 동일하였다.Then, the hexaferrite powder was mixed and stirred with polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:1, and cured on a Teflon film to prepare a hexaferrite-polymer composite material. Curing conditions were the same as in Examples 1-4.

[실시예 3: 응집된 페라이트 클러스터 제조 3][Example 3: Preparation of agglomerated ferrite clusters 3]

상기 실시예 1-3에서 페라이트의 소결 온도를 1,200℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.A hexaferrite-polymer composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the sintering temperature of ferrite in Example 1-3 was changed to 1,200°C.

구체적으로, Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현되는 페라이트를 제조하였다. 그리고 이 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼 밀링하고 슬러리를 분쇄 및 체질한 다음 1,180℃에서 하소하였다.Specifically, ferrite represented by Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z) was prepared. The stoichiometric mixture of this powder was then ball milled, the slurry was ground and sieved, and then calcined at 1,180°C.

그리고 하소된 분말을 염화나트륨과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시킨 후 이 디스크 샘플을 공기 중에서 1,200℃에서 6시간 동안 소결시켰다. 이 후 소결 디스크 샘플을 분쇄하고 그 혼합물을 증류수로 세척하여 염이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the calcined powder was mixed with sodium chloride in a weight ratio of 1:1, compressed into a disk, and the disk sample was sintered at 1,200° C. in air for 6 hours. Thereafter, the sintered disk sample was pulverized and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which the salt was removed.

그 다음 헥사페라이트 분말을 폴리디메틸실록산과 1:1의 중량비로 혼합 및 교반하고 테프론 필름 상에서 경화시켜 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다. 경화 조건은 실시예 1-4와 동일하였다.Then, the hexaferrite powder was mixed and stirred with polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:1, and cured on a Teflon film to prepare a hexaferrite-polymer composite material. Curing conditions were the same as in Examples 1-4.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 실시예 1-2에서 페라이트 입자의 하소 온도를 1,040℃로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.A hexaferrite-polymer composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the calcination temperature of the ferrite particles was changed to 1,040° C. in Example 1-2.

구체적으로, Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현되는 페라이트를 제조하였다. 그리고 이 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼 밀링하고 슬러리를 분쇄 및 체질한 다음 1,040℃에서 하소하였다.Specifically, ferrite represented by Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z) was prepared. The stoichiometric mixture of this powder was then ball milled, the slurry was ground and sieved, and then calcined at 1,040°C.

그리고 하소된 분말을 염화나트륨과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시킨 후 이 디스크 샘플을 공기 중에서 1,100℃에서 6시간 동안 소결시켰다. 소결 조건은 실시예 1-3과 동일하였다. 이 후 소결 디스크 샘플을 분쇄하고 그 혼합물을 증류수로 세척하여 염이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the calcined powder was mixed with sodium chloride in a weight ratio of 1:1, compressed into a disk, and the disk sample was sintered at 1,100° C. in air for 6 hours. The sintering conditions were the same as in Example 1-3. Thereafter, the sintered disk sample was pulverized and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which the salt was removed.

그 다음 헥사페라이트 분말을 폴리디메틸실록산과 1:1의 중량비로 혼합 및 교반하고 테프론 필름 상에서 경화시켜 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다. 경화 조건은 실시예 1-4와 동일하였다.Then, the hexaferrite powder was mixed and stirred with polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:1, and cured on a Teflon film to prepare a hexaferrite-polymer composite material. Curing conditions were the same as in Examples 1-4.

[비교예 2][Comparative Example 2]

상기 비교예 1에서 페라이트의 소결 온도를 1,150℃로 변경한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.A hexaferrite-polymer composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the sintering temperature of the ferrite in Comparative Example 1 was changed to 1,150°C.

구체적으로, Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현되는 페라이트를 제조하였다. 그리고 이 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼 밀링하고 슬러리를 분쇄 및 체질한 다음 1,040℃에서 하소하였다.Specifically, ferrite represented by Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z) was prepared. The stoichiometric mixture of this powder was then ball milled, the slurry was ground and sieved, and then calcined at 1,040°C.

그리고 하소된 분말을 염화나트륨과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시킨 후 이 디스크 샘플을 공기 중에서 1,150℃에서 6시간 동안 소결시켰다. 소결 조건은 비교예 1과 동일하였다. 이 후 소결 디스크 샘플을 분쇄하고 그 혼합물을 증류수로 세척하여 염이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the calcined powder was mixed with sodium chloride in a weight ratio of 1:1, and after compression into a disk, the disk sample was sintered at 1,150° C. in air for 6 hours. The sintering conditions were the same as those of Comparative Example 1. Thereafter, the sintered disk sample was pulverized and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which the salt was removed.

그 다음 헥사페라이트 분말을 폴리디메틸실록산과 1:1의 중량비로 혼합 및 교반하고 테프론 필름 상에서 경화시켜 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다. 경화 조건은 비교예 1과 동일하였다.Then, the hexaferrite powder was mixed and stirred with polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:1, and cured on a Teflon film to prepare a hexaferrite-polymer composite material. Curing conditions were the same as in Comparative Example 1.

[비교예 3][Comparative Example 3]

상기 비교예 1에서 페라이트의 소결 온도를 1,200℃로 변경한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다.A hexaferrite-polymer composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the sintering temperature of the ferrite in Comparative Example 1 was changed to 1,200°C.

구체적으로, Ba1.5Sr1.5Co2Fe24O41(Ba1.5Sr1.5Z)로 표현되는 페라이트를 제조하였다. 그리고 이 분말의 화학 양론적 혼합물을 볼 밀링하고 슬러리를 분쇄 및 체질한 다음 1,040℃에서 하소하였다.Specifically, ferrite represented by Ba 1.5 Sr 1.5 Co 2 Fe 24 O 41 (Ba 1.5 Sr 1.5 Z) was prepared. The stoichiometric mixture of this powder was then ball milled, the slurry was ground and sieved, and then calcined at 1,040°C.

그리고 하소된 분말을 염화나트륨과 1:1의 중량비로 혼합하고 디스크로 압축시킨 후 이 디스크 샘플을 공기 중에서 1,200℃에서 6시간 동안 소결시켰다. 소결 조건은 비교예 1과 동일하였다. 이 후 소결 디스크 샘플을 분쇄하고 그 혼합물을 증류수로 세척하여 염이 제거된 헥사페라이트 분말을 수득하였다.Then, the calcined powder was mixed with sodium chloride in a weight ratio of 1:1, compressed into a disk, and the disk sample was sintered at 1,200° C. in air for 6 hours. The sintering conditions were the same as those of Comparative Example 1. Thereafter, the sintered disk sample was pulverized and the mixture was washed with distilled water to obtain hexaferrite powder from which the salt was removed.

그 다음 헥사페라이트 분말을 폴리디메틸실록산과 1:1의 중량비로 혼합 및 교반하고 테프론 필름 상에서 경화시켜 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 제조하였다. 경화 조건은 비교예 1과 동일하였다.Then, the hexaferrite powder was mixed and stirred with polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:1, and cured on a Teflon film to prepare a hexaferrite-polymer composite material. Curing conditions were the same as in Comparative Example 1.

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 사용한 하소 온도와 소결 온도를 하기 표 1에 정리하였다.The calcination temperature and the sintering temperature used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.

하소 온도 (℃)calcination temperature (℃) 소결 온도 (℃)Sintering temperature (℃) 실시예 1Example 1 1,1801,180 1,1001,100 실시예 2Example 2 1,1801,180 1,1501,150 실시예 3Example 3 1,1801,180 1,2001,200 비교예 1Comparative Example 1 1,0401,040 1,1001,100 비교예 2Comparative Example 2 1,0401,040 1,1501,150 비교예 3Comparative Example 3 1,0401,040 1,2001,200

[실험예 1: 입자의 뭉침 관찰][Experimental Example 1: Observation of agglomeration of particles]

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 준비된 헥사페라이트-폴리머 복합 소재를 현미경으로 촬영하고, 그 결과를 각각 도 1 내지 도 6에 나타내었다.The hexaferrite-polymer composite materials prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were photographed under a microscope, and the results are shown in FIGS. 1 to 6 , respectively.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재에서 헥사페라이트 입자는 응집된 것이 확인되는 반면, 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재에서 헥사페라이트 입자는 실질적으로 응집되지 않은 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예들과 같이 상대적으로 고온에서 하소된 헥사페라이트는 입자 간 뭉침이 제어되어 클러스터를 형성하는 반면, 비교예들과 같이 상대적으로 저온에서 하소된 헥사페라이트는 뭉침이 거의 이뤄지지 않은 것을 알 수 있다. 1 to 6 , it was confirmed that the hexaferrite particles were aggregated in the hexaferrite-polymer composite material according to Examples 1 to 3, whereas the hexaferrite-polymer composite according to Comparative Examples 1 to 3 It can be seen that the hexaferrite particles are not substantially aggregated in the material. That is, the hexaferrite calcined at a relatively high temperature as in the Examples forms clusters by controlling agglomeration between particles, whereas in the hexaferrite calcined at a relatively low temperature as in Comparative Examples, it can be seen that agglomeration is hardly achieved. have.

실시예 1에 따른 헥사페라이트 입자 클러스터의 평균 입도는 약 100㎛이고, 비교예 1에 따른 헥사페라이트 입자의 평균 입도는 약 20㎛였다. 뿐만 아니라 실시예들의 경우 비교예들에 비해 우수한 세장비(slenderness ratio)를 나타내는 것을 확인할 수 있다.The average particle size of the hexaferrite particle cluster according to Example 1 was about 100 μm, and the average particle size of the hexaferrite particle according to Comparative Example 1 was about 20 μm. In addition, it can be seen that the Examples exhibit an excellent slenderness ratio compared to Comparative Examples.

즉, 하소 온도 조건의 변경에 따라 헥사페라이트 입자의 응집을 제어하고 클러스터를 형성할 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that the aggregation of hexaferrite particles can be controlled and clusters can be formed by changing the calcination temperature condition.

[실험예 2: 열 전도도 측정][Experimental Example 2: Measurement of Thermal Conductivity]

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 준비된 헥사페라이트-폴리머 복합 소재의 열 전도도를 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The thermal conductivity of the hexaferrite-polymer composite material prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was measured. And the results are shown in Table 2 below.

복합 소재의 열전도도(λ)는 Laser-Flash 법 (LFA-447, Netzch, Germany)을 이용하여 상온 (25℃)에서 열확산도(α)를 측정한 후, 다음의 식을 이용하여 계산하였다.The thermal conductivity (λ) of the composite material was calculated using the following equation after measuring the thermal diffusivity (α) at room temperature (25°C) using the Laser-Flash method (LFA-447, Netzch, Germany).

λ = α × Cp × ρ λ = α × Cp × ρ

여기서, α (mm2/s), Cp (J/gK), ρ(g/cm3)는 각각 열확산도, 비열용량, 그리고, 밀도를 의미한다. 시료의 비열은 DSC (DSC-200F3, Netzch, Germany)를 사용하여 상온 (25℃)에서 측정하였다. 시편의 형상은 지름 25.4 mm와 두께 1 mm의 크기로 재단/가공을 통해 구현하였다. 밀도는 이상의 형상에서 얻은 부피와 측정한 질량으로부터 구하였다.where, α (mm 2 /s), Cp (J/gK) and ρ (g/cm 3 ) mean thermal diffusivity, specific heat capacity, and density, respectively. The specific heat of the sample was measured at room temperature (25° C.) using DSC (DSC-200F3, Netzch, Germany). The shape of the specimen was realized through cutting/processing with a diameter of 25.4 mm and a thickness of 1 mm. The density was calculated from the volume obtained in the above shape and the measured mass.

[실험예 3: 유전율 측정][Experimental Example 3: Measurement of dielectric constant]

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 준비된 헥사페라이트-폴리머 복합 소재의 유전율을 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The dielectric constants of the hexaferrite-polymer composite materials prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were measured. And the results are shown in Table 2 below.

복합 소재의 유전율은 임피던스 분석기 E4991A (Keysight)와 유전재료측정장치 (dielectric material test fixture) 16453A (Keysight)를 사용하여 1.0 GHz에서 측정하였다. 복합재료 형상은 직경과 두께가 각각 17.5 mm 및 1.0 mm로 가공되었다. The dielectric constant of the composite material was measured at 1.0 GHz using an impedance analyzer E4991A (Keysight) and a dielectric material test fixture 16453A (Keysight). The composite geometry was machined to 17.5 mm and 1.0 mm in diameter and thickness, respectively.

[실험예 4: 투자율 측정][Experimental Example 4: Measurement of Permeability]

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따라 준비된 헥사페라이트-폴리머 복합 소재의 투자율을 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The permeability of the hexaferrite-polymer composite material prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was measured. And the results are shown in Table 2 below.

복합 소재의 투자율은 임피던스 분석기 E4991A (Keysight)와 자성재료측정장치 (magnetic material test fixture) 16454A (Keysight)를 사용하여 1 GHz에서 측정하였다. 복합재료 형상은 내부 및 외부 직경은 각각 10.0 및 17.5 mm, 두께는 1mm 로 가공되었다. The permeability of the composite material was measured at 1 GHz using an impedance analyzer E4991A (Keysight) and a magnetic material test fixture 16454A (Keysight). The composite geometry was machined to 10.0 and 17.5 mm in inner and outer diameters and 1 mm in thickness, respectively.

열 전도도 (W/mK)Thermal Conductivity (W/mK) 유전율 (@1.0GHz)permittivity (@1.0GHz) 투자율 (@1.0GHz)Permeability (@1.0GHz) 실시예 1Example 1 1.01.0 4.64.6 1.81.8 실시예 2Example 2 1.11.1 4.04.0 1.61.6 실시예 3Example 3 1.21.2 4.24.2 1.71.7 비교예 1Comparative Example 1 0.60.6 4.84.8 1.91.9 비교예 2Comparative Example 2 0.50.5 4.14.1 1.61.6 비교예 3Comparative Example 3 0.70.7 4.54.5 1.51.5

상기 표 2를 참조하면, 실시예들에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재는 비교예들에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재와 동등한 수준의 유전율을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the hexaferrite-polymer composite material according to the Examples exhibits a dielectric constant at the same level as that of the hexaferrite-polymer composite material according to the Comparative Examples.

반면, 실시예들에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재는 비교예들에 따른 헥사페라이트-폴리머 복합 소재에 비해 약 1.6배 수준으로 높은 열 전도도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예의 경우 헥사페라이트 입자 클러스터가 형성되어 상대적으로 큰 입도를 나타내고, 이에 따라 헥사페라이트 입자와 헥사페라이트 입자 간의 열 전달 효율이 높아지기 때문일 수 있다. 다만, 본 발명이 어떠한 이론에 국한되는 것은 아니다.On the other hand, it can be seen that the hexaferrite-polymer composite material according to the Examples has thermal conductivity as high as about 1.6 times higher than that of the hexaferrite-polymer composite material according to Comparative Examples. This may be because, in the case of the embodiment, hexaferrite particle clusters are formed to exhibit a relatively large particle size, and thus heat transfer efficiency between the hexaferrite particles and the hexaferrite particles is increased. However, the present invention is not limited to any theory.

즉, 복합 소재의 폴리머 내에 분산된 헥사페라이트의 입도 크기에 따라 유전율과 투자율 특성의 실질적 저하를 유발하지 않으면서, 열 전도도를 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that the thermal conductivity can be greatly improved without causing a substantial decrease in the dielectric constant and permeability characteristics according to the particle size of the hexaferrite dispersed in the polymer of the composite material.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (19)

판상형 헥사페라이트 입자가 뭉친 헥사페라이트 입자 클러스터; 및
상기 클러스터가 분산된 폴리머를 포함하는, 전자파 차폐 및 방열 특성을 갖는 복합 소재.
a hexaferrite particle cluster in which plate-shaped hexaferrite particles are aggregated; and
A composite material having electromagnetic wave shielding and heat dissipation properties, comprising a polymer in which the clusters are dispersed.
제1항에 있어서,
상기 클러스터의 평균 입도는 1㎛ 이상 500㎛ 이하인 복합 소재.
According to claim 1,
The average particle size of the cluster is a composite material of 1 μm or more and 500 μm or less.
제1항에 있어서,
상기 복합 소재의 열 전도도는 1.0W/mK 이상인 복합 소재.
According to claim 1,
The composite material has a thermal conductivity of 1.0 W/mK or more.
제1항에 있어서,
상기 복합 소재의 유전율(@1.0GHz)은 4.0 이상이고,
상기 복합 소재의 투자율(@1.0GHz)은 1.6 이상인 복합 소재.
According to claim 1,
The dielectric constant (@1.0 GHz) of the composite material is 4.0 or more,
The composite material has a magnetic permeability (@1.0GHz) of 1.6 or more.
제1항에 있어서,
상기 헥사페라이트는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소를 포함하는 복합 소재.
According to claim 1,
The hexaferrite is a composite material comprising at least one element selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr), and radium (Ra).
제5항에 있어서,
상기 헥사페라이트는 코발트(Co), 아연(Zn) 및 망간(Mn) 중 하나 이상의 원소를 더 포함하는 복합 소재.
6. The method of claim 5,
The hexaferrite is a composite material further comprising one or more elements of cobalt (Co), zinc (Zn) and manganese (Mn).
제1항에 있어서,
상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type), M-형(M-type) 및 W-형(W-type) 중 단일 조성 혹은 둘 이상의 조성의 헥사페라이트 입자로 구성된, 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합소재.
According to claim 1,
The ferrite particles are Z-type (Z-type), M-type (M-type) and W-type (W-type) composed of hexaferrite particles of a single composition or two or more compositions, electromagnetic wave shielding and / or heat dissipation Composite materials with properties.
제1항에 있어서,
상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type)이고, 1,000℃ 이상의 하소 공정을 통해 제조된, 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합소재.
According to claim 1,
The ferrite particles are Z-type (Z-type), manufactured through a calcination process of 1,000 ℃ or more, a composite material having electromagnetic wave shielding and / or heat dissipation properties.
제1항에 있어서,
상기 복합 소재는 용융염 소결을 통해 제조되되, 상기 염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 브로민화나트륨(NaBr), 황산나트륨(Na2SO4) 또는 이들의 조합을 포함하는 염을 통해 제작된, 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합소재.
According to claim 1,
The composite material is prepared through molten salt sintering, and the salt is produced through a salt containing sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium bromide (NaBr), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) or a combination thereof. Composite material with electromagnetic wave shielding and/or heat dissipation properties.
제1항에 있어서,
1,100℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 수행되는 소결 공정을 통해 제조되고,
상기 소결 공정에서 냉각 속도는 5K/min 이하인, 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합소재.
According to claim 1,
Manufactured through a sintering process carried out at a temperature of 1,100 ° C or higher for 6 hours or more,
In the sintering process, the cooling rate is 5K/min or less, a composite material having electromagnetic wave shielding and/or heat dissipation properties.
제1항에 있어서,
상기 복합 소재는 소결된 페라이트 입자와 상기 폴리머가 혼합 경화되어 형성되되, 상기 소결된 페라이트 입자가 전체 혼합물의 1중량% 이상이 되도록 혼합된 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합 소재.
According to claim 1,
The composite material is formed by mixing and curing sintered ferrite particles and the polymer, wherein the sintered ferrite particles are mixed so that 1 wt% or more of the total mixture has electromagnetic wave shielding and / or heat dissipation properties.
제1항에 있어서,
금속 입자, 탄소 입자, 세라믹 입자 및 자성 입자 중 하나 이상을 더 포함하는 전자파 차폐 및/혹은 방열 특성을 갖는 복합소재.
According to claim 1,
A composite material having electromagnetic wave shielding and/or heat dissipation properties further comprising at least one of metal particles, carbon particles, ceramic particles, and magnetic particles.
페라이트 전구체 입자를 하소(calcination)하는 단계; 및
상기 하소된 페라이트 입자를 용융염 소결(molten-salt sintering)하는 단계를 포함하는,
하소 온도 및 소결 온도 제어를 통해 뭉침이 제어된 헥사페라이트 입자 클러스터를 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
calcining the ferrite precursor particles; and
Comprising the step of molten-salt sintering (molten-salt sintering) the calcined ferrite particles,
A method for manufacturing a composite material including a hexaferrite particle cluster whose agglomeration is controlled by controlling the calcination temperature and the sintering temperature.
제13항에 있어서,
상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type), M-형(M-type) 및 W-형(W-type) 중 어느 하나의 단일 헥사페라이트 또는 이들의 조합 헥사페라이트 클러스터의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The ferrite particles are Z-type (Z-type), M-type (M-type), and W-type (W-type) of any one single hexaferrite or a method for producing a combination hexaferrite cluster thereof.
제13항에 있어서,
상기 페라이트 입자는 Z-형(Z-type)이고, 상기 하소 온도는 1,000℃ 이상인 헥사페라이트 클러스터 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The ferrite particles are Z-type (Z-type), the calcination temperature is 1,000 ℃ or more hexaferrite cluster manufacturing method.
제15항에 있어서,
상기 헥사페라이트는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소를 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
The hexaferrite is a method of manufacturing a composite material including at least one element selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), strontium (Sr), and radium (Ra) .
제16항에 있어서,
상기 용융염 소결 단계에서 염은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 브로민화나트륨(NaBr), 황산나트륨(Na2SO4) 또는 이들의 조합을 포함하는 복합 소재의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
In the molten salt sintering step, the salt is sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), sodium bromide (NaBr), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), or a method of manufacturing a composite material comprising a combination thereof.
제15항에 있어서,
상기 소결은 1,100℃ 이상의 온도에서 6시간 이상 수행되고,
냉각 속도는 5K/min 이하인 복합 소재의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
The sintering is performed at a temperature of 1,100° C. or higher for 6 hours or more,
A method for manufacturing a composite material with a cooling rate of 5 K/min or less.
제13항에 있어서,
상기 페라이트 입자 클러스터의 평균 입도는 1㎛ 이상 500㎛ 이하이고,
상기 페라이트 입자 클러스터의 페라이트 입자는 서로 직접적으로 맞닿아 접합을 이루고 있는, 복합 소재의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The average particle size of the ferrite particle cluster is 1 μm or more and 500 μm or less,
The ferrite particles of the ferrite particle cluster are in direct contact with each other to form a bonding, a method of manufacturing a composite material.
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