KR20180024928A - Composite magnetic particle and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합 자성 입자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to composite magnetic particles and a method for producing the same.
전자 기기가 소형화되고, 디지털화됨에 따라 불요전자파의 제거에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 따라 전자파 장애(Electromagnetic Interference, EMI) 대책용 차폐재가 전자 기기에 사용되고 있다. BACKGROUND ART As electronic devices have become smaller and more digitalized, there has been an increasing demand for elimination of unwanted electromagnetic waves. Accordingly, shielding materials for electromagnetic interference (EMI) countermeasures have been used in electronic devices.
이러한 차폐재는 현상적인 공간에 분포한 자기장을 재료 내부로 끌어들여 고밀도의 자속을 갖는 자기회로를 형성함으로써, 전자 기기에 미치는 불요전자파를 차폐시키는 역할을 한다. This shielding material shields unwanted electromagnetic waves on electronic devices by attracting a magnetic field distributed in a phenomenon space into a material to form a magnetic circuit having a high density magnetic flux.
이를 위해, 차폐재는 외부 교류 자기장의 위상 변화에 따라 자화 방향을 용이하게 변화시킬 수 있어야 하며, 누설되는 자기장을 최소화하기 위해 높은 투자율(magnetic permeability) 특성을 갖는 것이 바람직하다. 대표적인 차폐재로는 비정질 합금(amorphous alloy), 페라이트(ferrite), 샌더스트(sendust), MPP(Moly Permalloy Powder) 등이 주로 사용되고 있다.To this end, the shielding material should be able to easily change the magnetization direction according to the phase change of the external AC magnetic field, and it is desirable that the shielding material has a high magnetic permeability characteristic in order to minimize the leakage magnetic field. Typical shielding materials include amorphous alloys, ferrites, sendusts, and moly permalloy powders (MPP).
최근, 모바일 폰을 비롯한 각종 휴대 단말기에 근거리 통신(Near Field Communication, NFC) 기능과 무선 충전(Wireless Power Charging, WPC) 기능이 탑재되고 있다. 근거리 통신은 보안 문제를 해결하려는 측면에서, 무선 충전은 사용자의 편리성 측면에서 근거리 통신과 무선 충전 기능을 함께 휴대 단말기에 탑재되고 있으며, 이에 대한 연구 개발이 지속적으로 진행되고 있다. 그러나, 근거리 통신 및 무선 충전 기능을 동시에 수행하기 위해서는 휴대 단말기에 근거리 통신과 무선 충전을 위한 각각의 코일을 탑재하여야 하는바, 휴대 단말기의 소형성에 비추어 두 가지 기능을 함께 탑재하는 데 어려움이 있다.2. Description of the Related Art Recently, various types of mobile terminals including mobile phones are equipped with a Near Field Communication (NFC) function and a Wireless Power Charging (WPC) function. In order to solve the security problem in the short distance communication, the wireless charging is installed in the mobile terminal together with the short distance communication and the wireless charging function in terms of convenience of the user, and the research and development thereof is continuously being carried out. However, in order to simultaneously perform the short-distance communication and the wireless charging function, the coils for short-range communication and wireless charging must be mounted on the portable terminal, and it is difficult to mount the two functions together in view of the compactness of the portable terminal.
구체적으로, 근거리 통신과 무선 충전 두 기능 모두 전자기장을 활용하는 공통점을 갖고 있으나, 서로 사용하는 주파수가 서로 다르다. 즉, 일반적으로 근거리 통신에는 13.56MHz 주파수를 이용하고, 무선 충전에는 100 ~ 200kHz를 이용하는데, 근거리 통신용 안테나의 통신방식과 무선 충전용 안테나에 필요한 특성을 단일 층(layer)으로 구성하기 위해서는 이 두 주파수에서의 특성을 모두 만족해야 하는 문제점이 있다.Specifically, both short-range communication and wireless charging have common features that use electromagnetic fields, but they use different frequencies. That is, generally, a frequency of 13.56 MHz is used for short-range communication, and a frequency of 100 to 200 kHz is used for wireless charging. In order to form a single layer with characteristics required for a communication method of a short- There is a problem that all the characteristics at the frequency must be satisfied.
이를 위해, 종래에는 서로 다른 투자율을 갖는 이종(異種)의 페라이트 시트 혹은 기타 자성 시트를 적층하거나 합지하는 방법을 사용하였으나, 이 경우 두께가 두꺼워져 경박 단소화된 모바일 기기에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.To this end, a method of laminating or laminating a different type of ferrite sheet or other magnetic sheet having different magnetic permeabilities has been used. In this case, however, the thickness is increased, .
본 발명의 일 구현예는, 금속 분말과 페라이트 분말을 복합화함으로써 무선 충전(Wireless Power Charging, WPC) 모듈 및 근거리 통신(Near Field Communication, NFC) 모듈의 가용 주파수 대역에서 현저히 개선된 투자율 및 포화자화 값을 가져 고효율 무선 충전 및 근거리 통신 기술을 구현할 수 있는 복합 자성 입자를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a magnetic field sensor having a significantly improved permeability and saturation magnetization value in an available frequency band of a wireless power charging (WPC) module and a near field communication (NFC) module by combining a metal powder and a ferrite powder To provide a composite magnetic particle capable of realizing high efficiency wireless charging and local communication technology.
본 발명의 일 구현예는, 불요전자파의 차폐 효과를 극대화 시킬 수 있고, 박형 제조가 가능한 복합 자성 입자를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a composite magnetic particle which can maximize the shielding effect of unwanted electromagnetic waves and which can be manufactured in a thin shape.
본 발명의 다른 구현예는, 상기 복합 자성 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention is to provide a method for producing the composite magnetic particles.
본 발명의 일 구현예는, 철 산화물 코어; 및 상기 코어의 외주부에 형성되는 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘;을 포함하는, 복합 자성 입자를 제공한다.One embodiment of the present invention is an iron oxide core; And a Ni-Zn-Cu ferrite shell formed on an outer peripheral portion of the core.
상기 철 산화물은 Fe2O3 및 MO·Fe2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. (여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.)The iron oxide may include at least one of Fe 2 O 3 and MO · Fe 2 O 3 . (Wherein M is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
상기 복합 자성 입자에 대한 상기 코어의 비율이 20 내지 90부피% 일 수 있다.The ratio of the core to the composite magnetic particles may be 20 to 90% by volume.
상기 쉘은 Ni/Zn 몰비가 0.3 내지 0.9 일 수 있다.The shell may have a Ni / Zn molar ratio of 0.3 to 0.9.
상기 쉘의 두께가 0초과 및 0.1㎛ 이하일 수 있다.The thickness of the shell may be greater than 0 and less than or equal to 0.1 탆.
상기 코어의 외주부 및 상기 쉘의 내주부에 형성되는 중간층을 더 포함할 수 있다.And an intermediate layer formed on an outer peripheral portion of the core and an inner peripheral portion of the shell.
상기 중간층은 γ- Fe2O3로 형성될 수 있다.The intermediate layer may be formed of? -Fe 2 O 3 .
상기 중간층의 두께가 지름이 0.002 내지 0.02㎛ 일 수 있다.The thickness of the intermediate layer may be 0.002 to 0.02 mu m in diameter.
본 발명의 다른 구현예는, 철 수용액에 1종 이상의 염기를 첨가하여 수산화철 침전을 형성하는 침전형성 단계; 상기 침전을 산화시켜 철 산화물 코어를 형성하는 산화 단계; 및 상기 코어에 니켈 수용액, 아연 수용액, 및 구리 수용액을 투입하고, 1종 이상의 염기를 첨가하여, 상기 코어의 외주부에 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘을 형성하는 쉘 형성 단계;를 포함하는, 복합 자성 입자의 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method for producing iron hydroxide, comprising: a precipitation forming step of adding at least one base to an iron aqueous solution to form iron hydroxide precipitation; An oxidation step of oxidizing the precipitate to form an iron oxide core; And a shell-forming step of adding a nickel aqueous solution, an aqueous zinc solution, and an aqueous copper solution to the core and adding at least one base to form a Ni-Zn-Cu ferrite shell on the outer periphery of the core. A method for producing magnetic particles is provided.
상기 철 수용액은 황산염, 염화염, 질산염, 또는 이들의 조합을 포함하는 철염 수용액이고, 상기 염기는 가성소다를 포함하는 것일 수 있다.The iron aqueous solution may be an iron salt aqueous solution containing a sulfate, a chloride, a nitrate, or a combination thereof, and the base may include caustic soda.
상기 철 수용액의 농도에 대한 상기 염기의 농도가 0.8 내지 1.2 일 수 있다.The concentration of the base relative to the concentration of the iron aqueous solution may be 0.8 to 1.2.
상기 산화 단계는, 80 내지 100℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다.The oxidation step may be performed at a temperature of 80 to 100 캜.
상기 산화 단계는, 공기(air)를 50 내지 500㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되거나, 산소 가스를 10 내지 100㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되는 것일 수 있다.The oxidation step may be performed by air flowing at a flow rate of 50 to 500 cc / L · min, or by passing oxygen gas at a flow rate of 10 to 100 cc / L · min.
상기 철 산화물 코어는 Fe2O3 및 MO·Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하여 형성된 것일 수 있다. (여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.)The iron oxide core may be formed of at least one of Fe 2 O 3 and MO · Fe 2 O 3 . (Wherein M is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
상기 산화 단계 이후 및 상기 쉘 형성 단계 이전에, 상기 철 산화물 코어의 표면에 중간층을 형성하는 중간층 형성 단계;를 더 포함할 수 있다.Forming an intermediate layer on the surface of the iron oxide core after the oxidation step and before the shell forming step.
상기 중간층은 상기 철 산화물 코어의 표면을 부분 산화시켜 형성된 것일 수 있다.The intermediate layer may be formed by partially oxidizing the surface of the iron oxide core.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 금속 분말과 페라이트 분말을 복합화함으로써 무선 충전(Wireless Power Charging, WPC) 모듈 및 근거리 통신(Near Field Communication, NFC) 모듈의 가용 주파수 대역에서 현저히 개선된 투자율 및 포화자화 값을 가져 고효율 무선 충전 및 근거리 통신 기술을 구현할 수 있는 복합 자성 입자를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by combining a metal powder and a ferrite powder, a remarkably improved magnetic permeability and saturation magnetization in an available frequency band of a wireless power charging (WPC) module and a near field communication (NFC) Value to provide composite magnetic particles capable of implementing high efficiency wireless charging and near field communication techniques.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 불요전자파의 차폐 효과를 극대화 시킬 수 있고, 박형 제조가 가능한 복합 자성 입자를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to maximize the shielding effect of unwanted electromagnetic waves, and to provide composite magnetic particles capable of being manufactured in a thin shape.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 복합 자성 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for producing the composite magnetic particles.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 지름이 0.3㎛ 인 코어의 표면에 쉘을 최대 0.1㎛의 두께로 성장시켰을 때의 BET(비표면적) 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 제조 공정에서 반응 정도에 따른 수소 이온 농도 지수(pH) 및 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential, ORP)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 쉘의 Ni/Zn 몰비에 따른 자기적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 R 값에 따른 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc) 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 상승 온도에 따른 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc) 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 공기의 유량에 따른 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc) 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing a first embodiment of a composite magnetic particle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the BET (specific surface area) measurement result when a shell is grown to a thickness of 0.1 .mu.m at the surface of a core having a diameter of 0.3 .mu.m.
3 is a view showing a second embodiment of a composite magnetic particle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a composite magnetic particle according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a change in hydrogen ion concentration index (pH) and oxidation reduction potential (ORP) according to degree of reaction in a core manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing magnetic properties according to the Ni / Zn molar ratio of the shell. FIG.
7 is a graph showing changes in saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) according to R value.
8 is a graph showing changes in saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) according to the rising temperature.
9 is a graph showing changes in saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) according to the flow rate of air.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명은 무선 충전(Wireless Power Charging, WPC) 모듈 및 근거리 통신(Near Field Communication, NFC) 모듈의 가용 주파수 대역, 즉, 100kHz ~ 13.56MHz에서 현저히 개선된 투자율 및 포화자화 값을 가져 고효율 무선 충전 및 근거리 통신 기술을 구현할 수 있는 복합 자성 입자 및 그의 제조 방법을 제공하기 위해 안출되었다.The present invention has a significantly improved magnetic permeability and saturation magnetization value in an available frequency band of a wireless power charging (WPC) module and a near field communication (NFC) module, i.e., 100 kHz to 13.56 MHz, To provide a composite magnetic particle capable of realizing a local communication technique and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 구현예는, 철 산화물을 포함하는 코어; 및 상기 코어의 외주부에 형성되는 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘;을 포함하는, 복합 자성 입자를 제공한다. One embodiment of the present invention is directed to a core comprising: a core comprising iron oxide; And a Ni-Zn-Cu ferrite shell formed on an outer peripheral portion of the core.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 자성 입자에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the composite magnetic particles according to one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a first embodiment of a composite magnetic particle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 자성 입자(10)는 코어(100)와, 그 코어(100)의 외주면을 둘러싸도록 형성되는 쉘(200)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the composite
먼저, 코어(100)는 본 발명의 복합 자성 입자(10)가 고투자율 및 고저항 특성을 나타내도록 하는 것으로서, 철 산화물로 이루어질 수 있다. First, the
이 때, 철 산화물은 Fe2O3(hematite), Fe3O4(magnetite) 등과 같은 형태뿐 만 아니라, 금속 산화물(MO)·철 산화물과 같은 형태도 포함하는 것을 의미한다. (여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 의미한다.)At this time, the iron oxide means not only a form such as Fe 2 O 3 (hematite) and Fe 3 O 4 (magnetite) but also a form such as a metal oxide (MO) · iron oxide. (Where M means at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
보다 구체적으로, 코어(100)는 Fe2O3, Fe3O4 일 수 있고, 철 이외에 Ni, Zn, Mn, Cu, Co 등과 같은 전이금속 중 적어도 하나를 포함하는 복합 금속 산화물, 즉, Fe1-xNixO·Fe2O3, Fe1-xZnxO·Fe2O3, Fe1-xMnxO·Fe2O3, Fe1-xCuxO·Fe2O3, Fe1-xCoxO·Fe2O3, Fe1-(x+y)NixZnyO·Fe2O3, Fe1-(x+y)NixMnyO·Fe2O3, Fe1-(x+y)NixCuyO·Fe2O3, Fe1-(x+y)NixCoyO·Fe2O3 등 일 수도 있다. (여기에서, 0≤x≤1이고, 0≤y≤1 인 것을 의미한다.) 다만, 이에 한정되지는 않으며, 이외에도 H(2)O·Fe2O3(goethite), 금속 Fe 등이 될 수도 있다.More specifically, the
또한, 코어(100)는 복합 자성 입자(10) 내에 20 ~ 90부피%로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 40 ~ 70부피%로 포함될 수 있다. 코어(100)가 복합 자성 입자(10) 내에 20부피% 미만으로 포함되면 복합 자성 입자(10)의 투자율 및 포화자화 값이 저하되고, 90부피% 초과로 포함되면 복합 자성 입자(10)의 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 여기에서, 코어(100)와 복합 자성 입자(10)의 체적은 결정자가 구형이라고 간주하고 산출하였다.In addition, the
한편, 쉘(200)은 본 발명의 복합 자성 입자(10)가 고주파, 저손실, 및 고투자율 특성을 나타내도록 하며, 산화 안정성도 향상시키는 역할을 한다.On the other hand, the
이 때, 쉘(200)로는 투자율이 높고, 손실이 낮은 연자성의 Ni-Zn-Cu계 페라이트가 사용될 수 있다. At this time, as the
구체적으로, Ni-Zn-Cu계 페라이트는 Ni/Zn 몰비가 0.3 ~ 0.9 인 것이 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는, Ni/Zn 몰비가 0.4 ~ 0.7 인 것이 사용될 수 있다. Ni/Zn 몰비가 0.3 미만이면 요구되는 자기적 특성을 나타내지 못하는 문제점이 있고, 0.9를 초과하는 경우에는 투자율이 급격히 저하되는 문제점이 있다.Specifically, the Ni-Zn-Cu ferrite may have a Ni / Zn molar ratio of 0.3 to 0.9. More specifically, a Ni / Zn molar ratio of 0.4 to 0.7 may be used. When the molar ratio of Ni / Zn is less than 0.3, there is a problem that required magnetic characteristics are not exhibited. When the ratio is more than 0.9, there is a problem that the permeability is rapidly lowered.
또한, Ni-Zn-Cu계 페라이트는 추가적인 다른 금속 성분을 더 포함할 수 있으며, 예컨대, 코발트 등을 더 포함할 수 있다. Further, the Ni-Zn-Cu ferrite may further include another metal component, and may further include, for example, cobalt and the like.
한편, 쉘(200)은 코어(100)의 표면에 형성되며, 코어(100)의 크기에 따라 적절한 두께로 형성될 수 있다. 구체적으로, 쉘(200)의 두께는 0초과 및 0.1㎛ 이하일 수 있으며, 쉘(200)의 두께가 0.1㎛를 초과하게 되면 본 발명의 복합 자성 입자(10)의 투자율 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 보다 구체적으로는, 0.01 ~ 0.1㎛ 일 수 있다.Meanwhile, the
도 2 및 [표 1]은 지름이 0.3㎛ 인 코어의 표면에 쉘을 최대 0.1㎛의 두께로 성장시켰을 때의 BET(비표면적) 및 포화자화(Ms) 측정 결과를 나타낸 것이다.2 and Table 1 show the BET (specific surface area) and saturation magnetization (Ms) measurement results when the shell was grown to a thickness of 0.1 mu m on the surface of a core having a diameter of 0.3 mu m.
(㎛)Core diameter
(탆)
(㎛)Shell thickness
(탆)
(emu/g)Saturation magnetization (Ms)
(emu / g)
도 2 및 [표 1]을 참조하면, 쉘 두께가 증가할수록 입자가 커짐에 따라 비표면적이 감소함을 알 수 있다. 높은 포화자화를 가진 코어에 Ni-Zn-Cu 페라이트 쉘이 형성됨에 따라 코어의 산화를 방지할 수 있으며, 쉘의 두께가 증가함에 따라 포화자화 값은 감소하게 되나 가용 주파수 대역을 넓힐 수 있어 광대역화에 유리한 이점이 있다.Referring to FIG. 2 and Table 1, it can be seen that as the shell thickness increases, the specific surface area decreases as the particle size increases. As the Ni-Zn-Cu ferrite shell is formed in the core having a high saturation magnetization, oxidation of the core can be prevented. As the thickness of the shell increases, the saturation magnetization value decreases, but the available frequency band can be widened, .
여기에서, 도출된 BET 결과 값이 이론적 BET 값에 비해 전반적으로 수치가 크게 나온 것은 표면의 거칠기 때문인 것으로 예상된다. Here, it is expected that the derived BET result value is larger than the theoretical BET value because of the roughness of the surface.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a second embodiment of a composite magnetic particle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 자성 입자(10′)는 코어(100)와, 그 코어(100)의 외주면을 둘러싸도록 형성되는 중간층(300), 그리고 중간층(300)을 둘러싸도록 형성되는 쉘(200)로 구성될 수 있다.3, the composite magnetic particle 10 'according to the second embodiment of the present invention includes a
여기에서, 코어(100)와 쉘(200)은 전술한 내용과 동일하므로 중복 설명은 피하도록 한다.Here, since the
중간층(300)은 쉘(200)이 코어(100)에 안정적으로 정착할 수 있도록 결합력을 제공하고, 본 발명의 복합 자성 입자(10′)에 전자기파가 접촉할 때 역 전류 흐름을 억제하여 와전류 손실을 감소시키는 역할을 한다.The
중간층(300)은 당 분야에 공지된 절연 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 산화물층 일 수 있다. 구체적으로, 중간층(300)을 보다 용이하게 형성하여 공정 수율을 개선할 수 있다는 측면에서 코어(100)의 산화물층 일 수 있으며, 보다 구체적으로는, γ- Fe2O3(감마산화철)로 형성된 층일 수 있다.The
중간층(300)의 두께는, 예컨대, 2 ~ 20㎚로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 5 ~ 20㎚로 형성될 수 있다. 중간층(300)의 두께가 2㎚ 미만이면 쉘(200)과의 접합력이 떨어지고, 분체의 산화 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 20㎚를 초과하는 경우에는 자기적 특성이 저감되는 문제점이 발생할 수 있다. The thickness of the
본 발명의 다른 구현예는, 철 수용액에 1종 이상의 염기를 첨가하여 수산화철 침전을 형성하는 단계; 상기 침전을 산화시켜 철 산화물 코어를 형성하는 단계; 및 상기 코어에 니켈 수용액, 아연 수용액, 및 구리 수용액을 투입하고, 1종 이상의 염기를 첨가하여, 상기 코어의 외주부에 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘을 형성하는 단계;를 포함하는, 복합 자성 입자의 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method for producing iron hydroxide, comprising: adding at least one base to an iron aqueous solution to form a iron hydroxide precipitate; Oxidizing the precipitate to form an iron oxide core; And adding a nickel aqueous solution, an aqueous zinc solution, and an aqueous copper solution to the core and adding at least one base to form a Ni-Zn-Cu ferrite shell on the outer periphery of the core. Of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for producing a composite magnetic particle according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a composite magnetic particle according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 구현예에 따른 복합 자성 입자의 제조 방법은 침전형성 단계(S10)와, 산화 단계(S20), 그리고 쉘 형성 단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a method for producing a composite magnetic particle according to another embodiment of the present invention may include a precipitation forming step (S10), an oxidation step (S20), and a shell forming step (S30).
먼저, 침전형성 단계(S10)는 철 수용액에 1종 이상의 염기를 첨가하여 수산화철 침전을 형성하는 공정이다.First, the precipitation forming step (S10) is a step of forming iron hydroxide precipitate by adding at least one base to the iron aqueous solution.
여기에서, 철 수용액은 황산염, 염화염, 또는 질산염을 포함하는 철염 수용액을 의미한다. Here, the iron aqueous solution means an aqueous iron salt solution containing a sulfate, a chloride, or a nitrate.
예컨대, 황산염을 포함하는 철염 수용액은 특히, 황산제일철(FeSO4) 수용액 일 수 있다. 또한, 황산 함유 황산철(Ⅱ) 수용액을 사용할 수도 있는데, 이것은 질산과 같이 산화하기 쉽다.For example, the ferrous salt aqueous solution containing sulphate can in particular be, ferrous sulfate (FeSO 4) aqueous solution. It is also possible to use an aqueous solution of sulfuric acid-containing iron (II) sulfate, which is liable to oxidize like nitric acid.
염화염을 포함하는 철염 수용액은 특히, 염화철(Ⅱ)(FeCl2), 염화철(Ⅲ)(FeCl3) 수용액 일 수 있다. 그리고, 질산염을 포함하는 철염 수용액은 특히, 질산철(Ⅱ)(Fe(NO3)2), 질산철(Ⅲ)(Fe(NO3)3) 수용액 일 수 있다.The iron salt aqueous solution containing a chloride salt may be in particular an aqueous solution of iron (II) chloride (FeCl 2 ), iron (III) chloride (FeCl 3 ). The aqueous iron salt solution containing nitrate may be in particular an aqueous solution of iron (II) nitrate (Fe (NO 3 ) 2 ) or iron (III) nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ).
또한, 염기는 가성소다(수산화나트륨, NaOH)를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the base may comprise caustic soda (sodium hydroxide, NaOH).
이 때, 염기는 철 수용액의 농도에 대한 염기의 농도가 0.8 내지 1.2가 되도록 첨가되는 것이 바람직한데, 이 범위를 벗어나는 경우에는 요구되는 자기적 특성을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.At this time, it is preferable that the base is added so that the concentration of the base relative to the concentration of the iron aqueous solution is 0.8 to 1.2. If the base is out of this range, it is difficult to satisfy the required magnetic properties.
산화 단계(S20)는 전술한 침전 형성 단계(S10)에서 형성된 침전을 산화시켜 철 산화물 코어를 형성하는 공정이다.The oxidation step S20 is a step of oxidizing the precipitate formed in the precipitation forming step S10 described above to form an iron oxide core.
여기에서, 산화는 소정 온도로 상승시킨 상태에서, 산화성 가스를 소정 유량으로 통기시킴으로써 수행될 수 있다.Here, the oxidation can be performed by ventilating the oxidizing gas at a predetermined flow rate in the state of being raised to the predetermined temperature.
이 때, 상승 온도는 80 ~ 100℃ 인 것이 바람직한데, 이 범위를 벗어나는 경우에는 요구되는 자기적 특성을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.At this time, the rising temperature is preferably 80 to 100 ° C. If the temperature is outside this range, it is difficult to satisfy the required magnetic characteristics.
또한, 산화성 가스는 공기(air), 산소 가스 등을 사용할 수 있다. 이 때, 유량은 공기(air)를 기준으로 50 ~ 500㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되는 것이 바람직하며, 산소 가스의 경우에는 대략 10 ~ 100㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우에는 요구되는 자기적 특성을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.The oxidizing gas may be air, oxygen gas or the like. At this time, the flow rate is preferably performed by flowing the gas at a flow rate of 50 to 500 cc / L · min based on the air, and in the case of the oxygen gas, flowing at a flow rate of about 10 to 100 cc / L · min . If it is outside this range, it is difficult to satisfy the required magnetic properties.
이 때, 형성된 철 산화물 코어는 Fe2O3(hematite), Fe3O4(magnetite) 등과 같은 형태뿐 만 아니라, 금속 산화물(MO)·철 산화물과 같은 형태로 형성된 것일 수 있다. (여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 의미한다.)At this time, the formed iron oxide core may be formed in the form of metal oxide (MO), iron oxide as well as a form such as Fe 2 O 3 (hematite), Fe 3 O 4 (magnetite) and the like. (Where M means at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
보다 구체적으로, 코어는 Fe2O3, Fe3O4 일 수 있고, 철 이외에 Ni, Zn, Mn, Cu, Co 등과 같은 전이금속 중 적어도 하나를 포함하는 복합 금속 산화물, 즉, Fe1-xNixO·Fe2O3, Fe1 - xZnxO·Fe2O3, Fe1 - xMnxO·Fe2O3, Fe1 - xCuxO·Fe2O3, Fe1 - xCoxO·Fe2O3, Fe1-(x+y)NixZnyO·Fe2O3, Fe1 -(x+y)NixMnyO·Fe2O3, Fe1 -(x+y)NixCuyO·Fe2O3, Fe1 -(x+y)NixCoyO·Fe2O3 등 일 수도 있다. (여기에서, 0≤x≤1이고, 0≤y≤1 인 것을 의미한다.) 다만, 이에 한정되지는 않으며, 이외에도 H(2)O·Fe2O3(goethite), 금속 Fe 등이 될 수도 있다.More specifically, the core is Fe 2 O 3, Fe 3 O may be 4, the iron in addition to Ni, Zn, Mn, Cu, Co complex metal oxide comprises at least one of a transition metal, that is, such as Fe 1-x Ni x O.Fe 2 O 3 , Fe 1 - x Zn x O.Fe 2 O 3 , Fe 1 - x Mn x O.Fe 2 O 3 , Fe 1 - x Cu x O.Fe 2 O 3 , Fe 1 - x Co x O Fe 2 O 3 , Fe 1- (x + y) Ni x Zn y O Fe 2 O 3 , Fe 1 - (x + y) Ni x Mn y O Fe 2 O 3 , Fe 1 - (x + y) Ni x Cu y O · Fe 2 O 3 , Fe 1 - (x + y) Ni x Co y O · Fe 2 O 3 . (Here, 0? X? 1 and 0? Y? 1 ). However, the present invention is not limited to this and other examples include H ( 2 ) O.Fe 2 O 3 (goethite) It is possible.
쉘 형성 단계(S30)는 전술한 산화 단계(S20)에서 형성된 코어에 니켈 수용액, 아연 수용액, 및 구리 수용액을 투입하고, 1종 이상의 염기를 첨가하여, 상기 코어의 외주부에 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘을 형성하는 공정이다.In the shell forming step S30, a nickel aqueous solution, a zinc aqueous solution, and an aqueous copper solution are added to the core formed in the above-described oxidation step S20, and at least one kind of base is added to form a Ni- To form a ferrite shell.
쉘의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 코어의 표면에 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 에피택셜 성장(Epitaxial Growth)시켜 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 코어에 스피넬 구조를 갖는 계면을 형성시키고 결정 구조가 동일한 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 성장시킴으로써 수행될 수 있다. Ni-Zn-Cu계 페라이트의 에피택셜 성장은 코어 분산액에 물을 미리 첨가한 후 Ni-Zn-Cu계 페라이트 용액을 적하하거나, 혹은 코어와 Ni-Zn-Cu계 페라이트가 함께 포함된 용액에 물을 적하하여 수행될 수 있다. The method for forming the shell is not particularly limited, and for example, it can be formed by epitaxially growing Ni-Zn-Cu ferrite on the surface of the core. More specifically, it can be performed by forming an interface having a spinel structure in the core and growing a Ni-Zn-Cu ferrite having the same crystal structure. The epitaxial growth of the Ni-Zn-Cu ferrite is performed by adding water to the core dispersion in advance and then dropping the Ni-Zn-Cu ferrite solution or by adding water to the solution containing the core and the Ni-Zn- And the like.
쉘은 전술한 범위 내의 두께, 그리고 코어와의 비를 만족시키도록 형성될 수 있다. 형성되는 쉘의 두께는 코어 표면에 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 성장시키는 반응 온도, 반응 시간 등을 조정하여 조절될 수 있다.The shell may be formed to satisfy the thickness within the above-mentioned range and the ratio to the core. The thickness of the formed shell can be controlled by adjusting the reaction temperature, the reaction time, etc. for growing Ni-Zn-Cu ferrite on the core surface.
한편, 도면에는 도시되지 아니하였으나, 본 발명에 따른 복합 자성 입자의 제조 방법은 산화 단계(S20) 이후 및 쉘 형성 단계(S30) 이전에 중간층 형성 단계(S25)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the method for producing a composite magnetic particle according to the present invention may further include an intermediate layer forming step (S25) after the oxidation step (S20) and before the shell forming step (S30).
여기에서, 중간층은 당 분야에 공지된 절연 물질로 공지된 방법에 의해 형성될 수 있으나, 별도의 재료나 추가 공정 없이 용이하게 형성하여 공정 효율을 개선한다는 측면에서 바람직하게는 철 산화물 코어의 표면을 부분 산화시켜 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 중간층은 γ- Fe2O3(감마산화철)로 형성된 층일 수 있다.Here, the intermediate layer may be formed by a method known in the art as an insulating material known in the art, but it is preferable to form the surface of the iron oxide core And may be formed by partial oxidation. More specifically, the intermediate layer may be a layer formed of? -Fe 2 O 3 (gamma iron oxide).
코어 표면의 산화 방법은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법에 의할 수 있으며, 예를 들면 10 ~ 100mmHG의 산소 분압 하에서 천천히 코어 표면을 산화시킴으로써 수행될 수 있다. The method of oxidizing the core surface is not particularly limited and can be carried out by a known method, for example, by slowly oxidizing the core surface under an oxygen partial pressure of 10 to 100 mmHg.
절연층은 전술한 범위 내의 두께로 형성될 수 있으며, 그 두께는 반응 시간을 조절하여 조절될 수 있다.The insulating layer may be formed to a thickness within the above-mentioned range, and the thickness thereof may be adjusted by adjusting the reaction time.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention may be better understood by the following examples, which are for the purpose of illustrating the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.
실시예Example
실시예 1Example 1
(코어의 제조)(Preparation of Core)
온도를 조절할 수 있는 5,000㏄의 반응기에 증류수 2,000㏄를 넣고, 질소(N2)를 통기하여 용존 산소를 제거하였다. 상온에서 황산제일철의 몰농도가 0.72M이 되도록 황산제일철을 정량하여 녹이고, 이 용액에 가성소다(수산화나트륨, NaOH)를 R 값이 0.9가 되도록 첨가하여 수산화제일철 침전이 생기도록 하였다. (여기에서, R 값은 2NaOH의 몰농도/황산제일철의 몰농도를 의미한다.)2,000 cc of distilled water was added to a 5,000 cc reactor capable of controlling the temperature, and nitrogen (N 2 ) was passed through to remove dissolved oxygen. Ferrous sulfate was quantitatively determined to have a molar concentration of ferrous sulfate at room temperature of 0.72 M, and caustic soda (sodium hydroxide, NaOH) was added to this solution so as to have an R value of 0.9 to cause ferrous hydroxide precipitation. (Wherein R value means molar concentration of 2NaOH / molar concentration of ferrous sulfate)
이후, 온도를 85℃로 상승시킨 후, 산소 가스를 50㏄/분의 유량으로 통기하였다. 그리고, 120분간 산화 반응을 실시하여 Fe3O4(magnetite)를 성장시킴으로써, 코어를 제조하였다. 반응의 종점은 시안산칼륨 적정법으로 확인하였다. 이를 통해, 전체 철 이온에 비하여 제일철의 농도가 65% 이상임을 확인할 수 있었다.Thereafter, the temperature was raised to 85 캜, and then oxygen gas was passed through at a flow rate of 50 cc / min. Then, an oxidation reaction was carried out for 120 minutes to grow Fe 3 O 4 (magnetite) to prepare a core. The end point of the reaction was confirmed by potassium cyanide titration. From this, it was confirmed that the concentration of ferrous iron was 65% or more as compared with the total iron ion.
이 때, 수소 이온의 농도를 측정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 3.5 이하가 되는 지점을 반응의 종말점으로 하였다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 제조 공정에서 반응 정도에 따른 수소 이온 농도 지수(pH) 및 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential, ORP)의 변화를 나타낸 그래프이다.At this time, the concentration of the hydrogen ions was measured, and the point where the hydrogen ion concentration index (pH) became 3.5 or less was defined as the end point of the reaction. FIG. 5 is a graph showing a change in hydrogen ion concentration index (pH) and oxidation reduction potential (ORP) according to degree of reaction in a core manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
(쉘의 제조)(Preparation of Shell)
산화가 종료된 후, 분위기를 비산화성 분위기로 전환하고 온도를 45℃로 낮추었다. 또한, 황산니켈, 황산아연, 황산구리 각각 0.15M, 0.65M, 0.25M 용액을 첨가하고, 10분간 교반한 후 10M 농도의 가성소다 용액을 첨가하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 12 이상 유지되도록 하였다. 이 때, 황산니켈, 황산아연, 황산구리 각각의 농도가 하기 [화학식 1]의 조성을 갖도록 준비하였다.After the oxidation was completed, the atmosphere was switched to a non-oxidizing atmosphere and the temperature was lowered to 45 ° C. In addition, 0.15M, 0.65M and 0.25M solutions of nickel sulfate, zinc sulfate and copper sulfate were added, stirred for 10 minutes, and 10M concentration of caustic soda solution was added to maintain the pH of 12 or more . At this time, the concentrations of nickel sulfate, zinc sulfate, and copper sulfate were prepared so as to have a composition represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
NixZnyCuzFe2O4 (여기에서, x=0.15, y=0.65, z=0.25 이다.)Ni x Zn y Cu z Fe 2 O 4 (where x = 0.15, y = 0.65, z = 0.25).
[표 2]는 상기 [화학식 1]에서 x, y, z 값, 즉, 황산니켈, 황산아연, 황산구리의 농도에 따른 투자율 및 포화자화(Ms)를 측정한 것이고, 도 6은 쉘의 Ni/Zn 몰비에 따른 자기적 특성을 나타낸 그래프이다. 이 때, 투자율은 임피던스 분석기(Impedence Analyzer 4294A)(Agilent社)를 이용하여 측정하였고, 포화자화 값은 진동시료형자력계(Vibrating Sample Magnetometer, VSM)(Lakeshore社)를 이용하여 측정하였다. Table 2 shows permeability and saturation magnetization (Ms) according to the concentrations of nickel sulfate, zinc sulfate and copper sulfate in x, y, and z values in the above formula (1) Zn molar ratio. The permeability was measured using an impedance analyzer (Impedence Analyzer 4294A) (Agilent) and the saturation magnetization was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) (Lakeshore).
이후, 반응 온도를 95℃까지 올리고, 120분간 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 에피택셜 성장(Epitaxial Growth) 시켰다. Thereafter, the reaction temperature was raised to 95 占 폚 and the Ni-Zn-Cu ferrite was epitaxially grown for 120 minutes.
반응 완료되면, 온도를 상온으로 낮춘 후 슬러리를 여과 세척하고, 130℃에서 24시간 건조시켜 코어-쉘 구조의 복합 자성 입자들의 분말 고형분을 수득하였다. When the reaction was completed, the temperature was lowered to room temperature, the slurry was filtered, and dried at 130 ° C for 24 hours to obtain a powder solid of core-shell structure composite magnetic particles.
비교예 1Comparative Example 1
온도를 조절할 수 있는 5,000㏄의 반응기에 증류수 2,000㏄를 넣고, 질소(N2)를 통기하여 용존 산소를 제거하였다. 반응기의 온도를 45℃로 유지하면서 황산제일철의 몰농도가 0.72M이 되도록 황산제일철을 정량하여 녹이고, 이 용액에 가성소다(수산화나트륨, NaOH)를 R 값이 0.9가 되도록 농도를 변화시키면서 첨가하여 수산화제일철 침전이 생기도록 하였다. (여기에서, R 값은 2NaOH의 몰농도/황산제일철의 몰농도를 의미한다.)2,000 cc of distilled water was added to a 5,000 cc reactor capable of controlling the temperature, and nitrogen (N 2 ) was passed through to remove dissolved oxygen. While the temperature of the reactor was maintained at 45 ° C, ferrous sulfate was quantitatively determined to have a molar concentration of ferrous sulfate of 0.72M, and caustic soda (sodium hydroxide, NaOH) was added thereto at an R value of 0.9 So that precipitation of ferrous hydroxide precipitated. (Wherein R value means molar concentration of 2NaOH / molar concentration of ferrous sulfate)
이후, 온도를 85℃로 상승시킨 후, 공기(air)를 250㏄/분의 유량으로 통기하여 120분간 산화 반응을 실시하였다. 이 때, 수소 이온의 농도를 측정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 3.5 이하가 되는 지점을 반응의 종말점으로 하였다.Thereafter, the temperature was raised to 85 占 폚, and air was passed through at a flow rate of 250 cc / min to carry out oxidation reaction for 120 minutes. At this time, the concentration of the hydrogen ions was measured, and the point where the hydrogen ion concentration index (pH) became 3.5 or less was defined as the end point of the reaction.
반응이 완료되면, 반응물을 30분간 숙성시키고, 중성에 도달할 때까지 충분히 세척한 후 여과 건조하여 철 산화물 분말을 제조하였다. When the reaction was completed, the reaction product was aged for 30 minutes, sufficiently washed until it reached neutrality, and then filtered and dried to prepare iron oxide powder.
비교예 2Comparative Example 2
비교예 1에서 R 값이 0.94가 되도록 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. An iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the R value in Comparative Example 1 was 0.94.
비교예 3Comparative Example 3
비교예 1에서 R 값이 0.98이 되도록 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다.An iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the R value in Comparative Example 1 was 0.98.
비교예 4Comparative Example 4
비교예 1에서 R 값이 1.02가 되도록 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the R value was 1.02.
비교예 5Comparative Example 5
비교예 1에서 R 값이 1.06이 되도록 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다.An iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the R value in Comparative Example 1 was 1.06.
비교예 6Comparative Example 6
비교예 1에서 R 값이 1.1이 되도록 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. An iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the R value in Comparative Example 1 was 1.1.
비교예 7Comparative Example 7
비교예 1에서 상승 온도를 80℃로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the rising temperature was 80 ° C.
비교예 8Comparative Example 8
비교예 1에서 상승 온도를 90℃로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the raising temperature was 90 占 폚.
비교예 9Comparative Example 9
비교예 1에서 상승 온도를 95℃로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the rising temperature was 95 ° C.
비교예 10Comparative Example 10
비교예 1에서 공기의 유량을 350㏄/분으로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다. In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the flow rate of air was 350 cc / min.
비교예 11Comparative Example 11
비교예 1에서 공기의 유량을 450㏄/분으로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 철 산화물 분말을 제조하였다.In Comparative Example 1, an iron oxide powder was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the flow rate of air was 450 cc / min.
평가evaluation
(1) R 값에 따른 자기적 특성 평가(1) Evaluation of magnetic properties according to R value
비교예 1 내지 6에서 제조된 분말에 대하여 진동시료형자력계(Vibrating Sample Magnetometer, VSM)(Lakeshore社)를 이용하여 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc)을 측정하였으며, 그 결과는 도 7 및 [표 3]에 나타난 바와 같다.The saturation magnetization (Ms) and the coercive force (Hc) of the powders prepared in Comparative Examples 1 to 6 were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) (Lakeshore) As shown in Table 3.
도 7 및 [표 3]을 참조하면, R 값이 0.9 인 경우, 높은 포화자화를 가진 코어를 제조할 수 있다. 코어의 포화자화 값이 높을수록 코어-쉘 형태의 복합 자성 분말의 제조 시 복합 자성 분말의 포화자화 값 또한 높아지기 때문에 고투자율 구현에 유리하다.Referring to FIG. 7 and [Table 3], when the R value is 0.9, a core having a high saturation magnetization can be manufactured. The higher the saturation magnetization value of the core, the higher the saturation magnetization value of the composite magnetic powder in the production of the core-shell type composite magnetic powder, which is advantageous for realizing high permeability.
(2) 상승 온도에 따른 자기적 특성 평가(2) Evaluation of magnetic properties according to rising temperature
비교예 1, 비교예 7 내지 9에서 제조된 분말에 대하여 진동시료형자력계(Vibrating Sample Magnetometer, VSM)(Lakeshore社)를 이용하여 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc)을 측정하였으며, 그 결과는 도 8 및 [표 4]에 나타난 바와 같다.The saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) of the powders prepared in Comparative Examples 1 and 7 to 9 were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) (Lakeshore) As shown in FIG. 8 and [Table 4].
도 8 및 [표 4]를 참조하면, 상승 온도가 85℃ 인 경우, 높은 포화자화를 가진 코어를 제조할 수 있다. 코어의 포화자화 값이 높을수록 코어-쉘 형태의 복합 자성 분말의 제조 시 복합 자성 분말의 포화자화 값 또한 높아지기 때문에 고투자율 구현에 유리하다.Referring to Fig. 8 and Table 4, when the rising temperature is 85 deg. C, a core having a high saturation magnetization can be produced. The higher the saturation magnetization value of the core, the higher the saturation magnetization value of the composite magnetic powder in the production of the core-shell type composite magnetic powder, which is advantageous for realizing high permeability.
(3) 공기의 유량에 따른 자기적 특성 평가(3) Evaluation of magnetic characteristics according to air flow rate
비교예 1, 비교예 10, 및 비교예 11에서 제도된 분말에 대하여 진동시료형자력계(Vibrating Sample Magnetometer, VSM)(Lakeshore社)를 이용하여 포화자화(Ms) 및 보자력(Hc)을 측정하였으며, 그 결과는 도 9 및 [표 5]에 나타난 바와 같다.The saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) of the powders prepared in Comparative Example 1, Comparative Example 10 and Comparative Example 11 were measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) (Lakeshore) The results are shown in FIG. 9 and Table 5.
도 9 및 [표 5]를 참조하면, 공기(air)의 유량이 250㏄/분 인 경우, 높은 포화자화를 가진 코어를 제조할 수 있다. 코어의 포화자화 값이 높을수록 코어-쉘 형태의 복합 자성 분말의 제조 시 복합 자성 분말의 포화자화 값 또한 높아지기 때문에 고투자율 구현에 유리하다.Referring to FIG. 9 and [Table 5], when the flow rate of air is 250 cc / min, a core having a high saturation magnetization can be manufactured. The higher the saturation magnetization value of the core, the higher the saturation magnetization value of the composite magnetic powder in the production of the core-shell type composite magnetic powder, which is advantageous for realizing high permeability.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those skilled in the art.
10, 10′: 복합 자성 입자
100: 코어
200: 쉘
300: 중간층10, 10 ': composite magnetic particles
100: Core
200: Shell
300: middle layer
Claims (16)
상기 코어의 외주부에 형성되는 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘;
을 포함하는, 복합 자성 입자.
Iron oxide core; And
A Ni-Zn-Cu ferrite shell formed on the outer periphery of the core;
Magnetic particles.
상기 철 산화물은 Fe2O3 및 MO·Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는, 복합 자성 입자.
(여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.)
The method according to claim 1,
Wherein the iron oxide comprises at least one of Fe 2 O 3 and MO · Fe 2 O 3 .
(Wherein M is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
상기 복합 자성 입자에 대한 상기 코어의 비율이 20 내지 90부피% 인, 복합 자성 입자.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the core to the composite magnetic particles is 20 to 90% by volume.
상기 쉘은 Ni/Zn 몰비가 0.3 내지 0.9 인, 복합 자성 입자.
The method according to claim 1,
Wherein the shell has a Ni / Zn molar ratio of 0.3 to 0.9.
상기 쉘의 두께가 0초과 및 0.1㎛ 이하인, 복합 자성 입자.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the shell is larger than 0 and smaller than or equal to 0.1 탆.
상기 코어의 외주부 및 상기 쉘의 내주부에 형성되는 중간층을 더 포함하는, 복합 자성 입자.
The method according to claim 1,
And an intermediate layer formed on an outer peripheral portion of the core and an inner peripheral portion of the shell.
상기 중간층은 γ- Fe2O3로 형성된, 복합 자성 입자.
The method according to claim 6,
Wherein the intermediate layer is formed of? -Fe 2 O 3 .
상기 중간층의 두께가 지름이 0.002 내지 0.02㎛ 인, 복합 자성 입자.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the intermediate layer is 0.002 to 0.02 mu m in diameter.
상기 침전을 산화시켜 철 산화물 코어를 형성하는 산화 단계; 및
상기 코어에 니켈 수용액, 아연 수용액, 및 구리 수용액을 투입하고, 1종 이상의 염기를 첨가하여, 상기 코어의 외주부에 Ni-Zn-Cu계 페라이트 쉘을 형성하는 쉘 형성 단계;
를 포함하는, 복합 자성 입자의 제조 방법.
A precipitate forming step of adding iron hydroxide aqueous solution to at least one base to form iron hydroxide precipitate;
An oxidation step of oxidizing the precipitate to form an iron oxide core; And
A shell forming step of adding a nickel aqueous solution, an aqueous zinc solution, and an aqueous copper solution to the core and adding at least one base to form a Ni-Zn-Cu ferrite shell on the outer periphery of the core;
≪ / RTI >
상기 철 수용액은 황산염, 염화염, 질산염, 또는 이들의 조합을 포함하는 철염 수용액이고,
상기 염기는 가성소다를 포함하는 것인, 복합 자성 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The iron aqueous solution is an aqueous iron salt solution containing a sulfate, a chloride, a nitrate, or a combination thereof,
Wherein the base comprises caustic soda.
상기 철 수용액의 농도에 대한 상기 염기의 농도가 0.8 내지 1.2 인, 복합 자성 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the concentration of the base relative to the concentration of the iron aqueous solution is 0.8 to 1.2.
상기 산화 단계는,
80 내지 100℃의 온도에서 수행되는 것인, 복합 자성 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The oxidation step may comprise:
Is carried out at a temperature of 80 to 100 占 폚.
상기 산화 단계는,
공기(air)를 50 내지 500㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되거나,
산소 가스를 10 내지 100㏄/L·분의 유량으로 통기시켜 수행되는 것인, 복합 자성 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The oxidation step may comprise:
Air is blown at a flow rate of 50 to 500 cc / L · min,
Oxygen gas at a flow rate of 10 to 100 cc / L · min.
상기 철 산화물 코어는 Fe2O3 및 MO·Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하여 형성된 것인, 복합 자성 입자의 제조 방법.
(여기에서, M은 Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, 및 Co를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.)
10. The method of claim 9,
Wherein the iron oxide core is formed of at least one of Fe 2 O 3 and MO · Fe 2 O 3 .
(Wherein M is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, and Co).
상기 산화 단계 이후 및 상기 쉘 형성 단계 이전에,
상기 철 산화물 코어의 표면에 중간층을 형성하는 중간층 형성 단계;
를 더 포함하는, 복합 자성 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
After the oxidizing step and before the shell forming step,
An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer on the surface of the iron oxide core;
Further comprising the step of mixing the magnetic particles.
상기 중간층은 상기 철 산화물 코어의 표면을 부분 산화시켜 형성된 것인, 복합 자성 입자의 제조 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the intermediate layer is formed by partially oxidizing the surface of the iron oxide core.
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