자기 배향된 헥사페라이트 기반 안테나 패키징을 위한 신축성을 가진 복합재료

초록

본 연구에서 자기장을 이용하여 자성 입자인 헥사페라이트(hexaferrite)를 수평 방향으로 배향 하였고, 표면 개시 중합(surface initiated polymerization)을 통해 자성 입자와 기지재로 사용된 폴리우레탄 간의 화학적 결합을 유도하였다. 자기 배향된 12 Vol% 자성 입자 복합재료의 인장 강성, 강도, 인성이 기존 폴리우레탄에 비해 각각 440%, 184%, 그리고 154%가 향상됨을 관찰하였다. 또한, 자성 입자의 수평 배향은 수직 방향 유전율(permittivity)을 감소시키고, 수평 방향으로 투자율(permeability)을 증가시켰다. 전자기 시뮬레이션을 통해, 자기 배향된 12 Vol% 자성 입자 복합재료를 적용한 패치 안테나가, 동일한 소형화 계수(miniaturization factor, (유전율＊투자율)0.5)를 갖는 유전체 안테나 대비, 이득(gain)은 60%, 대역폭(bandwidth)은 30% 향상될 수 있음을 확인하였다. 이상을 통해, 자기 배향 헥사페라이트 복합재료가 기계적으로 유연성과 신축성을 요하는 안테나의 기판 재료로 사용될 수 있음을 확인하였다.