Ni-ferrite가 코팅된 NiFe 분말의 제조 및 특성

초록

퍼멀로이 (Permalloy)는 높은 직류투자율, 낮은 자기이력손실을 가지고 있으며, 가공성, 안정도 등이 우수하여, 변압기, 자기 헤드, 스위칭 전원 및 쉴드 재료로서 광범위하게 사용되고 있으나, 낮은 비저항으로 인하여 주파수 증가에 따른 와전류 손실 (eddy current)이 커서 고주파 영역에서의 사용이 제한된다. 이의 해결 방안으로 M. Abe는 퍼멀로이 분말위에 고저항 페라이트층을 코팅함으로서 퍼멀로이 분말의 비저항을 높이는 방안을 제시한 바 있다[1]. 일반적으로 분체 표면에 산화물층을 직접 코팅하는 방법에는 sol-gel method, ferrite plating method 등이 있다.[2],[3]. 이 방법으로부터 코팅되는 층의 형태는 섬구조를 띠게 되는데, 섬구조의 코팅층으로는 코어(core) 분말을 완전히 코팅하기가 어려울 뿐만 아니라 완전히 피복되더라도 코팅층(shell)이 두꺼워져 코아층의 특성을 저하시키는 요인이 된다. 또, ferrite plating법은 저온에서 (~100℃) ferrite층을 직접 코팅할 수 있다는 장점이 있으나, 그 메카니즘상 표면에 OH기가 발생하기 어려운 금속분말에는 코팅이 잘 되지 않으며, Ni의 고용한계가 작고, Ni/Fe의 조성비를 맞추기가 힘들어 고저항의 ferrite층을 코팅하기는 힘들다[4]. 반면에 분체에 산화물이 아닌 금속층을 입히는 방법인 무전해 도금(화학환원법)법은 분말 표면에 얇고 균일한 박막 생성을 가능하게 하고 그 조성도 쉽게 제어 할 수 있으며, 산화물 분체보다 금속 분체 위에 쉽게 코팅할 수 있다는 장점이 있다[5]. 이에 본 실험에서는 먼저 무전해 도금법으로 permalloy 분말 위에 Ni/Fe 금속층을 Ni-ferrite의 Ni/Fe비에 맞게 피복하였고, 다음으로 금속 코팅층을 산화, 결정화하여 Core-shell 구조를 갖는 Permalloy/Ni-ferrite 분말을 제조하였다.