초록
Ba-Ferrite의 높은 보자력을 제어할 목적으로 $Fe^{+3}$의 일부를 2가 이온과 4가 혹은 5가 이온인 dopants로 치환할때 치환이온의 종류와 그 치환량에 따라 자기적 물성 과 입자특성은 매우 다르게 나타난다. $co^{+2}$의 치환은 magneto-plumbite 구조중 R-block내 치환과 과잉의 S-block 생 성을 촉진시켜 Ba-ferrite의 높은 보자력을 효과적으로 감소시키고 더 높은 포화자화 값을 나타내지만, 입자크기 및 그 분포 뿐만아니라 보자력의 분포도도 불균일하게 만드는 단점이 있다. $Ti^{+4}$의 치환은 포화자화값을 감소시키지만 보자력의 감소에도 상당한 영향을 미치고 있다. 또한 $Ti^{+4}$는 비정질체내에서 핵생성 촉진제로서 입자크기 및 판상비를 효과적으로 감소시키며, $Co^{+2}$에 의한 과잉의 S-block의 생성량을 줄여 자기적 물성을 균일하게 하는 작용을 하고 있다. 따라서 2가 이온과 4가 이온의 치환량 결정은 더 높은 포화자화값을 얻기 위해서 과잉의 2가 이온을 사용한다거나 원자가 보상을 위해 동등량으로 치환하기보다는 자기적 물성과 입자특성을 고려하여 최적화되어야 한다.
The sites for $Fe^{+3}$ are partly substituted by $Co^{+2}$ and $Ti^{+4}$ cations to control coercivity of Ba-ferrite particles for use in high density magnetic recording. The substituted $Co^{+2}$ cation has very much different effects on magnetic properties and particle characteristics from that $Ti^{+4}$ cation has. The decrease in the coercivity with the $Co^{+2}$ substitution is attributed to the formation of excessive spinel-block(S-block) in pure Ba-ferrite crystal, while saturation magnetization is increased and the distributions of coercivity and particle size become broad. The substitution with the $Ti^{+4}$ decreases the sauration magnetization, but has less effect on a change in coercivity than the $Co^{+2}$. The $Ti^{+4}$ acts as a nucleation agent in amorphous phase of formulated compound, and consequently particle size and aspect ratio are decreased. Furthermore, the enhancement of substitution of the $Co^{+2}$ for the $Fe^{+3}$ sites in rhombohedral-block(R-block) by the $Ti^{+4}$ retards the nucleation of spinel phase of Ba-ferrite, which results in uniform magnetic properties of Ba-ferrite particles. It is suggested that the contents of the cations to be substituted for the $Fe^{+3}$ sites are optimized on the bases of magnetic properties and particle characteristics rather than on the base of electrical charge balance.