초록
Hexaferrite $Ba_{0.25}Sr_{0.75}Fe_{12}O_{19}$에 $SiO_{2}$를 첨가한 쉬트자석의 자기적 성질의 변화를 연구하기 위해 X-선 회절 실험, 뫼스바우어 분광실험, 자기모멘트 측정실험 등을 하였다. 쉬트자석은 Dr. Blade 방법에 의해 제조되었고, 결정구조는 마그네토플럼바이트 M-type 육방결정구조이다. 첨가제 농도에 따른 격자상수의 변화는 거의 없으나, $SiO_{2}$가 2.0 wt.% 이상부터 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$ 의 상이 나타나기 시작했다. 이성질체 이동값은 Fe이온들이 3가 임을 나타낸다. $SiO_{2}$의 증가에 따라 Curie 온도는 감소함을 보였다. 이것은 $Si^{4+}$가 12k-site $Fe^{3+}$의 자리를 차지함으로써 Fe-O-Fe의 초교환상호작용에 의한 원자간 거리와 양이온 사이의 각이 변함에 따른 것이다. ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$의 상은 $Si^{4+}$가 12k-site $Fe^{3+}$의 자리를 차지함으로 치환된 $Fe^{3+}$에 의해 나타난 것이다. 자기모멘트측정으로 부터 $SiO_{2}$를 첨가한 $Ba_{0.25}Sr_{0.75}Fe_{12}O_{19}$ 쉬트자석은 보자력 $H_{c}$, 포화자화 $M_{s}$, 잔류자화 $M_{r}$이 양이온 치환보다는 미세구조변화에 더 의존함을 알았다.
In order to study the effect of additives $SiO_{2}$ on the magnetic properties of hexaferrite sheet magnet, we used X-ray diffractometer, Mossbauer spectrometer, and VSM magnetometer. We have prepared $Ba_{0.25}Sr_{0.75}Fe_{12}O_{19}$ green sheets by the Dr. Blade method. Most of samples have a magnetoplurnbite crystal structure of typical M-type hexaferrite. The lattice parameters are found not to be affected by the addition of $SiO_{2}$. ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$ phase develops above $SiO_{2}$ 2.0 wt.%. Isomer shifts indicate that the valence of Fe ions is trivalent. Curie temperatures decrease slightly with increasing $SiO_{2}$ concentrations. It means that the $Si^{4+}$ subsitution for 12k-site $Fe^{3+}$ has an effect on the superexchange interactions Fe-O-Fe, which change the distance and the angle between cations and anions. It was suggested that ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$ phase results from the excessive Fe produced by subsituting $Si^{4+}$ for $Fe^{3+}$. Based upon the results of $Ba_{0.25}Sr_{0.75}Fe_{12}O_{19}$ added with $SiO_{2}$, we concluded that $H_{c}$, $M_{s}$ and $M_{r}$ depend more strongly on the microstructure chracteristics than on the cation substitution.
