Abstract
Nano-magnetic materials such as iron-nitrides have been actively studied as an alternative to the application of high density, high performance needs for next generation information storage and also alternative to the rare earth and neodymium magnet. $Fe_4N$ is the basic materials for magnetic storage media and is one of the important magnetic materials in focus because of its higher magnetic recording density and chemical stability. Single phase ${\gamma}^{\prime}-Fe_4N$ nanoparticles have been prepared by a PAD (Plasma Arc Discharge) method and nitriding in a $NH_3-H_2$ mixed gases at temperature, $400^{\circ}C$ for 4 hrs. Also $Fe_{17}Sm_2N_x$ powders were synthesized by nitriding after reduction/diffusion of $Fe_{17}Sm_2$ to compare the magnetic properties with nano-sized $Fe_4N$ particles. The saturation magnetization of $Fe_4N$ and $Fe_{17}Sm_2N_x$ were 149 and 117 emu/g, respectively, but the coercive force was considerably smaller than that of bulk or acicular $Fe_4N$.
나노크기의 물질이 가지는 새로운 특성을 응용하는 연구가 매우 활발하게 진행되어 지고 있다. 본 연구에서는 PAD법으로 제조한 ${\alpha}$-Fe 나노분말을 이용하여 높은 포화자화와 기계적인 경도, 화학적 안정성, 작은 입자로 인한 tape noise의 감소 등의 특성을 지니고 있는 질화철인 $Fe_4N$을 합성하고, 이를 환원/확산법과 $N_2$가스 질화법으로 합성한 $Fe_{17}Sm_2N_x$ 자성분말과 자성 특성을 비교하였다. $NH_3+H_2$(부피비 3 : 1) 혼합가스를 이용하였을 경우 $Fe_4N$의 생성 온도와 반응시간 등의 조건 변수를 통해 $400^{\circ}C$에서 4시간 동안 열처리함으로서 단일상의 $Fe_4N$이 생성되는 것을 관찰 할 수 있었으며, 나노크기의 $Fe_4N$ 분말과 마이크론 크기의 $Fe_{17}Sm_2N_x$ 분말의 포화자화의 값은 각각 149, 117 emu/g의 값을 나타내었다.
