금속산화물 나노입자의 합성 및 응용 :Fabrication and applications of metal oxide nanoparticles

서금철

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자료유형: 학위논문

저자정보: 서금철 (강릉원주대학교, 江陵原州大學校)

지도교수: 鄭鎭承

발행연도: 2019

저작권: 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

전자기기 및 통신장비를 사용함으로 인해 발생하는 전자파를 차폐하기 위한 자성 흡수체로서 페라이트를 나노입자 크기로 합성하였다. 통신장비의 다양화로 사용하는 주파수 대역은 GHz 대역으로 확장되었고, 사용 주파수 대역이 좁아져 전자파 간섭(EMI)이 심해지고 있다. 기존 연구는 전자파 흡수 효율을 증가시키는 것에 집중되어 있지만 이제는 통신장비의 다양화로 인해 사용하는 목적에 맞는 주파수 대역을 선택적으로 차폐할 수 있는 방법이 필요하다. 다양한 크기의 Fe3O4 자성 나노입자를 합성하여 전자기적 특성을 제어하였고 GHz 대역 주파수를 선택적으로 차폐할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 M-형 BaFe12O19 자성 나노입자와 전도성 고분자인 polyaniline(PANI)을 core-shell 구조의 복합체로 합성하였다. 이러한 복합체는 전자기기의 소형화 및 경량화 되는 추세에 맞게 가벼우면서도 GHz 대역에서 우수한 전자파 흡수 효율과 광대역한 흡수 능력을 갖는 전자파 흡수 재료로 연구하였다.
휴대용 전자기기의 배터리가 충격에 의한 파손이나 과전압, 과전류로 인해 폭발하는 문제를 해결하기 위한 배터리 보호 소자의 저항재료인 RuO2를 나노입자 크기로 합성하였다. 폭발을 간접적으로 방지하는 발화 방지 퓨즈의 저항체는 재료 내 입자 크기, 입자의 분포도에 따라 저항 값이 영향을 받는다. 그러므로 저항체로 사용하는 RuO2를 나노입자로 합성하는 방법을 연구하였다. 좋은 특성에도 불구하고 비싼 가격으로 상업적 응용이 제한되고 있으므로 비교적 저렴한 상업용 시약을 사용하여 비용을 절감하는 방법을 연구하였고, 이로 인해 보다 넓은 이용 가능성을 제시하였다.

As a magnetic absorber for shielding electromagnetic waves generated by using electronic equipment and communication equipment, the ferrite, was synthesized with nanoparticle sizes. The frequency band used for diversification of communication equipment is extended to the GHz band, and the frequency band used is being narrowed, thereby, increases electromagnetic interference (EMI). Previous studies have focused on increasing the efficiency of electromagnetic wave absorption, however, now there is a need for a method that can selectively shield the frequency band that is suitable for the purpose of use due to diversification of communication equipments. Fe3O4 magnetic nanoparticle of various sizes were synthesized to control the electromagnetic characteristics and the possibility of selectively shielding the GHz frequency band was confirmed. In addition, we synthesized M-type BaFe12O19 magnetic nanoparticles and conductive polymer polyaniline (PANI) as core-shell composites. These composites have been studied as an electromagnetic wave absorbing material which has excellent electromagnetic wave absorbing efficiency and broadband absorption ability in the GHz band in accordance with the trend of miniaturization and lightening of electronic devices.
We have synthesized RuO2 as a nanoparticle size, which is a resistance material of battery protection device, to solve the problem of explosion due to impact damage, overvoltage and overcurrent of battery of portable electronic device. Resistance values of fuses for preventing ignition that indirectly prevent explosion are affected by the particle size in the material and the distribution of the particles. Therefore, we have studied the synthesis of RuO2 as a resistor to nanoparticles. Despite their good properties, commercial applications have been limited to an expensive price, thus, we have researched ways to reduce costs using relatively inexpensive commercial reagents, thereby offering wider availability.

국문 초록 1
영문 초록 2
Ⅰ. 서론 4
1. 전자파 차폐 5
1.1 전자파의 문제점 5
1.2 전자파 차폐 방법 7
1.3 전자파 흡수 재료 8
1.4 전자파 흡수 효율 10
1.5 페라이트 자성 나노입자 12
2. 발화 방지 퓨즈 저항체 15
Ⅱ. 실험 17
1. 기구 및 시약 17
2. Fe3O4 자성 나노입자의 합성 19
3. M-형 BaFe12O19 자성 나노입자의 합성 21
4. BaFe12O19@PANI core-shell 복합체의 합성 22
5. RuO2 나노입자의 합성 23
5.1 고합반응기 합성법 (상업용, 특급시약) 23
5.2 대용량 합성법 (상업용 시약) 23
5.3 열처리 24
Ⅲ. 결과 및 고찰 25
1. 전자파 차폐 25
1.1 Fe3O4 자성 나노입자의 구조 및 특성 분석 25
1.2 Fe3O4 자성 나노입자의 전자파 흡수 특성 27
1.3 M-형 BaFe12O19, BaFe12O19@PANI의 구조 및 특성 분석 30
1.4 M-형 BaFe12O19, BaFe12O19@PANI의 전자파 흡수 특성 34
2. 발화 방지 퓨즈 저항체 40
2.1 RuO2 나노입자의 구조 및 특성 분석 (고압반응 합성) 40
2.2 RuO2 나노입자의 구조 및 특성 분석 (대용량 합성) 42
2.3 RuO2 나노입자의 구조 및 특성 분석 (특급 시약) 43
2.4 RuO2 나노입자의 구조 및 특성 분석 (powder 제품) 44
Ⅳ. 결론 46
Ⅴ. 참고문헌 48

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