In this study, we investigated the electromagnetic properties and microwave absorption characteristics of M-type hexagonal ferrites, which are known as millimeter-wave absorbing materials, according to their calcination temperature. The M-type ferrites synthesized using a molten salt-based sol-gel method exhibited a single-phase M-type crystal structure at calcination temperatures above 850°C. The synthesized particle size increased as well with the calcination temperature. Saturation magnetization increased gradually with increasing calcination temperature, but coercivity reached a maximum at 1050°C and then rapidly decreased. After preparing a thermoplastic polyurethane (TPU) composite containing 70 wt% of M-type ferrites, we measured the complex permittivity and permeability in the Q-band (33-50 GHz) and V-band (50-75 GHz) frequency ranges, where ferromagnetic resonance occurred. Strong magnetic loss from ferromagnetic resonance occurred in the 50 GHz band for all composite samples. Based on the measured results, we calculated the reflection loss of the TPU/M-type ferrite composite. By calculating the reflection loss of the M-type ferrite composite, the M-type ferrite calcined at 1250°C showed excellent electromagnetic wave absorption performance of more than -20 dB at 52 GHz with a thickness of about 0.5 mm

본 논문에서는 밀리미터파 대역 전자파 흡수 소재로 알려진 M형 육방정계 페라이트의 하소 온도에 따른 전자기적 특성과 전자파 흡수 특성에 대해 분석하였다. 용융염 기반 Sol-gel법으로 합성된 M형 페라이트는 850°C 이상의 하소 온도에서 모두 단상의 M형 결정구조를 가지며 하소 온도가 증가함에 따라 합성된 입자의 크기가 증가하였다. 또한 하소 온도가 증가함에 따라 포화자화는 조금씩 증가하는 반면 보자력은 1050°C에서 최대값을 보이며 그 이상의 하소 온도에서 급격히 감소하였다. M형 페라이트가 70 wt% 포함된 TPU 복합재를 제조한 후 강자성 공명이 발생되는 Q(33-50 GHz) 및 V(50-75 GHz) band 대역에서 복소 유전율/ 투자율을 측정한 결과 약 50 GHz 주파수 대역에서 강자성 공명에 의한 강한 자성손실을 확인하였다. 측정된 결과를 바탕으로 M형 페라이트 복합재의 반사손실을 계산한 결과 1250°C의 온도에서 하소된 M형 페라이트 복합재는 약 0.5 mm의 얇은 두께로도 강자성 공명이 일어나는 52 GHz 주파수 대역에서 -20 dB 이상의 우수한 전자파 흡수 성능을 보였다

Keywords: M형 페라이트(M-type ferrite), 자성 손실(Magnetic loss), 전자파 흡수(Electromagnetic wave absorption), 자성복합재료(Magnetic composite materials), 강자성 공명(Ferromagnetic resonance)