본 연구에서는 실리콘 wafer위에 sputtering방법으로 진공증착된 CoNbZr 비정질 박막을 Nd:YAG 레이저로 식각하기 위한 실험을 했는데, 금속의 경우 표면에서 빛의 반사율이 매우 크기 때문에 파장이 1.06μm인 Nd:YAG 레이저의 에너지를 흡수하는 것이 매우 어려우므로 식각이 거의 이루어지지 않았다. 그래서 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 시도로서 본 연구에서는 빛의 흡수율이 좋은 검은색의 polymer막을 금속박막의 표면에 도포하고 이 polymer막 위에 레이저를 조사해서 금속박막의 식각하는 실험을 실시하였다. 기존의 방법으로는 laser power가 332W나 되는데도 식각이 거의 일어나지 않았지만 본 연구의 방법을 이용했을 때는 laser power가 114W로 1/3정도 밖에 안 되는데도 레이저 식각이 비교적 양호하게 이루어졌다. 이는 검은색의 polymer층이 Nd:YAG 레이저 에너지의 흡수 및 전달 층의 역할을 하기 때문인 것으로 생각된다.

Nd5Pr7Fe82B6 및 Nd12Fe82B6 조성의 1차 용유된 ingot에 대하여 기계적 분쇄처리 및 열처리를 행하고 결정구조 및 자기적 특성을 측정하였다. Ar 분위기 하에서 330시간 분쇄처리한 결과 2~3μm크기의 입자가 얻어졌으며, x-선 회절도로부터 각 입자는 미세한 결정립으로 구성되어 있음을 알았다. 330시간 분쇄처리된 분말을 600˚C에서 2시간 열처리함으로써 항자계가 18.36-18.79kOe, 최대에너지적이 8.32-8.38 MGOe인 자기적 특성을 얻었다. 열처리 온도가 높아지면 자기적 특성이 향상되었으나, 기계적 분쇄처리에 의한 ingot의 미세결정화 과정이 최적의 자기적 특성을 얻는데 더욱 중요하였다.

합금의 주조시 냉각속도가 Nd16Fe72V4B8 소결자석의 결정립 분포와 착자특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 냉각속도가 높은 Cu mold를 사용하여 제작한 시료는 좁은 결정립 분포와 착자특성의 향상을 보였다. B화합물을 생성하는 Cr, Mn, Nb 그리고 w과 같은 첨가원소가 Nd-Fe-B계 소결자석의 착자특성에 미치는 영향에 대해서도 조사하였다. Cr이나 W첨가는 보자력의 향상에 효과적이고 Nd16Fe72Cr4B9합금은 Nd16Fe72V4B8합금과 비슷한 착자특성을 보였다.

BaO.Nd2O3.4TiO2세라믹스에서 Bi 치환위치 및 Bi 치환 량에 따른 상, 미세구조, 마이크로파 유전특성 등을 조사하였다. BaO.Nd2O3.4TiO2 세라믹스의 Nd 치환되어 BaO.(Nd1-xBix)2O3.4TiO2고용체 (0≤x≤0.2)를 형성하였다. BaO.(Nd1-xBix)2O3.4TiO2에서 Bi 치환 량이 x=0에서 x=0.2까지 증가됨에 따라 입자크기가 계속 증가하였으며, 유전상수는 84에서 108까지 계속 증가하였고, 공진 주파수의 온도계수는 44 ppm˚C에서 -30ppm˚C로 계속 감소하였다. BaO.(Nd1-xBix)2O3.4TiO2조성에서 Bi 치환 량이 x=0.04에서 0.08사이일 때 가장 양호한 마이크로파 유전특성이 얻어졌으며 이 때의 유전상수 (εr)는 89~92, Q, f는 5855-6091 GHz, 그리고 공진 주파수의 온도계수 (τf)는 -7.7-7.5 ppm/˚C이었다.

급속응고법으로 Fe-Nd-C 합금을 제조하여 합금의 조성 및 제조 조건의 변화에 따른 상변화와 자기특성의 변화를 조사하였다. 강자성 Fe14Nd2Cx가 초정으로 정출할 수 있는지를 알아보기 위하여 냉각속도의 변화에 따른 as-spun 합금에서의 상변화를 조사해 본 결과，10m/s로 제조한 Fe-Nd-C 리본합금은 α-Fe가 일차상, Fe17Nd2Cx가 이차상으로 존재하는 결정질이었으며. 20m/s에서는 α-Fe의 정출이 억제되거나 비정질화하여, Fe14Nd2Cx가 일차상, α-Fe가 이차상으로서 비정질상과 함께 존재하였다. 냉각속도의 증가에 따라 비정질화가 증가하여 30m/s에서는 대부분 비정질화되었으며，40m/s에서 비정질화가 완료되었다. 따라서 Fe14Nd2C는 as-spun 상태에서는 얻어지지 않고 주조합금의 경우와 마찬가지로 열처리를 통한 고상변태에 의해서만 얻을 수 있었다. Fe14Nd2C를 얻을 수 있는 유효온도구역은 주조합금의 경우보다 넓은 700~900˚C였고，비정질화가 완벽한 합금보다 다소 덜 완벽하거나 Fe17Nd2Cx와 비정질상이 혼합된 합금에서 열처리에 의한 보자력의 향상이 더욱 현저하였다. Fe를 다량 함유한 Fe-Nd-C 조성 중에서 높은 보자력이 기대되는 조성 범위는 극히 제한되어, 750~800˚C에서 몇 분간의 열처리로 10kOe 이상의 높은 보자력을 얻을 수 있는 조성은 77~78 Fe, 7~8 C (at.%) 정도였다.

(NdㆍDy)-(FeㆍCoㆍAIㆍM)-B 합금에 Sn,Mo등을 첨가하여 그에 따른 미세구조와 열적안정성 및 자기적 특성 변화를 조사하였다. Sn과 Mo의 첨가는 (NdㆍDy)-(FeㆍCoㆍAIㆍM)-B 합금리본의 큐리온도를 크게 향상시켰으며 자기특성, 특히 보자력을 1KOe이상 증가시켰다. 그리고 이러한 현저한 보자력 증가는 입계형 defect인 disturbed grain boundary defect에 기인하는 것이라 판단되었다. 또한 Sn과 Mo 첨가원소는 irreversible loss를 각각 4%와 6% 감소시켜 리본자석의 열적안정성을 향상시켰다. 이는 Sn과 Mo의 첨가가 보자력을 크게 증가시켰기 때문이다. 한편 (NdㆍDy)-(FeㆍCoㆍAIㆍM)-B 리본자석들의 열저항온도(heat resistance temperature)는 irreversible loss와 직선관계를 이루었다.

공진 주파수 온도 계수(τf)가 큰 음의 값을 가지는 (Li12Nd12)TiO3(LNT) 고주파 유전체를 1250˚C에서 1400˚C까지의 온도에서 2시간동안 소결을 하였고 소결후에는 소결온도보다 약간 낮은 1200˚C에서 5시간 동안 annealing을 실시를 하였다. 그리고 열처리에 의한 상, 미세구조의 변화를 X-ray, SEM을 통해서 분석하였으며, 열처리가 고주파 유전물성에 대해 미치는 영향에 대해서도 고찰하였다. 1300˚C에서 1350˚C 근방에서 소결시킨 재료는 Annealing효과에 의해 소결체에 균일한 입도 분포가 증진되었고 체적 밀도가 향상되었으며, 열처리 효과에 의해 품질계수(Q)값이 향상되었고 유전상수(εr)는 약간 감소하였으며 공진주파수 온도계수(τf)는 더 큰 음의 값을 가지게 되었다. 그러나 1350˚C이상에서 소결한 경우에는 비정상적인 입자 성장에 의해 밀도가 감소되며, 이에 따라 고주파 유전특성이 전반적으로 저하되었다.었다.

본연구에서는 n-type 세라믹 초전도체인 Nd2-xCexCuO4상의 산소함량에 따른 ?기적저항의 변화를 고찰하고자 하였다. 일반적인 소결과 어닐링과정을 결쳐 제조된 Nd1.85Ce0.15CuO4-x 시편을 여러 온도와 산소분압의 분위기하에서 어닐링시킴으로써 산소의 함유량이 다른 시편들을 준비하였고 각각의 시편의 산소함량은 TGA(Thermogravimetric Analysis0에 의해 측정하였다. Nd1.85Ce0.15CuO4-x시편의 전기적 저항 측정은 표준 4-탐침방법을 이용하여 액체헬륨을 주입시켜 상온으로부터 4K까지 측정하였다. Nd1.85Ce0.15CuO4-x시편의 산소함량, 3.96≤4-x≤4.0의 범위에서 전기적저항을 측정한 결과 초전도특성이 나타나기 시작한 임계산소함량은 4-x=3.990이었고 이때의 임계온도 Tc=12K이었다. 또한 임계온도, Tc는 산소함량 4-x=3.96에서 24K로 측정되었다. 특이할 만한 현상은 CuO/Cu2O 열역학적 상전이가 일어나는 조건이 Nd1.85Ce0.15CuO4-x 시편의 초전도가 일어나는 임계와 일치하였다. 즉, Cu2O가 안정한 영역에서는 초전도특성이 나타났고 CuO가 안정한 영역에서는 초전도특성이 나타나지 않았다.

Nd-(Fe, Co)-B합금에 Ni, Al, Ti등을 복합치환하여 그에 따른 산화거동과 자기적 성질의 변화를 조사하였다. 이들 리본의 산호거동은 parabolic한 거동을 나타내고 있으며, Ni 첨가시 매우 낮은 산화량을 나타내었다. 또한 산화된 리본은 Nd-rich상의 우선적 산화에 의해 표면에 요철이 관찰되었으며 Ni 첨가시 그러한 요철은 많이 줄어들었다. 표면의 산화층은 Nd산화물이었고, 이는 입계에 있는 Nd-rich상이 산화되고 이것이 확산 통로로 작용하였다고 생각된다. 산화가 진행됨에 따라 입계상에 의한 domain wall pinning이 약해져 자기특성이 저하하였다. 그러나 Ni 첨가시 이러한 산화거동이 크게 억제되었으며 Ni의 첨가는 Nd-rich상의 산화저항성을 증가시킴으로써 리본의 산화를 억제해 자기특성의 저하를 억제하였다.

Nd-Fe-B계에 Co와 Al을 첨가한 자석합금을 진공유도용해로에서 제조하여 이들 합금을 단롤법으로 melt-spun시켜 급냉리본을 얻었다. 제작된 급냉리본의 냉각속도에 따른 자기적 성질의 변화를 조사하였고, 최적의 급냉속도에서 제작된 리본을 파쇄하여 resin bond 자석을 제조하였으며, 이들 급냉리본 및 bond자석의 자기적 성질, 미세구조, 결정구조에 관하여 연구, 조사하였다. 이들 급냉리본의 자기적 성질은 급냉속도에 따라 크게 변하였으며 20m/sec전후에서 최적의 자기적 성질을 보였다. 이때의 급냉리본의 미세조직은 Nd-rich의 입계상이 미세한 Nd2Fe14B결정립을 둘러싼 cell 형의 구조였으며, 특히 Al이 2.1at%첨가된 리본시료에서는 iHc=15.5KOe, Br=7.8KG, (BH)max=8.5MGOe의 자기적 성질을 나타내었다. 최적의 급냉속도에서 제작된 리본을 polyamide resin과 2.5wt%의 비율로 혼합하여 상온에서 성형, 결합시켜 제작한 bond자석에서 보다 현저히 향상되었으며 유지시간이 8분인 경우 iHc=10.8KOe, Br=7.3KG, (BH)max=8.0MGOe의 값을 가졌다. 한편, 자구구조는 maze pattern이 주로 관찰되어 자화용이축인 C축이 배열되었으며 bond자석에서보다 hot-press 자석에서 자구폭이 보다 작았다.