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(a) 고분자, 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체, 탄소 나노파이버, 세라믹 물질 또는 세라믹 물질 전구체, 용매를 포함하는 방사액을 제조하는 단계,(b) 상기 방사액을 전기방사함으로써 나노섬유를 수득하는 단계,(c) 상기 전기방사하여 수득한 나노섬유에 대해 공기 또는 산소 분위기에서 열처리를 수행하는 후 산화처리 단계, 및(d) 상기 후 산화처리된 나노섬유에 대해 수소 분위기에서 열처리를 수행하는 자화 열처리 단계를 포함하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐파이롤리돈, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올, 아크릴계 수지, 염화폴리에틸렌수지, 폴리이미드, 폴리비닐부티알, 실리콘계 수지, 실리콘 고무, 폴리아닐린, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되고;상기 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체는 Fe, Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Nb, Mo, Sr, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Hf, Ta, Cr, Zr, B, C, Si, Al 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 결정질, 비정질계 합금 또는 페라이트 자성체이며;상기 세라믹 물질 또는 세라믹 물질 전구체는 Si, Al, P, B, Mg, Ti, Y, Zr, Sr, Mn, Zn, Ba, Ca, V, La, Ce, Cu 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 절연성 산화물, 질화물 또는 탄화물이고;상기 후 산화처리는 100-700 ℃에서 수행되며;상기 자화 열처리는 400-1,000 ℃에서 수행되고;상기 나노섬유 중량 내에 상기 탄소 나노파이버가 0
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제2항에 있어서, 상기 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체는 Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 결정질 혹은 비정질계 합금인 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제3항에 있어서, 상기 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체는 Fe-Co-Ni계, Fe-Co계, Fe-Ni계, Fe-Al-Si계, Fe-Al-B-Nb-Cu계, Fe-Al-B-Nb계, Fe-Si-B계, Fe-Si계, Fe-Cr계; Fe-Cr-Mo-C-B계, Fe-Si-B-C계, Fe-Si-B-C-P계, Fe-Cr-B-Si-C계, Fe-Si-B-Nb계, Fe-Zr-B-(Ni)계, Fe-Cu-Nb-Si-B계, Fe-Co-Ni-Zr-B계, Fe-Al-B-(Nb,Cu)계, Fe-Nb-B계, Fe-Zr-B-Cu계, Fe-Cr-Mo-C-B계, Co-Fe-Si-B계, Co-Fe-Ni-(Mo)-B-Si계, Ni-Cr-Fe-Si-B계, Ni-Nb-Cr-Mo-P-B계, Ni-B-Si계 결정질계 또는 비정질계 합금인 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체는 철, 코발트, 니켈을 포함하고; 상기 자성 나노입자 전구체는 철염, 니켈염, 코발트염 또는 이들 각각의 수화물을 포함하며;상기 세라믹 물질 또는 세라믹 물질 전구체는 실리콘, 알루미늄을 포함하고; 상기 세라믹 물질 전구체는 (i) 테트라오쏘실리케이트, 실란올, 다이실란올, 메탈로시록산, 페닐실란트라이올, 메탈로실세스퀴옥산 및 이들의 혼합물에서 선택된 1종, 및 (ii) 알루미늄염 또는 이의 수화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제5항에 있어서, 상기 (a) 단계는(a-1) 상기 자성 나노입자 또는 자성 나노입자 전구체 및 상기 알루미늄염을 포함하는 자성 혼합분말 용질을 제조하는 단계,(a-2) 상기 고분자, 상기 테트라오쏘실리케이트, 실란올, 다이실란올, 메탈로시록산, 페닐실란트라이올, 메탈로실세스퀴옥산 및 이들의 혼합물에서 선택된 1종, 상기 탄소 나노파이버, 상기 용매를 혼합한 고분자 혼합 용매를 제조하는 단계,(a-3) 상기 자성 혼합분말 용질 및 상기 고분자 혼합 용매를 혼합하여 방사액을 수득하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 자화 열처리는 450-550 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 자성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 자화 열처리는 550-750 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 자성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 자성 혼합분말 용질의 중량을 기준으로 상기 탄소 나노파이버는 0
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제6항에 있어서, 상기 자성 혼합분말 용질의 중량을 기준으로 상기 탄소 나노파이버는 1
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제6항에 있어서, 상기 고분자는 수평균 분자량이 50,000-1,300,000인 PVP이고;상기 전기방사는 8-25 kV의 전압을 대전함으로써 수행되며;상기 자화 열처리된 나노섬유는 직경이 5-500 nm인 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유 제조방법
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제9항의 제조방법에 의해서 제조된 나노섬유로서, 상기 나노섬유는 자장을 가한 경우 900-1,200 Oe의 보자력을 나타내는 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유
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제10항의 제조방법에 의해서 제조된 나노섬유로서,상기 나노섬유는 자장을 가한 경우 160-180 emu/g의 포화자화능을 나타내고,상기 나노섬유는 X선 회절 결과 FeNi 및 CoFe 결정상에 대한 회절 피크를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유
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제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의해서 제조되는 나노섬유의 자기적 특성 조절방법으로서,상기 자기적 특성은 상기 탄소 나노파이버의 함량 및 상기 자화 열처리의 온도를 조절함으로써 조절되며;상기 자기적 특성은 포화자화값 또는 보자력인 것을 특징으로 하는 나노섬유의 자기적 특성 조절방법
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(i) 철, 코발트, 니켈을 포함하는 자성 나노입자, (ii) 실리콘 및 알루미늄을 포함하는 세라믹 물질, (iii) 탄소 나노파이버를 포함하는 자기적 특성이 부여된 나노섬유로서,상기 나노섬유는 X선 회절분석에 따라 2θ값이 43
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제15항에 있어서, 상기 결정립의 평균 크기는 γ-Fe1-xNix 결정상 및 α-Fe1-yCoy 결정상이 각각 3
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제16항에 있어서, 상기 나노섬유는 X선 회절분석에 따라 2θ값이 40° 내지 24° 영역에서 2θ값이 감소함에 따라서 피크가 유의적으로 상승하는 X선 회절 피크를 보이는 것을 특징으로 하는 자성이 부여된 나노섬유
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제16항에 있어서, 상기 자성이 부여된 나노섬유는 제2항의 제조방법에 의해 제조되고, 상기 자화 열처리가 550-650 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 자성이 부여된 나노섬유
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