| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | NiO첨가에 따른 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PZT 압전 세라믹스의 압전특성 |
| 초록 | 1. 서론 센서용 압전세라믹스가 가져야할 일반적인 특성은 압전성이 높고, 유전율이 높으며, 항전계(Ec)가 적고, 기계적 품질계수(Qm)가 작아야 한다. 본 연구에서는 센서용 압전세라믹스에 적합한 PNN-PZT 시스템을 이용한 조성설계를 통해 높은 perovskite상 합성률을 이끌어 내기 위한 시도를 진행하였고, NiO첨가량에 따른 소결 특성 및 전기적 특성을 연구하였다. 2. 실험방법 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.5Pb(ZrxTi1-x)O3-y[mol%]NiO-1[w%]PbO(0.2＜x＜0.5,0＜y＜8,이하 PNN-PZT)의 조성에 맞추어 칭량한 후, ZrO 볼과 증류수를 이용하여 24시간동안 볼 밀링을 실시하여 건조, 분급한 후 850℃에서 2시간 하소하였다. 하소된 분말은 분쇄공정을 거쳐 PVA(polyvinyl alcohol)를 1wt.% 첨가하여 72시간동안 2차 밀링하여 slurry로 만든 후 가열, 교반하면서 완전 건조시켰다. 제조된 분말을 25mm인 원판모양으로 100MPa의 성형압력으로 일축가압 성형하였다. 성형 후 대기분위기에서 1000~1200℃에서 2시간동안 소결하였다. XRD를 사용하여 하소한 분말과 소결체의 상을 분석하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 소결시편의 양쪽 면에 전도성 silver paste로 도포하여 650℃에서 20분간 소부 하고, 시편을 80℃로 유지한 실리콘 오일 항온조에서 2kV/mm 20분간 분극 처리하였다. 분극 처리된 시편을 24시간 동안 상온시효한 후, Impedance/Gain Phase Analyzer(HP4194A)를 사용 공진-반공진법으로 유전 및 압전 정수를 구하였다. 3. 실험 결과 PNN-PZT 조성에서는 NiO가 1mol%이상 첨가될 때 2차상들의 생성과 입경의 감소가 관찰 되었으며, 유전 및 압전 특성이 NiO고용에 의해 변화됨을 알 수 있었다. NiO 고용에 따라 1mol% 까지는, NiO가 소결조제로서 작용하여 밀도와 함께 유전 및 압전 특성이 급격히 증가하였으며, 1mol% 이상에서는 PbO의 휘발이 급격히 발생하여 결정립 크기의 감소와 함께 유전율, 전기기계결합계수(kp), d33값은 감소하였고, 기계적 품질계수(Qm)는 증가함을 알 수 있었다. 따라서 PNN-PZT시스템은 1150℃에서 소결할 경우, 높은 유전율과 높은 압전 전압상수(g33)가 요구되는 가속도형 센서에 응용될 수 있는 조성임을 알 수 있었다. 감사의 글 : 본 연구는 산업자원부의 출연금 등으로 수행한 지역전략산업 석박사 연구인력 양성사업과 지역혁신 특성화 시범사업의 일환으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다. 참고문헌 1. L. Lebrun, B. guiffard, et al., J. Euro. Ceram. Soc. 21 , pp. 1357-1360.(2001) |
| 저자 | 최용길1, 손영진2, 권준철1, 조경원2, 윤만순1, 김일호2, 김영민1, 어순철2 |
| 소속 | 1충주대, 2저장소재 및 부품개발 연구 센터 |
| 키워드 | 압전세라믹스; PNN-PZT |
