[논문](Ba0.86Ca0.14)(Ti0.85Zr0.12Sn0.03)O3계 세라믹스의 미세구조와 유전 특성

신상훈; 류주현; 이광민; 신동찬

doi:10.4313/jkem.2015.28.7.424

(Ba0.86Ca0.14)(Ti0.85Zr0.12Sn0.03)O3계 세라믹스의 미세구조와 유전 특성
Microstructure and Dielectric Properties of (Ba0.86Ca0.14)(Ti0.85Zr0.12Sn0.03)O3 Ceramics 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.28 no.7, 2015년, pp.424 - 427

신상훈 (세명대학교 전기공학과) , 류주현 (세명대학교 전기공학과) , 이광민 (세명대학교 전기공학과) , 신동찬 (동일전자(주))

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, in order to develop the capacitor composition ceramics with the good dielectric properties, $(Ba_{0.86}Ca_{0.14})(Ti_{0.85}Zr_{0.12}Sn_{0.03})O_3+xCuO$ (x= 0.006~0.010) ceramics were prepared by the conventional solid-state reaction method. The effects of CuO addition on the microstructure and dielectric properties was investigated. All specimens indicated rhombohedral phase without any secondary phase. As CuO addition increased, the variation width of TCC was increased at more than $40^{\circ}C$. Also, the specimen with x=0.007 sintered at $1,250^{\circ}C$ showed the high dielectric constant of 9,632 in spite of low temperature sintering temperature.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 (Ba_0.86Ca_0.14)(Ti_0.85Zr_0.12Sn_0.03)O₃ 조성으로 CuO 첨가량에 변화를 주어 1,250℃ 미만의 저온에서 소결한 상태에서 높은 유전상수를 갖는 우수한 세라믹 콘덴서 조성을 개발하고자 한다.
본 연구에서는 저온소결 가능하며, 동시에 높은 유전상수를 갖는 세라믹 콘덴서 조성을 개발하고자(Ba_0.86Ca_0.14)(Ti_0.85Zr_0.12Sn_0.03)O₃ 조성에 CuO를 첨가하여 첨가량에 따른 세라믹스의 미세구조와 유전 특성에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

(Ba_{0 .86}Ca_{0. 14})(Ti_{0 .85}Zr_{0. 12}Sn_{0. 03})O₃+Sintering aids(Bi₂O₃+Nb₂O₅+MnO₂+Al₂O₃) +x mol CuO

이론/모형

본 실험에서는 다음의 조성식을 이용하여 일반적인 산화물 혼합법으로 시편을 제조하였다.

성능/효과

2. 시편의 미세구조는 CuO의 첨가량이 증가함에 따라 불균일한 그레인에서 균일한 그레인으로 바뀌면서 그레인의 크기가 균일하게 성장하는 것으로 나타났다.
3. CuO의 첨가량이 증가함에 따라 40℃ 이상에서 TCC 변화폭이 더욱 증가하였다.
4. x= 0.007 첨가된 조성에서 1,250℃ 저온소결 상태에서 가장 높은 9,632의 유전상수 값을 나타내었으며, 최적의 첨가량인 것으로 사료된다.
모든 시편은 전형적인 perovskite 구조를 나타내고 있고, 이차상(secondary phase)이 관찰되지 않았다. CuO의 첨가량에 따라 상변화는 없었으며, 모든 시편은 능면체상 (rhombohedral phase)을 나타내었다.
1. 모든 시편은 전형적인 perovskite 구조를 나타내고 있고, 이차상(secondary phase)이 관찰되지 않았다. CuO의 첨가량에 따라 상변화는 없었으며, 모든 시편은 능면체상 (rhombohedral phase)을 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	CuO의 첨가량에 따른 시편의 미세구조는 어떻게 되는가?	2. 시편의 미세구조는 CuO의 첨가량이 증가함에 따라 불균일한 그레인에서 균일한 그레인으로 바뀌면서 그레인의 크기가 균일하게 성장하는 것으로 나타났다.
	높은 유정상수와 온도 특성이 우수한 세라믹에 대한 연구가 필요한 이유는 무엇인가?	일반적으로 TCC의 제어는 BaTiO3는 Ba2+ 이온자리에 Ca2+ 이온을 치환시키고, Ti4+ 이온자리에 Zr4+와 Sn4+를 치환하여 큐리온도를 상온으로 이동하여 상온에서의 유전상수를 증가시키며 제어한다. 또한, BaTiO3는 120℃∼130℃ 부근에 큐리점이 위치하고 있는데 최대의 유전상수를 나타내는 큐리온도가 120℃ 정도로 높기 때문에 상온에서 사용 하는데 있어서 낮은 유전상수 때문에 콘덴서로 사용하는데 많은 문제점이 있다 [5-8]. 따라서 큐리온도를 상온 부근으로 내리기 위한 조성을 개발하여, 상온으로 큐리온도를 이동시키며, 동시에 높은 유전상수와 온도 특성이 우수한 세라믹에 대한 연구가 필요하다 하겠다.
	BaTiO3계 강유전체의 특징은 무엇인가?	BaTiO3계 강유전체는 기존의 탄탈륨, 알루미늄계열의 유전체보다 상대적으로 유전상수가 높고 제조 공정이 간단하여 널리 콘덴서 조성으로 이용되고 있다. 그러나 순수한 BaTiO3는 상온 부근에서 정전용량의 TCC 특성은 우수하나 유전상수가 1,500 정도이고, 최근에는 고압용 콘덴서로는 유전상수가 7,000∼8,000정도이며 온도-커패시턴스 변화(TCC)가 EIA의 Y5U 특성을 만족하는 것이 많이 사용되고 있다 [3,4].

참고문헌 (9)

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D. H. Jang, H. C. Ki, S. H. Oh, K. J. Hong, and T. S. Kim, Proc. of Spring Conference, 321 (1999).

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