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SnO2가 첨가된 저온소결 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3계 세라믹스의 유전 및 압전 특성
Dielectric and Piezoelectric Properties of Low Temperature Sintering (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3 Ceramics Doped with SnO2 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.28 no.11, 2015년, pp.690 - 693  

이광민 (세명대학교 전기공학과) ,  류주현 (세명대학교 전기공학과) ,  이지영 (세명대학교 컴퓨터공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, in order to develop excellent Pb-free composition ceramics for ultrasonic sensor. The $SnO_2$-doped ($Na_{0.525}K_{0.443}Li_{0.037})(Nb_{0.883}Sb_{0.08}Ta_{0.037})O_3$)(abbreviated as NKL-NST) ceramics have been synthesized using the ordinary solid state reaction...

주제어

# $SnO_2$   #NKN   #Lead-free piezoelectric  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 저온소결로 제작하여 초음파 센서에 응용하고자 무연 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3계 세라믹스에 CuO, Fe2O3, Bi2O3, SnO2 등을 소결조제로 사용하여 산화물 혼합법을 이용한 소결 방법으로 제조하여 유전 및 압전 특성을 관찰하였다.
  • 본 연구에서 우수한 압전 및 유전 특성을 갖고 저온 소결 가능한 초음파 센서용 무연 압전 세라믹스를 개발하기 위하여 (Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08Ta0.037)O3 +0.3 wt% Bi2O3 + 0.4 wt% Fe2O3 + 0.2 wt% CuO + x wt% SnO2 조성에 SnO2 첨가에 따른 압전 및 유전 특성에 미치는 영향에 대하여 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
(PbZr)TiO3계 세라믹스는 어떤 분야에서 사용되고 있는가? (PbZr)TiO3계 세라믹스는 우수한 압전 특성 때문에 계측 기기, 초음파 기기, 통신 기기, 압전변압기, 에너지하베스팅 소자, 그리고 액츄에이터 등에 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나 현재 사용 중인 이러한 세라믹 재료들은 Pb(ZrTi)O3계로 다량의 납을 포함하고 있으며 이것들은 인체에 유해하고 환경에 오염을 유발하고 있다 [1].
무연 압전 세라믹스를 3가지 타입으로 나누면? 첫 번째로 Bi layer-structured ceramics로 치밀한 미세구조를 얻기 어려우며 kp값이 매우 낮으나 높은 Qm값을 얻을 수 있다. 두 번째로 Bi perovskite type ceramics는 약 200℃ 부근에서 강유전상이 반강유전상으로 변환되는 문제가 있으나 높은 d33와 kp값을 얻을 수 있다. 마지막으로 NKN ceramics는 일반적인 산화물 혼합법을 이용하기 때문에 높은 밀도로 얻기 어려우나 높은 큐리온도(약 400℃)와 큰 kp(약 36%)를 얻을 수 있다 [3-5]. 그래서 높은 밀도로 얻기 위하여 spark plasma sintering, hot pressing 등 방법을 이용하여 높은 밀도로 얻을 수 있으나 이러한 과정들은 높은 비용 때문에 일반적인 사용이 어렵다 [6].
(Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08Ta0.037)O3 +0.3 wt% Bi2O3 + 0.4 wt% Fe2O3 + 0.2 wt% CuO + x wt% SnO2 조성에 SnO2을 첨가함에 따라 유전상수가 최대로 나타났을 때 수치는? 3. SnO2를 첨가함에 따라 유전상수는 0.3 wt% 첨가되었을 때 1,339으로 최댓값을 나타냈다.
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참고문헌 (6)

  1. S. H. Lee, S. P. Nam, S. G. Lee, and Y. H. Lee, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 24, 116 (2011). 

  2. Y. H. Lee, D. H. Kim, J. H. Yoo, I. S. Kim, J. S. Song, and J. I. Hong, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 22, 489 (2009). 

  3. J. R. Noh and J. H. Yoo, Ferroelectrics, 449, 125 (2013). [DOI: http://dx.doi.org/10.1080/00150193.2013.822777] 

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  4. C. Zhang, Z. Chen, W. J. Ji, L. Wang, Y. B. Chen, S. H. Yao, S. T. Zhang, and Y. F. Chen, J. Alloys Compd., 509, 2425 (2011). [DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.11.037] 

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  5. B. H. Seo and J. H. Yoo, J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng., 23, 617 (2010). 

  6. T. Takenaka and H. Nagata, J. Eur. Ceram. Soc., 25, 2693 (2005). 

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