[논문]MgO 및 <tex> $TiO_2$</tex>가 첨가된 <tex> $ZnCr_2O_4$</tex> 세라믹 후막 습도센서의 감습 특성

윤상옥; 김관수; 조태현; 심상홍

MgO 및 $TiO_2$가 첨가된 $ZnCr_2O_4$ 세라믹 후막 습도센서의 감습 특성
Humidity-Sensitive Characteristics of MgO and $TiO_2$ Addition on $ZnCr_2O_4$ Ceramic Thick-Film Humidity Sensors 원문보기

윤상옥 (강릉대학교) , 김관수 (강릉대학교) , 조태현 (강릉대학교) , 심상홍 (삼척대학교)

[ $ZnCr_2O_4$ ]를 모물질로 하고 MgO, $TiO_2$를 몰비로 2:1, 4:1, 6:1, 및 8:1이 되게 정량적으로 조합한 후, 조사하였다. $ZnCr_2O_4$-MgO와 $ZnCr_2O_4-TiO_2$를 X-선 분석한 결과 Spinel 결정구조를 형성하였으며, 또한 SEM과 EDX 분석결과 각각 $Li_2CrO_4$와 $Li_3VO_4$의 형성으로 인하여 저항 특성이 나타나는 것을 알 수 있었다. $ZnCr_2O_4-MgO$, $ZnCr_2O_4-TiO_2$에서 MgO의 양이 증가할수록 저항값은 약간 감소하는 반면, $TiO_2$의 양이 증가할수록 저항값이 급격히 증가하는 특성을 나타내었고, 감습 특성에서도 M??보다 TiO2가 더 높게 나타내었다. 습에 따른 복원 특성의 경우 $700^{\circ}C$에서 소결한 ($ZnCr_2O_4:MgO=4:1$)과 ($ZnCr_2O_4:TiO_2=6:1$) 조성의 센서가 가장 양호하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 감습특성이 우수한 재료로 알려진 spinel형 ZnCr©를 모물질로 하고, 여기에 미세구조를 제어하여 감습 특성을 향상시키기 위하여, MgO, TiO₂, Li2CO₃, V2O₅ 등을 첨가한 물질을 센서재료로 하여 Au전극이 형성된 알루미나 기판 위에 후막으로 제조하여, 소성온도와 첨가제를 달리하여 상대습도의 변화에 따른 전기적 특성 및 복원 특성을 고찰하였다.

제안 방법

위하여 X-선 회절 분석을 하였다. X-선 회절 분석은 X-ray 회절분석기(MO₃XHF, MAC Science, Japan)로 조사하였고, 표면의 미세구조 관찰 및 성분분석은 SEM(Scanning Electron Microscope. LEO₄₂0, UK) 와 EDX(Energy Dispersive X-ray Sepctroscopy)을 사용하였다.
감습재료를 하소하였을 때 합성 상태를 확인하기 위하여 X-선 회절 분석을 하였다. X-선 회절 분석은 X-ray 회절분석기(MO₃XHF, MAC Science, Japan)로 조사하였고, 표면의 미세구조 관찰 및 성분분석은 SEM(Scanning Electron Microscope.
기판재 료는 알루미나를 사용하였으며, 빗살형으로 Au전극을 형성하였고 습도 감지막으로는 우수한 감습 특성을 나타내는 ZnCnQ에 MgO, TQ2를 몰비로 2:1, 4:1, 6:1, 및 8:1이 되게 정량적으로 조합한 후, 10wt% Li2CO₃, 5wt% V2O₅를 첨가하여 제작하였다.
재료의 감습특성은 항온항습 chamber(PDR 3KP, Espec, Japan)에서 측정온도 2SC의 온도에서 상대습도 30~90%RH범위에서 LCR meter(3532, Hioki, Japan)를 이용하여 상대습도에 따른 저항 특성값을 측정하였다. 센서의 복원력(R)는 다음 식(1)에 대입하여 계산하였다.
9%) 분말을 사용하였으며, 소정의 조성대로 칭량하여 ball mill로 혼합한 후, 9000에서 2시간 하소하여 감습재료를 합성하였다. 합성된 조성의 분말에 35wt% BCA(n-butyl carbitol Acetate + ethyl celkdose(20wt%))와 교반하여 paste 를 제작하여 325mesh 실크스크린을 이용하여 Au 전극이 형성된 알루미나 기판 위에 후막으로 인쇄하고 650 ~ 750笆에서 2시간 동안 소결하였다.

대상 데이터

9%). V2O₅(99.9%) 분말을 사용하였으며, 소정의 조성대로 칭량하여 ball mill로 혼합한 후, 9000에서 2시간 하소하여 감습재료를 합성하였다. 합성된 조성의 분말에 35wt% BCA(n-butyl carbitol Acetate + ethyl celkdose(20wt%))와 교반하여 paste 를 제작하여 325mesh 실크스크린을 이용하여 Au 전극이 형성된 알루미나 기판 위에 후막으로 인쇄하고 650 ~ 750笆에서 2시간 동안 소결하였다.
출발원료는 삼보의 ZnO(99.9%), Junsei의 Cr2O₃ (99.9%), 고순도화학의 MgO(99.9%), TiO₂(99.9%) LiaCO₃(99.9%). V2O₅(99.

성능/효과

EDX 성분분석 결과 ZnCrQi-MgO에서 열처리 온도의 증가에 따라 LizCrQ가 65此, 700T에서는 소량 존재하다가 7500에서 급격히 형성되는 것으로 보아 750P에서의 급격한 저항 중가는 LizCrO, 가다량 형성된 것이며, ZnCrzOrTiCb에서 열처리 온도의 증가에 따라 65012에서 700P까지 입자 성장에 따른 치밀화로 저항값이 줄어들다가 750P에서 다량의 UVO₄ 액상이 형성되면서 저항값이 다시 높아지는 특성값을 EDX 확인결과 알 수 있었다.
ZnChQ에 MgO를 첨가한 것보다 TiO₂를 첨가한 것이 저항 특성이 높게 나왔다. ZnCEd에 MgO를 정량적으로 첨가한 결과 ZnCnQt와 MgO의 mol비가 4:1에서, T02 를 정량적으로 첨가한 결과 ZnC&Qi와 MgO의 mol비가 6:1 조성의 센서가 감습특성(선형성)이 가장 우수하였다.
ZnChd에 MgO를 넣은 조성의 경우 TiC)2을 넣은 것보다 전체적으로 저항 특성값은 낮게 나왔지만 복원 특성은 높게 나타났으며, 특히 (ZnCr2O₄: MgO=4:l)과 (ZnCr2O₄:TiO₂=6:l) 조성의 센서가 복원 특성이 가장 우수하였다.
는 70013에서 열처리한 센서 시편의 SEM 미세구조를 나타낸 것이다. ZnCr2O₄-MgO, ZnCrzOrTiOz에서 열처리 온도가 증가함에 따라 결정립의 크기가 증가하고 있으며 일부 큰 비정상 결정이 생기는 것으로 보아 LEVO% Li2CrQi의 형성에 의한 것으로 알 수 있으며 ZnCnd-TiCfe는 ZnCnOrMgO보다 기공이 많이 형성되는 것으로 나타났다.
[1] MgO 와 TiO₂ 가 첨가된 ZnCnOrMgO, ZnCr2O₄-TiO₂ 모두 700笆에서 2시간 동안 열처리한 센서가 감습 특성이 가장 우수하였으며, ZnCrzC*에 MgO를 첨가한 것보다 TiCh를 첨가한 것이 저항 특성은 높았으나 복원률은 MgO를 첨가한 것이 높게 나왔다.
[2] ZnChQ에 MgO를 정량적으로 첨가한 결과 ZnCnQi 와 MgO 의 mol 비가 4:1에서, TiG 를 정량적으로 첨가한 결과 ZnCrzQ와 MgO의 mol비가 6:1 조성의 센서가 감습특성 및 복원 특성이 가장 우수하였다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

MgO 및 $TiO_2$가 첨가된 $ZnCr_2O_4$ 세라믹 후막 습도센서의 감습 특성
Humidity-Sensitive Characteristics of MgO and $TiO_2$ Addition on $ZnCr_2O_4$ Ceramic Thick-Film Humidity Sensors 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

MgO 및 $TiO_2$가 첨가된 $ZnCr_2O_4$ 세라믹 후막 습도센서의 감습 특성 Humidity-Sensitive Characteristics of MgO and $TiO_2$ Addition on $ZnCr_2O_4$ Ceramic Thick-Film Humidity Sensors 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

MgO 및 $TiO_2$가 첨가된 $ZnCr_2O_4$ 세라믹 후막 습도센서의 감습 특성
Humidity-Sensitive Characteristics of MgO and $TiO_2$ Addition on $ZnCr_2O_4$ Ceramic Thick-Film Humidity Sensors 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper