[논문]PNN-PZ-PT 세라믹스의 미세구조 및 암전특성에 대한 <tex> $Y_{2}O_{3}$</tex>와 <tex> $Ga_{2}O_{3}$</tex>의 첨가효과

권정호; 최해윤; 정연학; 김일원; 송재성; 정순종; 이재신

PNN-PZ-PT 세라믹스의 미세구조 및 암전특성에 대한 $Y_{2}O_{3}$와 $Ga_{2}O_{3}$의 첨가효과
The Effects of $Y_{2}O_{3}$ and $Ga_{2}O_{3}$ Addtives on the Microstructure and Piezoelectric Properties of PNN-PZ-PT Ceramics 원문보기

권정호 (울산대학교 첨단소재공학부) , 최해윤 (울산대학교 첨단소재공학부) , 정연학 (울산대학교 첨단소재공학부) , 김일원 (울산대학교 수학 및 물리기술학부) , 송재성 (한국전기연구원 전자기소자그룹) , 정순종 (한국전기연구원 전자기소자그룹) , 이재신 (울산대학교 첨단소재공학부)

In this study, the microstructure, dielectric and piezoelectric properties of $0.15Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.85(PbZr_{0.5}Ti_{0.5})O_3$(0.15PNN-0.85PZT) ceramics having compositions near the morphotropic phase boundary(MPB) was investigated with respect to the variation of $Y_2O_3$ and $Ga_2O_3$ addition amount. The dielectric properties increased and piezoelectric properties decreased with increasing the amount of $Ga_2O_3$. The solubility limit of $Y_2O_3$ is 0.5mol% in this system. The electro-mechanical coupling factor$(K_p)$ and dielectric constant(${\varepsilon}_r$) were 58.6% and 1755 when the amount of $Y_2O_3$ are 0.5mol%.

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문제 정의

본 연구에서는 E. A. Buyanova 등에 의해 개발된 상경계 부근에서 우수한 유전 및 압전특성을갖는 PNN-PZT 계의 0.15Pb(NiM3Nbw)C)3T).85Pb (Zr, Ti)O₃[5' 세라믹스를 기본조성으로 선택하여, m 족 원소인 Y2O₃와 Ga2O₃ 첨가에 대한 미세구조 및압전특성을 연구하였다.
본 연구에서는 PNN-PZT계 세라믹스에 m족 원소인 Y2O₃와 Gag을 첨가했을 때 첨가량 변화에따라 PNN-PZT계 세라믹스의 미세구조변화와 압전특성에 미치는 영향에 대한 연구결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

제안 방법

columbite 상을 만들기 위하여 NiO와 Nb2)5, TiO₂와 ZrCfe를 각각 1 : 1 몰비로 섞고, 24시간동안 습식 혼합하여 100010에서 4시간 반응시켰다. 이들 화합물과 PbO, Y2O₃, GajCh를 첨가하여 24시간동안 습식혼합 후 850℃에서 2시간동안 2차 하소하여 100P에서 24시간 건조하였으며, 제조된 분말을 10wt.
본 조성과 같은 Pb와 Nb을 포함하는 세라믹스는 일반적인 방법으로 소성할 경우 pyrochlore 상이 생성되기 쉽다는 점을 감안하여 columbite precursor 법⑹을 이용하여 columbite 상 화합물인 NiNbzQ;와 ZrTiCh를 먼저 합성하고, 이 화합물과 PbO를 조합하는 방법을 택하였다. columbite 상을 만들기 위하여 NiO와 Nb2)5, TiO₂와 ZrCfe를 각각 1 : 1 몰비로 섞고, 24시간동안 습식 혼합하여 100010에서 4시간 반응시켰다.
% 혼합 후 lton/cnf의 압력 하에서 지름 18mm 로 성형하였다. 이 성형체를 PbZrO₃ 분위기 소체를 사용하여 공기 중에서 10501 온도에서 2시간동안 소결하여, 양면에 은 전극을 인쇄법으로 형성한 다음 120℃의 실리콘오일 중에서 30kV/cm의 직류전계를 20분동안 인가하여분극 처리하고 공기 중에서 24시간동안 방치한 후 Impedance Analyzer HP 4194A(Hewlet Packard Co. USA)를 이용하여 공진 및 반공진법으로 유전 및 압전특성을 측정하였다.

대상 데이터

원료분말로 PbO, Nb2O₅, NiO, TiO₂, ZrO₂, Y2O₃, GazQj를 사용하여 다음의 조성을 갖게 평량하였다.

성능/효과

Ga을 첨가할수록 소결 밀도 및 grain size가 감소하였고, 이에 의해 압전특성은 감소하였다. 반면 Y2O₃는 고용한계인 0.5mol% 첨가하였을 때 grain size(3.33/zm), 상대유전율(1755) 및 전기기계결합계수(58.6%)로 유전 및 압전특성이 향상됨을 알 수 있었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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