초록 ▼

고온센서용 다결정 압전세라믹스 개발이 절실히 요구되는 점을감안하고 화학적공침법의 잇점을 고려하여 본연구에서는 화학적공침법으로 높은 큐리온도를가진 A2B2O7형 압전체인 다결정 Sr2Nb2O7과 La2Ti2O7 세라믹스를 처음으로 제조하였다.분말합성시의 하소온도와 합성된 분말의 분말특성을 조사하고 이로부터 얻어진 소결체의입성장과 입자배향을 중심으로 한 소결특성과 유전 및 압전특성과 같은 전기적 특성을 조사하여 고상반응법과 용융염합성법을 이용한 선행연구 결과와 비교한 결과는 다음과 같이 요약된다.1. 용융염합성법에 의하면 고상반

고온센서용 다결정 압전세라믹스 개발이 절실히 요구되는 점을감안하고 화학적공침법의 잇점을 고려하여 본연구에서는 화학적공침법으로 높은 큐리온도를가진 A2B2O7형 압전체인 다결정 Sr2Nb2O7과 La2Ti2O7 세라믹스를 처음으로 제조하였다.분말합성시의 하소온도와 합성된 분말의 분말특성을 조사하고 이로부터 얻어진 소결체의입성장과 입자배향을 중심으로 한 소결특성과 유전 및 압전특성과 같은 전기적 특성을 조사하여 고상반응법과 용융염합성법을 이용한 선행연구 결과와 비교한 결과는 다음과 같이 요약된다.1. 용융염합성법에 의하면 고상반응법에 의한 것보다 150-200℃ 낮은 하소온도에서 단일상이 나타났고, 화학적공침법으로는 고상반응법에 의한 것보다 100-150℃ 낮은 하소온도에서 단일상을 얻을 수 있었다. 또 용융염합성법에 의하면 La2Ti2O7의 생성에 앞서 중간생성물 LaTiO3이 생성되었고, 화학적공침법에서는 Sr2Nb2O7의 생성에 앞서 중간생성물인Sr4Nb5O14이 생성되었다. 특히 화학적공침법으로 제조된 분말은 고상반응법과 용융염합성법에 비해 더욱 미세하고 균일하였다.2. Sr2Nb2O7의 경우 화학적공침법의 소결밀도는가 이론밀도의 97%로 고상반응법 및용융염합성법보다 3%정도 높았으나, La2Ti2O7의 경우 용융염합성법의 소결밀도가 화학적공침법보다 오히려 높게 나타났다. 또 제조방법에 관계없이 A2B2O7세라믹스는 (0k0) 피크 강도가 두드러졌으며, 특히 Sr2(Ta1-xNb1-x)2O7에서 x의 값이 클수록 소결밀도 및 입자배향도가 현저히 커졌다.3. 제조된 Sr2Nb2O7세라믹스의 입자배향도는 화학적공침법이 고상반응법과 용융염합성법에 비해 현저히 높게 나타났다. 따라서 화학적공침법으로 얻어진 세라믹스는 그 절단방향에 따라 결정의 입자배향성 뿐만 아니라 전기적 특성이 현저히 다른 이방성을 나타내었는데, a-cut인 경우 유전상수가 86으로 단결정에 비해 손색이 없었다.4. 본 연구를 통하여 1300℃ 이상의 높은 큐리온도를 가진 A2B2O7형 세라믹스를 다결정으로도 제조할 수 있음을 확인 하였는데, 이는 박막형 강유전체 재료와 함께 고온용 압전체로 아주 유용하게 사용될 것으로 전망된다.

Abstract ▼

Polycrystalline Sr2(Ta1-xNb1-x)2O7 and La2Ti2O7 ceramicswith very high Curie temperatures were synthesized by the conventional oxide (CON),the molten salt synthesis (MSS) and the chemical coprecipitation methods (CCP).Physical properties and the sintering behavior were studied and the ph

Polycrystalline Sr2(Ta1-xNb1-x)2O7 and La2Ti2O7 ceramicswith very high Curie temperatures were synthesized by the conventional oxide (CON),the molten salt synthesis (MSS) and the chemical coprecipitation methods (CCP).Physical properties and the sintering behavior were studied and the phases synthesizedduring calcination were identified by XRD. The grain-orientation and dielectricproperties of sintered ceramics were investigated as a function of composition and firingtemperature.Using the MSS method, the single phase A2B2O7 could be synthesized at thetemperature of 150 - 200℃ lower than that by the CON method. Strontium niobate,Sr2Nb2O7, powder was prepared by the chemical coprecipitation method at temperaturesas low as 800℃ via intermidiate phase of Sr5Nb4O15 formed at 700℃ using startingchemicals Sr2Cl26H2O, NbCl5 and HO2CCO2H Sr2Nb2O7. The resulting CCP-derivedpowder was observed to have finer and more uniform particle size distribution thanthose obtained through the conventional or the molten salt synthesis method.As Nb content increased in Sr2(Ta1-xNbx)2O7 ceramics prepared by the variousmethod, both Curie temperature and the dielectric constant at Curie temperature wereincreased, and the sintering behavior and the degree of grain-orientation were alsoimproved. The use of MSS-derived powders lowered the sintering temperature andimproved the dielectric properties of the sintered samples. However, neither thepiezoelectric properties nor the grain-orientation were not improved any further by theMSS route. The CCP-derived powder made it possible to lower the optimum sinteringtemperature down to 1400℃ without sacrificing the desired dielectric and piezoelectricproperties. Very high grain orientation developed along the (0k0) direction wasobserved by SEM, which might improve the dielectric properties of the sinteredsamples.

목차 Contents

• 목 차...6
• I. 서 론...7
• II. 실험 및 측정...8
• 2.1. 분말의 합성...8
• 2.2. 시편제조...8
• 2.3. 특성측정...8
• III. 결과 및 고찰...11
• 3.1. 하소분말 특성...11
• 3.2. 소결특성...17
• 3.3. 전기적 특성...26
• VI. 결 론...32
• 참고문헌...33
• 부록 1. 연구수행관련 논문발표 목록서...34
• 부록 2. 자체평가서...35