초록 ▼

세계 최초로 KIMS에서 개발한 친환경 압전 단결정 제조 공정(별도의 seed 사용 없이 일반 소결 공정을 통해 스스로 급속 성장)을 사용하여, 환경오염 재료인 PZT를 대체할 수 있는 재료로서, 압전 센서로 응용이 가능한 친환경 압전 단결정 소재를 개발하였음.

ㅇ 세라믹 재료의 비정상 입성장 속도를 1000배 높이는 조성 디자인 규칙 세계 최초 개발
- 단결정 성장을 위한 seed를 사용하지 않고, 비정상 입성장의 극대화를 통하여 친환경 압전 단결정을 세계 최초로 성장시킴.
- 일반 소결 공정에서 비정상 입

세계 최초로 KIMS에서 개발한 친환경 압전 단결정 제조 공정(별도의 seed 사용 없이 일반 소결 공정을 통해 스스로 급속 성장)을 사용하여, 환경오염 재료인 PZT를 대체할 수 있는 재료로서, 압전 센서로 응용이 가능한 친환경 압전 단결정 소재를 개발하였음.

ㅇ 세라믹 재료의 비정상 입성장 속도를 1000배 높이는 조성 디자인 규칙 세계 최초 개발
- 단결정 성장을 위한 seed를 사용하지 않고, 비정상 입성장의 극대화를 통하여 친환경 압전 단결정을 세계 최초로 성장시킴.
- 일반 소결 공정에서 비정상 입성장하는 결정립 크기를 기존의 μm 단위에서 cm 단위의 크기로 극대화시키는 조성 디자인 규칙을 세계 최초로 제안함.

ㅇ 가격 경쟁력이 확보된 친환경 압전 단결정 제조 기술의 세계 최초 개발
- 가장 저가 공정인 일반 세라믹스 공정으로 제조되는 (K,Na)NbO₃ [KNN] 계열 압전 단결정을 세계 최초로 개발함.
- 제조된 (K,Na)NbO₃ [KNN] 계열 압전 단결정은 상용화되어 있는 Pb(Zr,Ti)O₃ [PZT] 계열 단결정에 비해 월등히 높은 센서용 압전 특성을 보임.

(출처 : 보고서 초록 3p)

Abstract ▼

It has been studied how the composition can be designed, in order to obtain large crystals through the abnormal grain growth (AGG) in (K,Na)NbO₃ (KNN)-based ceramics. The AGG of KNN-based ceramics can be expedited by considering three factors, such as the stoichiometry of compositions, th

It has been studied how the composition can be designed, in order to obtain large crystals through the abnormal grain growth (AGG) in (K,Na)NbO₃ (KNN)-based ceramics. The AGG of KNN-based ceramics can be expedited by considering three factors, such as the stoichiometry of compositions, the large amount of liquid phase, and the donor-doping to enhance the growth rate of a large grain. The composition of (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃- xBa(Cu_1/3Nb_2/3)O₃ (KNN-xBCuN) was designed to satisfy the three factors. A Ba²⁺ ion was a donor in KNN and CuO was added to form the large amount of liquid phase. During the sintering process, Cu ions melt into the liquid phase of KNN ceramics and Ba²⁺ ions enter the vacant sites of Na+ ions. Therefore, Ba²⁺ ions can compensate for the Na+ loss in KNN-xBCuN ceramics. The growth rate of large grains was enhanced approximately 1000 times and the single crystal (cm scale) was successfully obtained. In addition, this single crystal showed an excellent sensor property and Curie temperature which were higher than them of PZT-based single crystals.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 7
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 7
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 7
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 8
• 제 1 절 친환경 압전 단결정 제조 공정 개선 연구 ... 8
• 제 2 절 친환경 압전 단결정 소재 디자인 연구 ... 10
• 제 3 절 친환경 압전 단결정의 정렬 방향 개선 연구 ... 11
• 제 4 절 친환경 압전 단결정의 결정 크기 개선 연구 ... 12
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 13
• 제 1 절 연구 성과물 ... 13
• 제 2 절 2017년 사업추진 진척도 ... 14
• 제 3 절 2017년 연구개발 목표달성 실적 ... 14
• 제 4 절 연구결과 기대성과 ... 15
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 16
• 제 6 장 참고문헌 ... 16
• 끝페이지 ... 16