화학공학소재연구정보센터
Korean Journal of Materials Research, Vol.10, No.10, 671-676, October, 2000
BaTiO 3 계 세라믹스의 전기적 성질과 미세조직에 미치는 부분산화 Ti 분말 첨가의 영향
Effect of Partially Oxidized Ti Powder on Electrical Properties and Microstructures of BaTiO 3 -based Ceramics
초록
본 연구에서는 부분산화한 Ti 분말을 첨가한 BaTiO 3 계 세라믹스를 진공중 1350 ? C 에서 1 h 소결하여 제조하였다. 공기중 가열후 전기적 성질과 미세조직에 미치는 부분산화한 Ti분말 첨가량의 효과를 조사하였다. 그 결과, 5~7vol%의 부분산화한 Ti분말을 첨가한 반도성 BaTiO 3 계 세라믹스는 비정항의 변화크기가 10 5 이상인 우수한 PTCR 특성을 나타내었고 또한, 고다공질과 미립화된 조직을 얻을 수 있었다. 5 vol%의 부분산화한 Ti 분말을 첨가한 BaTiO 3 계 세라믹스의 상대밀도와 입도는 각각 54%, 1.3μm 였다. 부분산화한 Ti 분말의 첨가에 의한 BaTiO 3 계 세라믹스의 PTCR 특성 발현은 입계에서의 산소 흡착에 기인하였는데, 이는 Heywang모델로써 설명할 수 있었다.
aTiO 3 -based ceramics with partially oxidized Ti powders were prepared by sintering at 1350 ? C for 1 h in v vacuum, and then heated in air. In this study, the effect of partially oxidized Ti powders on electrical properties and microstructures of BaTiO 3 -based ceramics was investigated. It was found out that the semiconductive BaTiO 3 -based ceramics beζame to show excellent PTCR (more than 10 5 ) characteristic by adding 5~7 vol% of partially oxidized Ti powder. Also, it was found out that the sintered compact had extremely porous and fine-grained microstructure. The relative density and grain size of sintered compact with 5 vol% of partially oxidized Ti powders were 54% and 1.3μm , respectively. The mechanism for the development of PTCR characteristic in BaTiO 3 -based ceramics with partially oxidized Ti powders due to the adsorption of oxygen at grain boundaries, and could be explained, based on Heywang model.
  1. Nagamoto H, Kagotani H, Okubo T, J. Am. Ceram. Soc., 76, 2053 (1993)
  2. Emoto H, Hojo J, J. Ceram. Soc. Jpn, 100, 555 (1992)
  3. Ho IC, J. Am. Ceram. Soc., 77, 829 (1994)
  4. Ho IC, Hsieh HL, J. Am. Ceram. Soc., 76, 2385 (1993)
  5. Cheng HF, Lin TF, Hu CT, J. Am. Ceram. Soc., 76, 827 (1993)
  6. Lacourse BC, Amarakoon VRW, J. Am. Ceram. Soc., 78, 3352 (1995)
  7. Kurata N, Kuwabara M, J. Am. Ceram. Soc., 76, 1605 (1993)
  8. Kuwabara M, Ide T, Am. Ceram. Soc. Bull., 66, 1401 (1987)
  9. Kimura T, Miyamoto S, Yamaguchi T, J. Am. Ceram. Soc., 73, 127 (1990)
  10. Hayashi K, Yamamoto T, Sakuma T, J. Am. Ceram. Soc., 79, 1669 (1996)
  11. Al-Allak HM, Parry TV, Russell GJ, Woods J, J. Mater. Sci., 23, 1083 (1988)
  12. Lin TF, Hu CT, Lin IN, J. Mater. Sci., 25, 3029 (1990)
  13. Ho IC, Fu SL, J. Am. Ceram. Soc., 75, 728 (1992)
  14. Heywang W, Sol. State Elect., 3, 51 (1961)
  15. Heywang W, J. Mater. Sci., 6, 1214 (1971)
  16. Jonker GH, Sol. State Elect., 7, 895 (1964)
  17. Jonker GH, Mater. Res. Bull., 2, 401 (1967)
  18. Daniels J, Hardtl KH, Wernicke Philips R, Tech. Rev., 38, 73 (1978)
  19. Macchesney JB, Potter JF, J. Am. Ceram. Soc., 48, 81 (1965)
  20. lgarashi H, Hatawa S, Okazaki K, J. Jpn. Appl. Phys, 20, 135 (1981)
  21. Kuwabara M, J. Am. Ceram. Soc., 64, 639 (1981)
  22. Kuwabara M, Sol. State Elect., 27, 929 (1984)
  23. Takahashi T, Nakano Y, Ichinose N, J. Ceram. Soc. Jpn, 98, 879 (1990)
  24. Su SM, Zhang LY, Sun HT, Yao X, J. Am. Ceram. Soc., 77, 2154 (1994)
  25. Saburi T, Hori M, Asano M, Haneda H, J. Ceram. Soc. Jpn, 98, 510 (1990)
  26. Hennings D, Elsevier Sci. Pub. B. V., 479 (1988)
  27. Mukae K, Tsuda K, Nagasawa I, J. Appl. Phys., 50, 4475 (1979)
  28. Haanstra HB, Ihrig H, J. Am. Ceram. Soc., 63, 288 (1980)