| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2008년 봄 (05/22 ~ 05/23, 상록리조트) |
| 권호 | 14권 1호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | K, Na 비화학양론 조성에 따른 비납계 0.93(K0.5Na0.5)(1+x)NbO3-0.07LiNbO3 세라믹 재료의 유전 및 압전특성 |
| 초록 | 압전재료로서 PZT는 환경문제를 유발할 수 있는 Pb를 60wt%이상을 차지하고 있어 그 사용이 점차 제한되고 거기에 따라 그 대체 물질인 비납계 압전체의 개발이 현재에는 큰 이슈가 되고 있다. 그 중에 KNbO3와 NaNbO3의 고용체인 K0.5Na0.5NbO3(KNN) 압전체는 압전성이 PZT에 필적할 만큼 높다고 논문에서 발표되고 그 후 KNN에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. KNN 압전체는 PZT의 MPB(morphotropic phase boundary)에서의 거동과 유사한 상전이 구간인 PPT(polymorphic phase transition)영역이 존재하는데 이 구간에서 Orthorhombic구조에서 Tetragonal구조로 상전이 된다. 이 PPT 영역의 상전이 온도는 200℃부근이다. 이 온도는 Li을 도핑하면서 조절할 수 있는데 논문에서는 7mol%를 도핑한 0.93(K0.5Na0.5)NbO3-0.07LiNbO3(KNLN)의 조성에서 PPT영역이 상온부근에서 존재하고 그 영역에서 가장 높은 압전특성과 유전특성을 나타낸다고 보고 되었다. 하지만 K와 Na은 흡습성이 높고 하소와 소결공정에서 증발되는 경향이 있어 완전한 KNLN조성을 만들기가 어렵다. 따라서 본 실험에서는 K과 Na을 비화학양론적으로 조절하여 그 양에 따라 압전특성과 유전특성이 어떤 거동을 보이는지 조사하였다. 시편은 0.93(K0.5Na0.5)(1+x)NbO3-0.07LiNbO3에서 x의 양을 부족 x=-4.30mol% [0.93(K0.48Na0.48)] 및 과잉 x=+4mol%[0.93(K0.52Na0.52)]mol%의 범위로 조절시켰다. 조사된 조성내의 전 시편은 페로브스카이트 구조를 나타내었고 상전이 온도 To-t는 K와 Na의 비화학양론이 커질수록 증가하고 Tc는 감소하였다. 압전상수 d33는 화학양론조성의 163 pC/N 에서 +1mol%에서 184 pC/N로 증가하였다가 K와 Na의 양이 많아짐에 따라 다시 감소하였다. |
| 저자 | 이성찬, 여홍구, 조종호, 성연수, 김명호, 송태권 |
| 소속 | 창원대 |
| 키워드 | KNN; PPT; 흡습성; 압전성; 유전성 |
