| 초록 |
티탄산바륨(BaTiO3)은 절연체 및 반도체로서의 성질이 우수하여 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor), Filter, Thermistor, Varistor 등의 제품에 주원료로 사용된다[1]. 실온에서 BaTiO3의 유전율은 Grain 크기에 따라 1500~6000으로 변화한다. 따라서 BaTiO3의 전기적 특성은 소성 온도, 소성 분위기, 냉각 속도와 같은 소성 공정변수 보다는 소결에 앞서 사용한 원료의 상태 및 혼합도에 더 큰 영향을 받는다. 그러므로 소결체의 물성과 재현성을 향상시키기 위해서는 초기 분말 합성공정의 정확한 제어가 매우 중요하다[2].습식법은 비교적 낮은 온도(100~700oC)에서 합성 가능하므로 생산비용을 낮출 수 있고 Grain 성장을 억제할 수 있는 장점이 있다. 따라서 최근에는 Sol-gel법, 알콕사이드법 그리고 수열합성법(Hydrothermal synthesis) 등의 습식법을 이용한 연구들이 활성화되고 있다. 본 연구에서도 다성분계 산화물을 합성하는데 매우 유용한 방법인 수열합성법[3-5]을 택하였다.수열합성법에서 두 종류 이상의 화합물이 수용액 상에서 반응하므로 각 화합물이 균일하게 침전하는 pH 범위에 대한 제어가 대단히 중요하다. 특히 BaTiO3를 합성하는 경우, Ti 화합물은 pH 2~3에서도 쉽게 침전되나, Ba 화합물은 강염기 조건에서 침전되므로, Ba과 Ti이 균일하게 침전되는 pH 범위를 찾아야 한다. 선행연구 결과에 따르면, pH가 높아질수록 입자크기가 작아지고 합성된 BaTiO3 분말의 Ba/Ti비가 커지는 것으로 보고되었다. 또한 일정 pH 이상에서부터는 수열반응 전의 침전 상태에서도 결정질의 BaTiO3가 합성되는 것으로 나타났다[3]. 수열합성 시 용액의 pH에 따라서 반응기구의 차이가 발생함으로 합성된 BaTiO3의 입자크기, 결정도 그리고 Ba/Ti비 등의 차이가 나타난다[4]. 본 연구에서는 반응기구의 차이를 확인시켜주는 실험결과들을 기술하고자한다. 반응기구의 차이를 보이기 위하여 선택한 pH조건은 pH≒13 과 pH＞14에 해당한다. |
