화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 )
권호 12권 1호
발표분야 전자재료
제목 비연계 BNT-BT 세라믹스의 전기기계적 성질에 대한 미세구조의 영향 (Influence of Microstructure on Electromechanical Properties of Lead-free BNT-BT Ceramics)
초록 (Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3 압전세라믹스의 전기기계적 성질에 대한 grain size의 영향을 조사하였다.
Bi2O3, Na2CO3, TiCl4와 Ba(NO3)2를 출발 물질로 선택하고, Emulsion method를 이용해서 분말을 제조한 후, 700℃에서 3시간 하소하였다. 하소분말을 disk 형태로 성형하고, 소결 조건을 달리하여 fine(3.5μm)과 coarse(7μm)조직을 얻었다. 시편을 분극 처리 한 후, 공진과 반공진 주파수를 이용해 전기기계결합계수(kp)값을 계산하였고, d33-meter를 이용하여 압전상수(d33)를 측정하였다. 또한 시편에 0.8~1.2Ec의 다양한 전계를 부과하여 108cycle까지 전계피로시험을 실시하였다. 피로시험 동안의 Pr과 Ec의 변화를 TF-analyzer를 이용하여 실시간 기록하였다.
kp값은 fine과 coarse시편에서 거의 같은 값을 보였으며, d33값은 coarse시편에서 약간 높은 값을 보였다. fine과 coarse 시편 모두 피로시험전의 hysteresis loop에 비해 피로시험 후에 hysteresis loop가 일그러져 있음을 알 수 있었다. 피로시험전의 fine ceramics의 Pr과 Ec는 각각 25μC/cm2, 2.7kV/mm이고 108cycle 이후의 Pr과 Ec는 각각 22μC/cm2, 2.5kV/mm였다. coarse의 경우는 피로시험 전 Pr과 Ec가 각각 27μC/cm2, 2.4kV/mm인데 반해 108cycle 이후에는 25μC/cm2, 2.2kV/mm를 보였다.
저자 김원영, 최용민, 안병국
소속 전북대
키워드 lead-free; piezoelectric; fatigue
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