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도메인 제어기술에 따른 무연계 압전재료의 특성향상

전문가 제언: ○ 2006년 7월부터 유럽연합(EU)의 유해위험물질사용 지침인 RoHS는 Pb, Cd, Cr+6, Hg 등의 사용을 제한하고 있으나 현재 전자부품 중 압전 세라믹스는 주원료인 PZT는 Pb가 약 65% 함유되어 환경규제 대상의 소재이다.

○ Pb계인 PZT세라믹스를 대체할 무연계 재료에 대한 각국의 연구가 진행되고 있지만 압전특성이 PZT세라믹스보다 떨어져 사업화가 늦어지고 있으나 PZT보다 성능이 좋은 무연계 재료 또는 방법이 개발되면 세계시장을 선점할 수 있으며 파급효과는 매우 클 것이다.

– 국내는 요업기술원 등에서 Bi-perovskite 무연계 재료를, 일본 등에서는 (KNN)계로 개발이 진행되고 있다.

○ 결정 내의 자발분극이나 자화가 일어나는 도메인에서 불규칙하게 배열되어 있는 쌍극자에 전기장 또는 자기장을 인가하면 평행인 도메인은 커지고, 수직인 것은 소멸되는 원리에 도메인 제어기술로 이용하면 압전특성을 향상시킬 수 있다.

○ 도메인 제어기술(Domain Engineering)은 도메인 분석과 응용으로 구분되며, 단결정인 도메인결정에 도메인 제어기술을 응용하면 PZT세라믹스 압전특성 이상의 무연계 압전 세라믹스를 개발 및 사업화가 가능할 것이다.