무연계 압전재료의 문제와 장래

전문가 제언

○ PZT(Pb-Zr-Ti)계 압전재료는 성능이 우수하여 활용도가 매우 높다. 이 재료는 약 65%의 Pb 성분을 함유한다. 유럽연합(EU)에서는 이미 유해물질 제한지침(RoHS)이 시행되고 있다. 이 내용은 납(Pb), 카드뮴(Cd) 등의 인체에 유해한 성분을 전자부품 또는 전자기기에 사용을 규제하고 있다. 그러나 PZT는 아직 대체 재료를 찾지 못하여 규제대상에서 유보되어 있는 상태이다.

○ 장래에 시행될 규제에 대비하여 무연 압전재료가 꾸준히 연구되고 있다. 그 동안 개발된 재료는 바륨-티탄(Ba-Ti)계, 비스무트(Bi)계, 니오븀(Nb)계가 무연 압전 세라믹스의 3대 소재로 자리 잡고 있다.

○ 이들 재료는 압전 액추에이터와 모터 등 시장의 요구조건에 맞추기 위해서 끊임없이 개선되고 있다. 앞으로 압전효과를 이용한 각종 센서, MEMS 기술을 이용한 마이크로 로봇, 또는 반도체 제조공정에 적용되는 초정밀 자동제어장치 등에 용도가 크게 확대될 것이다.

○ 무연 압전재료는 선진국에서도 아직 실용화되고 있지 않고 있다. 그 이유는 원자재 가격이 PZT보다 훨씬 비싸서 경제성이 떨어지기 때문이다. 또 디지털 카메라에 들어가는 소형 모터는 압전체 대신 보이스 코일 모터(voice coil motor)를 사용한다. 이 모터는 현재 삼성전기와 LG이노텍에서 생산·판매 중이다. 이 제품은 압전 액추에이터에 비해서 가격이 저렴한 장점이 있다.

○ 우리나라는 전자부품연구원과 한국세라믹기술원 등에서 압전체 및 압전 액추에이터를 꾸준히 연구하고 있다. 그리고 고려대학교 등의 학계에서 무연계 원료 개발을 하고 있다. 그러나 범용 압전 세라믹 소재는 이미 가격이 싼 중국산이 시장에 진입해 있다. 장래에 품질 수준이 높은 무연계 압전체를 개발하고, 그 응용을 위해서는 더 많은 노력과 투자가 있어야 한다.

저자

Takaaki Tsurumi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

24(12)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

62~72

분석자

허*도

분석물

• 무연계 압전재료의 문제와 장래.pdf [254,803 byte]

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