페로브스카이트 재료의 배향조직 제어기술

전문가 제언

○ 재료과학을 연구하는 사람들이 압전재료에 큰 관심을 가지는 이유는 미래에 이 재료의 시장이 크게 확대될 것으로 예상하기 때문이다. 즉 가정용 전자기기, 사무기기, 자동차 등의 운반기기 뿐 만 아니라 의료용 진단기나 로봇 등, 초정밀기기의 각종 디바이스에 응용될 것이다. 이들 디바이스 중에서도 가장 관심이 집중되고 있는 것이 압전재료를 사용한 액추에이터이다.

○ 압전체를 대표하는 재료는 BT(BaTiO3)와 PZT((Pb[Zr(x)Ti(1-x)]O3)이다. 이들 재료 중 BT는 압전정수가 PZT에 비해서 상대적으로 낮다. 그래서 큰 변위가 필요한 액추에이터에는 사용이 불가능하다. 또 PZT는 우수한 압전특성을 가지고 있어나 환경규제 물질인 산화납(PbO)을 사용해야 하는 결점이 있다. 따라서 성분 중에 납을 사용하지 않으면서 높은 압전특성을 가진 새로운 재료가 개발되어야 한다.

○ 지금까지 연구된 무연계 세라믹 압전재료는 위에서 설명한 BT 외에, BNT((Bi0.5Na0.5)TiO3), BKT((Bi0.5K0.5)TiO3) 등의 티탄산염계 및 니오븀 탄탈산염계인 (K,Na,Li)(Nb,Ta)O3 등의 페로브스카이트 구조를 가진 물질이 있다. 또 단결정에서는 LiNbO3, LiTaO3 등 다양한 성분의 물질이 개발되어 있다.

○ 이와 같이 재료의 성분 조성을 바꾸는 방법 외에 최근에는 재료의 미세구조나 결정구조를 변경하여 압전특성을 향상시키는 방법이 연구되고 있다. 즉 결정립을 이루고 있는 도메인을 나노 크기로 합성하는 방법, 또는 자기장을 이용하거나 화학적 합성법을 이용하여 조직제어기술을 이용하기도 한다. 이 논문에서는 이들 방법 중에서 화학반응을 이용하여 배향조직을 제어하는 방법을 적용한 것이다.

○ 세계 선진 각국은 경쟁적으로 강유전특성을 가진 무연 압전재료를 개발 중이다. 우리나라도 유전특성을 이용한 커패시터를 대량 생산하는 국가이므로, 압전체에 대해서도 많은 노하우가 축적되어 있다. 노력 여하에 따라서 좋은 결과를 기대할 수 있다.

저자

Yasuyoshi Saito

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

47(4)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

258~264

분석자

허*도

분석물

• 페로브스카이트 재료의 배향조직 제어기술.pdf [326,969 byte]

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