니오브산칼륨 결정화 유리

전문가 제언

○ Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) 압전재료는 환경이나 인체에 나쁜 영향을 미치는 납을 포함하므로 이것을 대체하기 위한 무연계 압전재료를 개발할 필요가 있다. 액추에이터 등의 응용을 위한 변위형 압전재료는 큰 압전계수를 보여야 하는데 아직은 PZT를 대체할 만큼 성능이 우수한 재료의 개발이 만족스럽지는 않다.

 

○ 변위형 압전재료로 응용하기 위하여 PZT를 대체할 물질은 주로 페로브스카이트 구조를 갖는 물질들을 연구하였다. 그중 PZT와 같이 A-위치에는 2가 원소가 B-위치에는 4가 원소로 구성되어있는 BaTiO3(BT)가 가장 널리 알려진 재료이다. 그러나 강유전 및 압전 특성을 잃어버리는 강유전 상전이 온도가 130℃ 정도로 높은 압전 특성에도 불구하고 실제 응용에는 사용되지 못한다.

 

○ 그다음 B-위치에는 4가 원소인 Ti로 구성된 Ti-산화물로서 A-위치에 들어갈 수 있는 원소가 제한되어 있기 때문에 납(Pb) 정도로 무거운 원소인 Bi 원소가 포함된 재료들이다. 그런데 Bi는 3가이기 때문에 전체적으로 A-위치에 2가를 맞추어 주기 위하여 Bi와 1가 원소인 Na이나 K이 같은 비율로 포함된다. (Bi1/2Na1/2)TiO3(BNT)나 (Bi1/2K1/2)TiO3(BKT)가 대표적인 재료들이다.

 

○ 세 번째 후보는 B-위치에 5가 원소인 Nb이 들어가는 Nb-산화물이다. B-위치가 5가이므로 A-위치는 1가 원소가 들어가게 되는데 KNbO3(KN)와 NaNbO3(NN)가 반반씩 들어있는 (K,Na)NbO3(KNN)이 가장 널리 연구되고 있다. 본 연구에서는 전구체를 녹여서 복수 열처리함으로 KNbO3 세라믹스를 얻는 방법을 연구하였다.

 

○ 국내에서도 다양한 방면에서 압전재료 이용을 위하여 무연계 압전재료 개발에 많은 연구를 하고 있다. 특히 실용자의 입장에서 간편한 방법으로 압전재료를 얻기를 원하고 있다. 열처리 횟수를 줄여서 치밀한 세라믹스를 얻는 방법을 연구하여 쉽게 실용할 수 있기를 바란다.

저자

S. Yu. Stefanovich

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

70(3)

잡지명

Glass and Ceramics

과학기술
표준분류

재료

페이지

135~140

분석자

김*훈

분석물

• 니오브산칼륨 결정화 유리.pdf [355,047 byte]

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