내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

CaO-B2O3-SiO2 유리를 첨가한 BCZT계 무연 압전 세라믹스

전문가 제언: ○ 압전재료에 납(Pb) 성분이 필요한 이유는 압전정수를 높이기 위한 목적보다는 퀴리온도를 올리기 위한 목적이 우선한다. 현재 가장 많이 사용되는 압전재료인 PZT(Pb-Zr-Ti)의 경우에는 온도가 상승하면 상변화의 경계(MPB: Morphotropic Phase Boundary)에서 결정격자가 약해지면서 압전정수가 올라간다. 이때 유전율도 최대값을 나타낸다. 즉 압전재료를 무연화하려면 퀴리온도를 올릴 수 있는 기술이 필요하다.

○ 지금까지 무연계 압전재료는 바륨-티탄(Ba-Ti)계, 비스무트(Bi)계, 니오븀(Nb)계가 대표적으로 알려져 있다. 예를 들면 비스무트(Bi)계 층상구조 화합물인 SrBi2Nb2O9계(약칭; SBN)가 있다. 또 비스무트(Bi)계 페로브스카이트 구조(perovskite structure) 화합물인 (Bi0.5Na0.5)TiO3(약칭; BNT)과 (Bi0.5K0.5)TiO3(약칭; BKT)이 있다.

○ 그 외 KNbO3-NaNbO3-LiNbO3계 화합물인 (K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.86 Ta0.10Sb0.04)O3(약칭; LF4)이나 KNbO3-NaNbO3계 재료가 개발되어 있다. 그러나 지금까지 개발된 대부분의 무연계 압전재료는 희유금속 재료를 사용함으로 원료가격이 PZT 재료에 비해서 대폭 상승하는 문제를 안고 있다.

○ 본 문헌은 상기의 무연 재료 중에서 바륨-티탄(Ba-Ti)계 화합물을 응용한 것이다. 즉 Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3(약칭; BCZT) 화합물에 CaO-B2O3-SiO2(약칭; CBS) 유리를 첨가하여 유전특성과 압전성을 연구했다. 특히 CBS의 첨가량이 2.0wt%일 때 우수한 퀴리온도와 전기적 특성을 얻고, 소결온도도 낮출 수 있다고 주장하고 있다.

○ 압전재료는 미래산업인 로봇, MEMS, 등의 정밀기기에 응용이 확대될 것으로 예상한다. 무연 압전재료에 대한 연구는 일본이 세계에서 가장 앞서 있었으나 최근에는 중국에서 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 우리나라에서도 전자부품연구원, 한국세라믹기술원, 및 학계에서 꾸준히 연구 중이나 괄목할 만한 성과를 얻지 못하고 있다. 더 많은 관심과 노력이 필요하다.

저자: Yuanming Lai, Yiming Zeng, Xiaoli Tang, Huaiwu Zhang, Jiao Han, Zihan Huang, Hua Su
자료유형: 니즈학술정보