인접 조성 혼합에 의한 (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 강유전성 세라믹스의 유전 및 압전 특성 개선 연구 :Improvement in the dielectric and piezoelectric properties of ferroelectric (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 ceramics by mixing near compositions

이상섭

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 이상섭 (울산대학교, 울산대학교 일반대학원)

지도교수: 이재신

발행연도: 2022

저작권: 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

인접 조성 혼합에 의한 (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 강유전성 세라믹스의 유전 및 압전 특성 개선 연구

이상섭 첨단소재공학과재료공학 2022.01 학위논문

Li2CO3와 B2O3를 첨가한 Bi1/2Na1/2TiO3-SrTiO3 무연 압전 세라믹스의 저온 소성 연구

이상섭 , 박영석 , 즈엉 짱 안 외 3명 전기전자재료학회논문지 2022.01 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

압전 세라믹스는 다양한 산업 분야에서 센서와 엑추에이터로 널리 사용되고 있는 소재이다. 현재 주로 사용되고 있는 압전 소재는 납이 주성분인 PZT계 세라믹스로 뛰어난 압전 특성을 가지고 있다. 그러나 인체 및 환경에 유해하여 사용 규제되고 있는 납을 함유하고 있어서 이를 대체하기 위한 다양한 연구가 진행되어왔다. 무연 압전 세라믹스 중 하나인 Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)기반의 압전 세라믹스는 초기압전효과로 인해 외부 전기장을 인가하면 높은 전계유기변형 특성을 나타내어 유망한 후보로 주목받았다. 그러나 높은 전계유기변형 특성이 나타나기 위해서는 6 kV/mm이상의 고전계가 요구되므로 실용성의 측면에서 제한된다. 이를 해결하기 위해 작동전계를 낮추고 변형 특성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되었다. 그 일환으로 불순물 도핑, 제3의 ABO3 변성 또는 복합 물질을 제조하여 작동전계 저감화 및 전계유기변형 특성을 향상시키는 연구가 대표적이라 할 수 있다. 비에르고딕 (Nonergodic relaxor, NER)상과 에르고딕 (Ergodic relaxor, ER)상의 혼합으로 제조한 복합소재는 변형 특성이 크게 향상되는 것으로 보고되었으며, 특히 서로 다른 상의 상호작용으로 인해 작동전계의 저감화에도 높은 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 연구에서는 BNT 기반의 세라믹스에 ST 변성량에 따라 비에르고딕상과 에르고딕상의 상전이가 유도되는 현상을 이용하여 비에르고딕상의 물질과 에르고딕상인 물질 및 서로 다른 두 에르고딕상의 물질의 하소된 분말을 1:1로 혼합하여 다른 상으로 구성된 복합 물질을 제조하였다. 복합 물질의 결정 구조, 미세 조직, 전계 유기 변형특성 및 유전 특성을 분석하여 단일 물질과 복합 물질의 특성을 분석하였다.
그 결과로 BNST24/28 및 BNST26/28 복합 세라믹스들은 평균 조성인 BNST26 및 BNST27 세라믹스와 전기적 특성을 비교하였을 때, 모두 향상된 결과가 나타났으며 가장 높은 정규화변형률(Smax/Emax)은 BNST24/28 세라믹스에서 비교적 낮은 3 kV/mm 전계 인가시 613 pm/V로 나타났다. 이러한 결과로 다른 상으로 구성된 복합 세라믹스를 제조하는 방법은 기존 무연 압전세라믹스의 단점을 극복하여 실용화에 도움이 되는 방법이라 생각된다.

1. 서 론 11
1-1. 연구 배경 11
1-2. 연구 목표 및 범위 12
2. 이론적 배경 13
2-1. 압전 세라믹 13
2-1-1. 압전 세라믹의 개요 13
2-1-2. 페로브스카이트구조 16
2-2. 유전성 17
2-3. 강유전성 19
2-3-1. 강유전 효과 19
2-3-2. 강유전체 이력곡선 19
2-3-3. 전계에 의한 강유전세라믹스의 변형기구 20
2-4. 분역과 분극효과 22
2-4-1. 분역 22
2-4-2. 분극 효과 24
2-5. 압전성 25
2-5-1. 압전 효과와 역압전 효과 25
2-5-2. 압전특성 평가 26
2-6. 무연 압전 세라믹스 28
2-6-1. 무연 압전 세라믹의 개요 28
2-6-2. 거대변형을 동반한 무연 압전세라믹스 28
2-6-3. 초기압전효과 34
2-6-4. Bi1/2Na1/2TiO3-SrTiO3 세라믹스 36
2-7. 무연 압전 세라믹/세라믹 복합소재 36
2-7-1. 세라믹/세라믹 복합소재 37
3. 실험방법 39
3-1. 세라믹 시편 제작 39
3-1-1. 원료분말의 합성 39
3-1-2. 혼합 및 건조 40
3-1-3. 하소 41
3-1-4. 세라믹/세라믹 복합소재 제조 41
3-1-5. 성형 및 소결 42
3-1-6. 밀도와 수축률 43
3-2. 세라믹의 결정구조와 미세구조 관찰 43
3-2-1. X-선 회절분석기(X-ray diffractometer) 43
3-2-2. 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope) 43
3-3. 세라믹의 전기적 특성 평가 44
3-3-1. 세라믹의 유전특성 44
3-3-2. 분극-전기장 이력곡선 (P-E hysteresis loop) 45
3-3-3. 전계 유기 변형률 (Electric field induced strain) 46
4. 결과 및 고찰 48
4-1. 수축률 및 상대밀도 48
4-2. 미세구조 분석 49
4-3. X-선 회절 분석 50
4-4. 온도 변화에 따른 유전율 및 유전손실 특성 51
4-5. 분극 이력곡선 52
4-6. 양극성 전계 유기 변형률 곡선 54
4-7. 단극성 전계 유기 변형률 곡선 56
5. 결론 59
6. 참고문헌 61
Abstract 66
연구 실적 목록 68
논문발표
수상실적
학회발표
연구과제

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)