• 제목/요약/키워드: 저온 소결

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PNN 치환에 따른 저온소결 PMS-PMN-PZT계 세라믹스의 압전 및 유전특성 (Piezoelectric and Dielectric Characteristics of Low Temperature Sintering PMS-PNN-PZT Ceramics According to the Amount of PNN Substitution)

  • 이상호;김국진;류주현;홍재일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.253-253
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    • 2007
  • 압전 액츄에이터 및 초음파진동자의 응용범위가 넒어짐에 따라 변위량, 응력 등을 개선시키기 위해 전기기계결합계수 kp 및 압전 d상수가 종전보다 큰 재료가 요구되고 있으며, 초음파진동자나 압전 모터와 같이 마찰에 의한 열손실이 많이 발생하는 액츄에이터에 적용할 큰 기계적품질계수롤 가지는 저손실 압전 액츄에이터 및 초음파진동자용 재료가 필요한 실정이다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만, $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전특성의 저하가 문제시 되고 있다. $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$는 약 $-120^{\circ}C$정도의 큐리온도룰 가지는 강유전체로 Pb(Zr, Ti)$O_3$계 세라믹스에 치환 시 유전상수와 전기기계결합계수를 개선시키는 대표적인 성분이다. 따라서 본 연구에서는 저온소결 저손실의 적층형 압전 액츄에이터를 개발하기 위해 PMS-PMN-PZT계 세라믹스에 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 세라믹스를 치환하고 $Li_2CO_3$$Na_2CO_3$ ZnO를 소결조재로 사용하여 저온소결 하였으며 PNN 치환량에 따른 결과를 관찰 하였다.

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인산염계 유리와 BNT 세라믹 복합체의 저온소결 및 마이크로파 특성평가

  • 이용수;오영석;강원호
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.126-129
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    • 2003
  • 저온 소성이 가능한 유전체재료 개발을 글래스-세라믹스 복합체를 제조하고자 하였다. $BNT(BaO-Nd_2O_3-TiO_2)$계 세라믹스를 기본조성으로 하고, 인산염계 글래스 프릿의 첨가를 통해 제조된 글래스-세라믹스 복합체의 소결특성 및 유전특성을 조사하였다. 글래스 프릿의 첨가량이 증가하고 소결온도가 높아질수록 소결 수축률과 상대밀도가 증가함을 알 수 있었으며, 글래스 프릿의 첨가량을 첨가하였을 경우 BNT계 세라믹스에서의 주결정상인 $BaNd_2Ti_5O_{14}$와 더불어 Hexagonal system을 갖는 $KCaNd(PO_4)_2$을 확인하였다. 복합체를 소결한 후 유전특성을 측정하였는데, 유전율(${\varepsilon}_r$)은 감소하는 경향을 나타내었다.

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$CaSnO_3$와 소결조제가 첨가된 $BaTiO_3$ 유전체 세라믹의 소결거동 및 유전특성

  • 김태홍;이재신;최태구
    • ETRI Journal
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    • 제13권2호
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    • pp.42-53
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    • 1991
  • 고유전율 적충세라믹 커패시터 소재인 $BaTiO_3$ 자기물은 일반적으로 큐리오도인 약 $120^{\circ}C$부근에서 유전율이 최고 약 10,000정도로 증가한 다음 급격히 감소하므로 적절한 이동체를 첨가하여 큐리온도를 상온으로 이동시켜 상온에서 최대 유전율을 이용하여야 한다. 그리고$BaTiO_3$ 자기물은 $1300^{\circ}C$이상의 고온소결시 고가인 Pd전극이 요구된다. 그러나 자기물의 소결온도를 저온화화면 저가의 Ag합금으로 전극재료를 대체할 수 있다. 본 연구에서는 이동제로서 $CaSnO_3$ 를 이용하여 큐리온도를 상온으로 이동시켰다. 또한 소결온도를 저온화하기 위하여 $BaTiO_3$ 세라믹에 여러가지 산화물을 첨가하여 소결현상을 살펴보았다. 실험결과 첨가제를 넣지 않은 경우 소결온도는 $1350^{\circ}C$의 고온이 필요한 반면, $CuO,B_2O_3$$1050^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 치밀화와 입도성장이 잘 일어났다. 특히 $B_2$$O_3$ 를 첨가한 경우는 $1250^{\circ}C$이상에서 소결할 때 절연저항이 낮아 유전손실이 큰 문제점을 보였지만, 최대 유전율이 11,000 정도로 높고, 양호한 유전율의 온도변화 특성을 나타내어 우수한 고유전율 소재의 첨가제로 응용될 가능성을 보였다

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저온소결용 (Ba, Sr)$TiO_3$-Glass계 세라믹스의 유전특성 (Dielectric properties of low temperature firing glass reacted (Ba, Sr)$TiO_3$$ ceramic capacitors)

  • 구자원;설용건;최승철
    • 한국재료학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.151-156
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    • 1995
  • $(Ba, Sr)TiO_{3}$계에 저융점의 Glass물질을 첨가하여 저온소결이 가능하며, 고유전율을 갖는 유전체 재료를 제조하여, 그 특성을 조사하였다. 본 연구에서는 고유전율의 $(Ba, Sr)TiO_{3}$계에 PbO함량이 서로 다른 Glass물질을 첨가하여 조성변화에 따른 저온소결거동 및 유전특성을 조사하였으며, 적층형 세라믹 Capacitor(MLCC)에 응용하기 위하여 다양한 조성으로 제조하였다. $PbO-ZnO-B_{2}O_{2}$계 Glass 성분을 첨가하여 소결온도를 $1350^{\circ}C$에서 $1050^{\circ}C$까지 낮출수 있었으며, 4wt% glass 첨가로 $1150^{\circ}C$ 이하에서 2시간 소결한 저온소결용 재료는 실온에서 8000정도의 높은 비유전율과 0.005의 낮은 유전손실 그리고 광역온도범위에서 유전상수의 안정성을 가진 우수한 특성을 나타내며, 입자크기가 1~3 $\mu$m 정도로 치밀한 미세구조를 가지고 있다. 본 연구의 저온소결용 유전체 재료는 Z5U 규격을 만족시키고 기존의 $BaTiO_{3}$계 재료에 비해 낮은 소결온도를 가지므로 MLCC에 응용시 내부전극으로 Ag-Pd alloy 사용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

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$B_2O_3$와 CuO의 첨가가 $BaO-Sm_2O_3-4TiO_2$ 세라믹스의 소결온도와 고주파 유전특성에 미치는 영향 (Effect of $B_2O_3$ and CuO on the Sintering Temperature and the Microwave Dielectric Properties of BaO-$Sm_2O_3-4TiO_2$ Ceramics)

  • 조경훈;임종봉;남산;이확주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.679-683
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    • 2004
  • [ $BaO-Sm_2O_3-4TiO_2$ ] 세라믹을 LTCC용 재료로 사용하기 위해 $B_2O_3$와 CuO를 소결조제로 첨가하여 소결온도를 낮추었다. 10.0 mol%의 $B_2O_3$만을 첨가하였을 경우 $1000^{\circ}C$에서 2시간 소결시 er=72.23, Qf=4,050GHz, ${\tau}f=-0.574ppm/^{\circ}C$의 우수한 유전 특성값을 얻을 수 있었지만, $960^{\circ}C$이하에서는 소결이 잘 이루어지지 않았다. $B_2O_3$와 CuO를 동시에 소결조제로 첨가하였을 경우에는 $900^{\circ}C$에서 2시간 소결시 10.0 mol% $B_2O_3$, 15.0 mol% CuO의 첨가조성에서 ${\varepsilon}r$=70.09, Qf=4,728GHz의 우수한 유전특성을 보여 고유전율을 가진 저온 동시 소결용 재료로서의 가능성을 보여주었다. 이처럼 BaO-$Sm_2O_3-4TiO_2$ 세라믹의 소결온도를 낮출 수 있었던 요인은 소결온도보다 용융점이 낮은 2차상들이 액상을 형성하여 액상소결이 진행되었기 때문이며 이때 소결에 기여한 이차상들은 결정화되지 못하고 비정질 상태로 남아있는 것으로 추정된다.

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저온 소성용 Glass-Ceramics에서 glass의 softening point에 따른 소결 및 유전 특성 연구 (A study on the sintering and dielectric properties by softening point of glass in low temperature sinterable glass-ceramics)

  • 윤상옥;오창용;김관수;조태현;박종국
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.396-399
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    • 2004
  • 저온 동시소성용 glass-ceramics의 소결 경향성 연구를 위해 lead-borosilicate계 glass를 frit화하여 알루미나분말과 $TiO_2$분말을 $10{\sim}50\;vol%$로 각각 혼합한 후 여러 온도에서 소결하여 소결과 유전 특성을 조사하였다. 그 결과 glass의 연화온도(Ts)가 낮을수록 최대 치밀화 온도가 낮았으며, 반면에 소결밀도는 Ts가 높을수록 높았는데, 이는 glass-ceramicss에서의 결정화도와 관계하였다. 본 연구를 통해 glass-ceramic에서의 소결특성은 glass와 ceramic의 반응성에 의한 2상 석출 정도에 큰 영향을 받음을 알 수 있었으며, ceramic filler로서 알루미나와 $TiO_2$를 이용하여 $900^{\circ}C$에서 소성이 가능하였다. 알루미나의 경우 유전특성$({\epsilon}r=8.5,\;Q{\times}fo=6000)$이 기판용 저유전율 재료로 사용이 가능하였고, $TiO_2$의 경우도 유전특성($({\epsilon}r=17,\;Q{\times}fo=4000)$)이 필터용 고유전율 재료로 사용 가능하도록 높게 나타났다.

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저온 소결용 PMN-PT-BT 세라믹스의 물성에 미치는 승온 속도의 영향 (Influence of Heating Rate on the Properties of Low-Temperature-Sinterable PMN-PT-BT Ceramics)

  • 임경란;김창삼
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.33-36
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    • 2005
  • 저온 소결용 PMN-PT-BT분말을 $850^{circ}C/2h$ 소결할 때 승온 속도를 분당 5, 10, $20^{circ}C$로 변화하며 물성에 미치는 영향을 조사하였다. PbO(응점 $886^{circ}C$)의 휘발이 미미한 소결온도에서는 분당 $5^{circ}C$로 승은하여 소결한 것이 승온 속도 $10^{circ}C$$20^{circ}C$의 경우에 비하여 보다 균일한 미세구조를 나타내며, 소결밀도 $7.93g/cm^{3}$, 실온 유전을 15300, 유전손실 $0.92\%의 우수한 유전 특성을 나타내었다.

저온소결 기판재료용 Glass/Ceramic 소결체의 제조 및 특성 (Fabrication and Characteristics of Glass/Ceramic Composites for low temperature sintering substrate material)

  • 윤상옥;조태현;김관수;심상흥;박종국
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.185-186
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    • 2005
  • 저온소결 Glass/Ceramic계 기판재료 조성으로 $Al_2O_3$, $SiO_2$, Cordierite, $Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$의 4가지 filler에 zinc-borosilicate(ZBS) glass를 첨가하여 기판재료로의 사용가능성을 조사하였다. 4가지 filer에 ZBS glass를 30$\sim$50vol%첨가하여 $700\sim950^{\circ}C$에서 2시간 소결한 결과 40, 50vol%첨가 했을 때 900$^{\circ}C$에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있었다. LSI칩 신호라인의 빠른 신호전달에 직접적인 영향을 주는 유전율은 기존의 $Al_2O_3$기관($\fallingdotseq$9.7)보다 저유전율 ($900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$-50vol%ZBS 5.7, $SiO_2$-50vol%ZBS 5.9, Cordierite-40vo1%ZBS 5.9, $Al_2O_3${\cdot}3SiO_2$-50vol%ZBS 4.9)을 나타내어 저온소결 기판재료로 사용이 가능함을 확인하였다.

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