• Journal of Information Display
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.25-29
• /
• 2004

Effects of additing various types of ceramic fillers to the BZB-based glass on the thermo-chemical stability, optical reflectance, and mechanical properties were investigated. The glass system demonstrated the feasibility to host various types of ceramic fillers to form micro-composites at the processing temperature suitable for PDP systems. The optical reflectance and mechanical strength of the filler-glass composites were improved as compared to the glass itself. These results demonstrate the feasibility of applying the Pb-free BZB-based glass system as a matrix for employing various types of crystalline ceramic fillers to be used as barrier rib materials in plasma display panels.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
• /
• 1996.06b
• /
• pp.259-279
• /
• 1996

최근 정보·전자산업의 발전으로 고 신뢰성 전자재료에 대한 수요가 증대되고 있으며 이러한 첨단산업의 기반의 될 신소재 중 전자세라믹스가 차지하는 비중이 그 대부분을 차지하고 있으며 이에 대한 수요와 기대가 점점 커지고 있다. 이러한 전자세라믹스는 유전재료, 자성재료, 압전재료, 도전성 재료 등으로 나뉘게 된다. 어떠한 분류에 들어가든 그 조성은 금속의 산화물 형태가 일반적이며 미세한 분말의 성형체를 소결(sintering) 함으로써 최종제품으로 완성된다. 이러한 전잣라믹스가 최근 요구되는 고 신뢰성, 고 밀도화를 달성하기 위해선 원료 분말 제조단계부터 제어가 필요하다. 원료분말의 균일·균질성과 그 입도는 소결특성 뿐만아니라 전기적 특성에도 큰 영향을 미치기 때문이다. 세라믹스의 분말제조 방법 중 일반적으로 사용되는 방법으로는 고상 산화물을 혼합하여 하소(calcination)한 후 분쇄하는 '고상합성법'과 금속의 염 또는 alkoxide 용액을 이용하여 화학적으로 제조하는 '습식 화학적 합성법'이 있다. 고상합성법은 합성온도가 높고 기계적 분쇄와 혼합에 의존하므로 균일·균질성이 떨어지고 분말크기를 1㎛ 이하로 만들기 힘들다. 반면에 습식화학적 합성법은 기계적인 분쇄와 혼합에선 얻을 수 없는 원자 혹은 분자단위의 균일한 혼합과 submicron 이하의 미세한 분말을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 습식 화학적 합성으로 얻은 분말을 사용하면 미세한 입자의 특성으로 인해 소결온도를 낮출 수 있으며 균일한 미세구조와 균질한 조성을 갖게되어 기계적·전기적 물성증진도 가져올 수 있게 된다. 습식 화학적 분말합성법은 전술하였듯이 alkoxide의 가수분해를 이용하는 sol-gel 법과 금속의 염(salt) 용액을 이용하여, 화학적으로 화합물 침전을 얻거나 또는 공침전물(coprecipitate) 형태의 분말을 얻는, 침전법으로 나뉠 수 있다. 침전법의 근본원리는 pH 및 pCO3 등에 따른 이온종의 용해도 차이를 이용하는 것으로써 각 이온종에 따른 solubility product(ksp)를 이용하여 설명된다. 본 연구에서는 침전법을 사용한 Ba-, Pb-계 전자세라믹스의 분말합성에 대한 이론적 고찰과 공정개발 및 실험을 통한 물성증진 효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹반도체, 압효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹 반도체, 압전재료로 널리 사용되는 BaTiO3, PZT(PbZrO3-PbTiO3)와 수직 자기기록매체로 큰 가능성이 있으며 hard ferrite로 널리쓰이는 Ba-feerite(BaFe12O19)로써 수산화물 형태의 침전에 대한 기구(mechanism)와 물성에 대해 살펴보았다. 이러한 침전법에 의한 분말합성 과정에는 소결체의 물성에 영향을 미치는 pH 조절제나 원료에서 혼입될 수 있는 Na+, K+, Cl-, SO4- 등의 제거(washing 혹은 filtering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filtering media에 끼이게 되어 견고하면서도 상당한 부피를 가지는 filter cake을 형성하기 때문에 filtering에 많은 시간과 다량의 filtering agent (본 실험의 경우엔 증류수)가 필요하게 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 colloid 상태의 침전물을 얼렸다 녹이는 freezing process를 개발, 적용하여 그 원리 및 효과, 그로인한 분말형태를 관찰하여 보았다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.6 no.12
• /
• pp.1155-1161
• /
• 1996

Pb(In1/2Nb1/2)O3 (PIN)세라믹스에서 Pb+2이온 대신에 Ca+2, Sr+2, Ba+2 이온을 부분적으로 치환하여 상합성 과정 및 유전특성을 조사하였다. 페로브스카이트 PIN을 얻기위한 최적조건을 도출하기위하여 하소, 치환 이온의 종류 및 그량, 소결민돌, 유전특성의 관점에서 관찰하였다. 페로브로스카이트 PIN상을 합성하기 위해서는 Ba+2이온의 치환이 가장 효과적이었다.

• Journal of Information Display
• /
• v.2 no.3
• /
• pp.39-43
• /
• 2001

The glass compositions of $PbO-SiO_2-B_2O_3$ system and $P_2O_5-PbO-ZnO$ system for the transparent dielectric materials for front panel and $P_2O_5$-ZnO-BaO and $SiO_2-ZnO-B_2O_3$ for the reflective dielectric materials for back panel of PDP (Plasma Display Panel) were investigated. As a result, transparent dielectric materials for front panel showed good dielectric properties, high transparency, and proper thermal expansion matching to soda lime glass substrate. And the reflective dielectric layers for back panel were prepared from two series of parent glass and oxide filler. It was found that these glassceramics are useful materials for dielectric layers in PDP device, as they have similar thermal expansion to soda-lime glass plate, high reflectance, and low sintering temperature. In particular, the addition of $BPO_4$ and $TiO_2$ as fillers to $SiO_2-ZnO-B_2O_3$ system is considered to be the most effective for acquiring good properties of lower dielectric layer for PDP device.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.29 no.3
• /
• pp.150-154
• /
• 2019

This study investigates the effect of MnO2 and CuO as acceptor additives on the microstructure and piezoelectric properties of $0.96(K_{0.5}Na_{0.5})_{0.95}Li_{0.05}Nb_{0.93}Sb_{0.07}O_3-0.04BaZrO_3$, which has a rhombohedral-tetragonal phase boundary composition. $MnO_2$ and CuO-added $0.96(K_{0.5}Na_{0.5})_{0.95}Li_{0.05}Nb_{0.93}Sb_{0.07}O_3-0.04BaZrO_3$ ceramics sintered at a relatively low temperature of $1020^{\circ}C$ show a pure perovskite phase with no secondary phase. As the addition of $MnO_2$ and CuO increases, the sintered density and grain size of the resulting ceramics increases. Due to the difference in the amount of oxygen vacancies produced by B-site substitution, Cu ion doping is more effective for uniform grain growth than Mn ion doping. The formation of oxygen vacancies due to B-site substitution of Cu or Mn ions results in a hardening effect via ferroelectric domain pinning, leading to a reduction in the piezoelectric charge coefficient and improvement of the mechanical quality factor. For the same amount of additive, the addition of CuO is more advantageous for obtaining a high mechanical quality factor than the addition of $MnO_2$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.26 no.11
• /
• pp.801-805
• /
• 2013

In this study, electrocaloric effects of Pb-free $(Ba_{0.85}Ca_{0.15})(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ ferroelectric ceramics were investigated and discussed using the characteristics of P-E hysteresis loops at wide temperature range from room temperature to $140^{\circ}C$. The remnant polarization $P_r$ and coercive field $E_c$ were decreased with increasing temperature. The temperature change ${\Delta}T$ by the electrcaloric effect was calculated by Maxwell's relations, and reached the maximum of ~0.15 at $120^{\circ}C$ under applied electric field of 30 kV/cm.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1999.05a
• /
• pp.159-164
• /
• 1999

PTC (Positive Temperature Coefficient of Resistivity) 소자는 티탄산 바륨 (barium titanate) 계열의 페로브스카이트 (perovskite) 구조를 가지는 물질을 반도체화시켰을 때 큐리온도 부근에서 저항이 1,000배 이상 증가하는 물질을 가리킨다. 처음에는 BaTiO$_3$를 대상으로 12$0^{\circ}C$ 부근에서 발생하는 PTC 현상을 연구하였으나, BaTiO$_3$에 SrTiO$_3$, PbTiO$_3$를 첨가하면, 큐리온도를 낮출 수도 있고, 높일 수도 있어서 PTC 소자의 사용 영역이 넓어졌다. PTC 소자의 응용분야는 1) 천연색 텔레비젼 수상기와 모니터에 사용하는 degausser와 같은 스위칭 소자, 2) 냉장고용 컴프레서등에 사용되는 모터 기동용 소자, 3) 자동차 연료조기증발용 히타와 같은 세라믹 히타 소자로 크게 구분된다.(중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.36-36
• /
• 2007

$R_2O_3$(R=Bi, B)-RO(R=Ba, Zn)를 주성분으로 하는 Pb-free유리프리트에 높은 굴절률을 가지고 있는 $TiO_2$ filler를 첨가하여 PDP용 백색유전체를 제조하였다. $TiO_2$ type, 함량에 따른 백색유전체로의 반사율 및 유전 특성을 조사하였다. 백색유전체를 소성한 결과 rutile과 anatase를 중량비로 75:25로 혼합하여 $520^{\circ}C$에서 소성한 경우 밀도 및 수축율의 변화를 거의 나타나지 않았다. 그러나 $TiO_2$함량이 15wt.%를 혼합하여 첨가했을 경우 반사율은 높고 접합특성 또한 우수하였다. 또한, 유전상수는 $TiO_2$첨가량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.41 no.12 s.271
• /
• pp.884-888
• /
• 2004

Effects of NiO were studied in aspects of dielectric properties and microstructure of $0.96(0.91Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.09PbTiO_3)­0.04BaTiO_3$ (PMN-PT-BT, PBT). The PBT was prepared by a conventional mixed oxide method using $(MgCO_3)_4{\cdot}Mg(OH)_2$ instead of MgO through Lewis acid-base interaction. NiO was added in the range of 0.5 to $3.0\;wt\%$ as thermally decomposable $2NiCO_3{\cdot}3Ni(OH)_2$ and it seemed to enhance densification to a large extent below $1000^{\circ}C$. But all the systems gave rise to ceramics with almost same relative sintered density of 96% by sintering at $1000^{\circ}C$ for 2 h. But it turned out that the addition of NiO was detrimental to dielectric constant but beneficial to the loss of dielectric constant.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.50 no.2
• /
• pp.157-162
• /
• 2013

The need for lead-free piezoceramics has caused a renewal of interest in $BaTiO_3$-based systems. Recently, it was found that ceramics in the $(Ba,Ca)(Zr,Ti)O_3$ system have properties comparable to those of $Pb(Zr,Ti)O_3$. However, these ceramics require rather high sintering temperatures of $1450-1550^{\circ}C$. In this work, the effect of $TiO_2$ and CuO addition on the sintering behavior, microstructure, dielectric and piezoelectric properties of $(Ba_{0.85}Ca_{0.15})(Zr_{0.1}Ti_{0.9})O_3$ (BCTZ) ceramics will be discussed. BCTZ ceramics were prepared by the mixed oxide route and 1 mol % of $TiO_2$ or CuO was added. Undoped and doped ceramics were sintered at $1350^{\circ}C$ for 1-5 h. CuO was found to be a very effective sintering aid, with samples sintered for 1 h at $1350^{\circ}C$ having a bulk density of 95% theoretical density; however the piezoelectric properties were greatly reduced, probably due to the small grain size.