• 한국광물학회지
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• 제14권1호
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• pp.73-84
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• 2001

티타늄과 산소의 함량이 서로 다른 4가지의 합성 페롭스카이트형(perovskite-type) 광물(($K_2$$La_2$$Ti_{n}$/$O_{2n+4}$, n=3, 4, 5, 6; 14/mcm, 14/mmm, I42 m)을 대상으로 리트벨트(Rietveld)구조분석법을 실시하여 결정구조를 밝히고 티타늄함량에 따른 층상형 구조를 연구하였다. 4가지 합성시료에 대하여 구조분석을 실시한결과 대표적인 페롭스카이트형 광물인 토소나이트(taustonite, $La_{1-x}$ //$K_{x}$ /$TiO_3$, x<0.4)가 주성분으로 나타났으며 토스나이트내에 12개의 산소를 배위하는 A자리 양이온은 자리점유율에 의해 $La^{3+}$ 와 $K^{+}$ /의 치환관계를 보여준다 공간군은 14/mcm, 단위포는 a=5.505(1)~5.510(1)$\AA$, c=7.793(1)~7.796(1)$\AA$ V=236.25~236.66 $\AA^3$ 범위의 값을 갖는다. 구조의 정밀도를 나타내는 R지수를 살펴보면 $R_{B}$ 값은 5.31~9.10 S(GofF)값은 0.86~1.24로 각각 계산되었다. 12배위를 하는 A자리 양이온인 란탄과 산소의 평균거리는 2.755$\AA$이고 6배위를 하는 B자리 양이온인 티타늄과 산소의 평균거리는 1.948 $\AA$의 결과를 얻었다. 합성된페롭스카이트형 광물의 층상구조가 알려져 있지 않아 시뮬레이션을 통해 구조모델을 결정하였으며 그결과 n=3인 R-38시료에서만 두 종류의 층상 페롭스카이트($La_2$$K_2$$Ti_3$$O_{10}$ ) 구조 (A-type: 14/mmm, a=3.8178 $\AA$, c=29.9189 $\AA$, V=436.04 $\AA^3$, B-type: 142 m, a =3.8376 $\AA$, c=28.023 $\AA$, V=412.6 $\AA^3$)가 존재함을 확인하였으나 다른 시료에서는 토소나이트, 금홍석 외에 새로운 합성광물로 제파이트의 존재를 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.90-94
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• 2016

In this work, [$Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})_{0.03}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_x(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.97-x}O_3-BiFeO_3$] (x=0.02 to 0.12) composition ceramics were fabricated by the conventional soild state reaction method and their microstructure and piezoelectric properties were investigated according to PNN substitution. The addition of small amount of $BiFeO_3$, $Li_2CO_3$, and $CaCO_3$ were used in order to decrease the sintering temperature of the ceramics. The XRD (x-ray diffraction patterns) of all ceramics exhibited a perovskite structure. The sinterability of PMW-PNN-PZT-BF ceramics was remarkably improved using liquid phase sintering of $CaCO_3$, $Li_2CO_3$. However, it was identified from of the X-ray diffraction patterns that the secondary phase formed in grain boundaries decreased the piezoelectric properties. According to the substitution of PNN, the crystal structure of ceramics is transformed gradually from a tetragonal to rhombohedral phase. The x=0.10 mol PNN-substituted PMW-PNN-PZT-BF ceramics sintered at $920^{\circ}C$ showed the optimum values of piezoelectric constant($d_{33}$), piezoelectric figure of merit($d_{33{\cdot}}g_{33}$), planar piezoelectric coupling coefficient($k_p$) and density : $d_{33}=566$ [pC/N], $g_{33}=29.28[10^{-3}mV/N]$, $d_{33{\cdot}}g_{33}=16.57[pm^2/N]$, $k_p=0.61$, density=7.82 [$g/cm^3$], suitable for duplex ultrasonic sensor application.