• 제목/요약/키워드: piezoelectric and dielectric properties

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$Pb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ 세라믹스에서의 유전 및 압전 특성 (Dielectric and Piezoelectric Properties of $Pb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ Ceramics)

  • 차유정;김창일;정영훈;이영진;백종후
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.310-310
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    • 2008
  • 본 연구에서는 (1-x) Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - x Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ (PSN) (x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08) 변화에 따른 미세구조 및 압전, 유전특성에 관해 고찰하였다. PSN 치환량이 증가함에 따라 정방정 (tetragonal)구조에서 삼방정(rhombohedral)구조로 상전이가 일어났으며, 결정립의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전기기계결합계수 (kp) 는 PSN이 4 mol % 치환됨에 따라 증가하였으며, 더 이상 치환 시 감소하였다. PSN 치환에 따른 전기적 특성은, 결정구조, 결정립의 크기 및 2 차상 등의 미세구조와 긴밀한 관계가 있는 것으로 보여진다. 상경계(Morphotropic Phase Boundary) 영역인 0.96 Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - 0.04 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에서 $\varepsilon{^T}_{33}/\varepsilon_o$ = 1109, $k_p$= 70.8 (%), $d_{33}$= 325 (pC/N)의 우수한 특성을 나타내었다.

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고상단결정법으로 성장시킨 0.68Pb ($Mg_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$O_3$-0.32PbT$iO_3$ 압전단결정의 물성평가 (Characterization of the Material Properties of 0.68Pb ($Mg_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$O_3$-0.32PbT$iO_3$ Single Crystals Grown by the Solid-State-Crystal-Growth Method)

  • 이상한;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.103-108
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    • 2004
  • 본 연구에서는 고상단결정법으로 성장시킨 PMN-32%PT 단결정의 모든 물성을 공진법을 이용하여 측정하였다. tetragonal 결정구조의 PMN-PT는 독립적인 물성으로 6개의 탄성상수, 3개의 압전상수, 2개의 유전상수를 가진다. 이상의 값들을 서로 다른 형태를 가진 6종류의 시편을 만들어 임피던스 분석기를 이용하여 각각의 시편의 진동모드별 전기임피던스를 측정하여 구하였다. 측정결과 일반 압전세라믹 보다 큰 전기기계결합계수 k/sub 33/ (∼85%)과 압전계수 d/sub 33/ (∼1200pC/N)을 가짐을 확인하였다. 측정한 값의 타당성은 측정시편의 유한요소해석을 통한 임피던스 스펙트럼과 상용 d/sub 33/ -meter측정결과와의 비교를 통해 확인하였다.

IBSD법에 의한 SBN60 강유전체 박막의 배향 및 전기적 특성 (Crystallization and Electrical Properties of SBM Thin Films by IBSD Process)

  • 정성원;장재훈;이희영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.869-873
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    • 2004
  • [ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient, piezoelectric, and a photo refractive properties. In this study, SBN60(x=0.6) thin film was manufactured by ion beam sputtering technique. Using the prepared SBN60 target in $Ar/O_2$ atmosphere as-deposited SBN60 thin film on Pt(100)/$TiO_2/SiO_2/Si$ substrate crystallization and orientation behavior as well as electric properties of SBN60 thin film were examined. SBN60 deposition up to $3000{\AA}$ in thickness, SBN60 thin film was heat-treated at $650^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$. The orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern where working pressure was $4.3{\times}10^{-4}$ torr. The deposited layer was uniform, preferred orientatin and crystallization behavior resulted in the change of $O_2$ ratio was observed. In electric propertie of Pt/SBN60/Pt thin film capacitor remnant polarization (2Pr) value was $10{\mu}C/cm^2$, the coercive filed (Ec) 50 kV/cm, and the dielectric constant 615, respectively.

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Effect of Bi4Zr3O12 on the properties of (KxNa1-x)NbO3 based ceramics

  • Mgbemere, Henry. E.;Akano, Theddeus T.;Schneider, Gerold. A.
    • Advances in materials Research
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    • 제5권2호
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    • pp.93-105
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    • 2016
  • KNN-based ceramics modified with small amounts of $Bi_4Zr_3O_{12}$ (BiZ) has been synthesized using high-throughput experimentation (HTE). The results from X-ray diffraction show that for samples with base composition $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ (KNN), the phase present changes from orthorhombic to pseudo-cubic with more than 0.2 mol% BiZ addition; for samples with base composition $(K_{0.48}Na_{0.48}Li_{0.04})(Nb_{0.9}Ta_{0.1})O_3$ (KNNLT), the phase present changes from a mixture of orthorhombic and tetragonal symmetry to pseudo-cubic with more than 0.4 mol % while for samples with base composition $(K_{0.48}Na_{0.48}Li_{0.04})(Nb_{0.86}Ta_{0.1}Sb_{0.04})O_3$ (KNNLST), the phase present is tetragonal with <0.3 mol% BiZ addition and transforms to pseudo-cubic with more dopant addition. The microstructures of the samples show that addition of BiZ decreases the average grain size and increases the volume of pores at the grain boundaries. The values of dielectric constant for KNN and KNNLT compositions increase slightly with BiZ addition while that for KNNLST decreases gradually with BiZ addition. The dielectric loss values are between 0.02 and 0.04 for KNNLT and KNNLST compositions while they are ~ 0.05 for KNN samples. The resistivity values increases with BiZ addition and values in the range of $10^{10}{\Omega}cm$ and $10^{12}{\Omega}cm$ are obtained. The piezoelectric charge coefficient ($d{^*}_{33}$) is highest for KNNLST samples and decreases gradually from ~400 pm/V to ~100 pm/V with BiZ addition.

(Pb,Ba)(Zr,Ti)$O_3$계 세라믹스의 )$Y_2O_3$첨가에 따른 유전 및 전왜 특성 (Dielectric and electrostrictive properties of (Pb,Ba)(Zr,Ti))$O_3$ ceramics with $Y_2O_3$addition)

  • 김규수;윤광희;윤현상;홍재일;유주현;박창엽
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권6호
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    • pp.551-557
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    • 1996
  • To decrease the hysteresis of electric field induced strain, $Y_{2}$ $O_{3}$ dopant of which amount is 0-0.8wt% was added to the (P $b_{0.73}$B $a_{0.27}$)(Z $r_{0}$ 75/ $Ti_{0.25}$) $O_{3}$ ceramics. Electromechanical coupling coefficients of the specimen with 0.1 Wt% $Y_{2}$ $O_{3}$ were $k_{p}$=26.9% and $k_{31}$ =20.4%, which exhibited the maximum value at the constant bias electric field of 10 kV/cm. At the same $Y_{2}$ $O_{3}$ addition amount, electric field piezoelectric constant ( $d_{3l}$) and strain(.DELTA.l/l) showed the maximum values of 139.6*10$^{-12}$ [C/N] and 126*10$^{-6}$ .DELTA. l/l respectively at 10 kV/cm electric field. And the hysteresis of strain showed the minimum value of 17.5%. So, we propose that it is possible to apply PBZT system with $Y_{2}$ $O_{3}$ dopant to the electrostrictive actuator.r.r.

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압전세라믹 PZT-고분자 1-3-0형 복합압전체의 제조 및 전기적 특성 (Fabrication and Electrical Properties of Piezoceramics PZT-Polymer 1-3-0 Type Composite)

  • 손무헌;최헌일;사공건
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권4호
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    • pp.241-246
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    • 1999
  • In this study, the piezoelectric ceramics PZT powders were synthesized by Wet-Dry combination method. And the flexible 1-3-0 type composites were favricated with piezoceramic PZT and Eccogel polymer matrix embedded 3rd phase. Dielectric constant of 1-3-0 type composites was lower than that of single phase PZT ceramics. Thickness mode coupling factor $k_t$ which was comparable with single phase PZT ceramics, and Mechanical Quality factor $Q_m$ were about 0.65 and 6 respectively. These composites are considered as a good candidates for broad-band type transducer applications. The acoustic impedance for 1-3-0 type composites was lower than that of single phase PZT ceramics. Therefore, these composites would be better used for hydrophone applications.

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화학적공침법에 의한 $A_{2}B_{2}O_{7}$ 고온압전세라믹스의 제작과 전기적 특성 (Fabrication and Electrical Properties of High Tc $A_{2}B_{2}O_{7}$ Piezoelectric Ceramics Using the Powders Prepared by the Chemical Coprecipitation Method)

  • 손창헌;전상재;남효덕
    • 센서학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.316-327
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    • 1997
  • 높은 큐리온도를 가진 다결정 세라믹스 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$$La_{2}Ti_{2}O_{7}$을 화학적공침법으로 제조하고 하소분말의 입도분포와 상구조 및 소결특성 등을 조사하였으며, 소결온도에 따른 입자배향도와 전기적 특성을 선행연구 고상반응법 및 용융염합성법과 비교하였다. 화학적공침법을 이용함으로써 고상반응법에 비해 $100{\sim}150^{\circ}C$ 낮은 하소온도에서 단일상을 얻을 수 있었고, 특히 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$의 경우, $700^{\circ}C$에서 중간 생성물 $Sr_{5}Nb_{4}O_{15}$가 생성된 후 $800^{\circ}C$의 낮은 하소온도에서 단일상이 나타났으며 얻어진 하소분말도 미세하고 균일하였다. 화학적공침법에 의해 $1500^{\circ}C$에서 소결한 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ 세라믹스는 이론밀도의 97%에 달하는 우수한 소결성을 보였을 뿐만 아니라 (0k0) 방향의 입자배향도가 현저히 컸으며, 결과적으로 절단방향에 따른 유전특성의 이방성을 나타내어 a-cut 방향의 유전율은 단결정에 비해 손색이 없었다.

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$La_2O_3$의 첨가가 PZN-BT-PT 세라믹스의 구조적, 전기적 특성에 미치는 영향 (An Effect on the Structural, Electrical Characteristis of PZN-BT-PT Ceramics according to the Variations of $La_2O_3$ Additon Amount)

  • 박성환;윤현상;백동수;이두희;박창엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.42-45
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    • 1992
  • In this study, the structural, dielectric and electrical properties of $0.85Pb(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.1BaTiO_3-0.05PbTiO_3$ ceramics were investigated with respect to the variations of $La_2O_3$ addition amount. The specimen with 0.2 [wt%] $La_2O_3$ addition amount, which has the coupling constants with the value of $k_p$=44.8[%]. $k_{31}$=25.4[%] and the piezoelectric constant with $d_{31}=100{\times}10^{-12}$[C/N] respectively, exhibits the relatively good values in the applications of electrostriction actuators.

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$MnO_2$가 첨가된 PSN-PT-PZ 세라믹의 유전적, 압전적 성질 (Dielectric and Piezoelectric Properties of PSN-PT-PZ Ceramics Doped with $MnO_2$)

  • 박인길;이성갑;이영희
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제2권2호
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    • pp.109-116
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    • 1989
  • PSN-PT-PZ 삼성분계 압전세라믹의 상도로부터 유전적, 압전적 특성이 가장 양호한 MPB부근의 조성을 선택하여 MnO$_{2}$를 0-2[wt.%]첨가하였으며 일반소성법으로 시편을 제작하였다. 소결온도는 1,200-1,280[.deg.C], 시간은 0.5-3[hr]까지 변화시켰으며 MnO$_{2}$의 첨가가 시편의 유전적, 압전적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 제작된 시편의 비유전상수는 MnO$_{2}$의 첨가량에 따라 증가하였으며 MnO$_{2}$가 2[wt.%]첨가된 시편 S-15(PSN:PT:PZ, 15:48:37)의 경우 605.41, 큐리온도는 MnO$_{2}$의 첨가량이 증가할수록 선형적으로 감소하였다. 각 시편의 전기기계 결합계수와 유전손실은 MnO$_{2}$의 첨가량이 0.5-1.5[wt.%]범위에서 양호한 특성을 나타내었으며 MnO$_{2}$가 0.5[wt.%] 첨가된 시편 S-5(PSN:PT:PZ, 5:48:47)의 경우 전기기계 결합계수는 0.425로 가장 높은 값을 나타내었다. MnO$_{2}$가 1[wt.%] 첨가된 시편 S-10(PSN:PT:PZ, 10:48:42)에서 공진주파수의 온도의존성이 가장 양호하게 나타났으며 각 시편에 대한 MnO$_{2}$의 첨가량이 증가할수록 결정립 크기는 감소하였다.

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마이크로파 에너지를 이용한 PZT 압전세라믹스의 급속소결 (Rapid sintering of PZT piezoelectric ceramics by using microwave hybrid energy)

  • 홍성원;채병준;홍정석;안주삼;최승철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.135-141
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    • 1995
  • 마이크로파 (2.45 GHz) 에너지를 이용한 PZT계 세라믹스의 소결특성과 전기적 특성을 조사하였다. 소결은 $1050 ~ 1130^{\circ}C$ 범위에서 5분간 행하였다. 소결온도가 높아질수록 소결밀도가 높은 치밀한 소결체를 얻을 수 있었으며, 전기적 특성이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 소결온도가 $1090^{\circ}C$이상으로 증가하게 되면 PbO의 휘발로 인하여 소결밀도가 감소하였으며, 이에 따라 유전율과 전기기계결합계수 값도 감소하였다. PbO 분위기 조절없이 마이크로파로 $1090^{\circ}C$에서 소결한 시편의 전기적 특성은 유전율, 기계적품질계수, 전기기계결합계수 등의 값이 각각 1900, 80, 0.53으로 일반적인 전기로에 의한 소결과 비교하여, 비슷한 특성을 나타내었다. 마이크로파 에너지를 이용하여 소결공정을 20분 안에 끝마칠 수 있는 급속소결법으로 공정시간과 에너지를 크게 절감할 수 있었다.

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