강유전체 BaTiO3의 합성과 상전이 예비보고서

소개글

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목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험원리

4. 실험방법
a. BaTiO3의 합성(고체상 반응법)
b. BaTiO3의 분석

5. 시약조사

본문내용

1. 실험제목
강유전체 BaTiO3의 합성과 상전이

2. 실험목적
- 대표적인 강유전성 물질인 BaTiO3를 합성하고 TG, DSC, XRD 분석을 하여 큐리 온도(Curie temperature)와 상변화에 대하여 알아본다.

3. 실험원리

-유전체: 전기장 안에서 극성을 지니게 되는 절연체이다. 인가된 전압 하에서 전하를 축적한다. 따라서 전자기장 안에 있는 물질의 에너지를 저장하는 용도로 사용된다.

-압전체: 외부의 압력이나 전압에 의하여 분극 변화가 발생하는 물질이다. 대표적으로, 수정 등이 있다.

-압전효과: 전기 쌍극자를 가진 재료에 물리적인 압력을 주면 결정을 구성하는 분자 또는 이온 간의 상태변화에
의해 전기가 발생하는 효과이다. 반대로 전기적 변화를 통해 재료의 변형을 일으키는 현상을 역압전
효과 라고한다.

-초전체: 적외선 같은 근소한 열에너지의 변화로 전하의 변화가 나타나는 물질이다. 적외선 센서등에 사용된다.

-강유전체: 외부의 전기장이 없이도 스스로 분극(자발 분극, Spontaneous polarization, Ps)을 가지는 재료로서 외부 전기장에 의하여 분극의 방향이 바뀔 수 있는 물질이다. 주로 산화물에 많이 응용되고 있으며 BaTiO3가 가장 대표적인 재료이다.

-강유전체의 이력곡선(hesteresis loop) :.

외부전기장에 따른 분극값의 변화를 나타낸 그래프이다. 상온에서는 강유전체이더라도 강유전체는 강유전분역으로 나누어 있기 때문에 외부 전기장이 없을 경우 분극 값은 0에서 시작한다. 외부 전기장이 강해짐에 따라 분극값이 증가하는데 이는 외부 전기장과 같은 방향의 분역이 넓어지기 때문이다. 일정한 전기장 이상이 되면 분극값이 포화되고 외부 전기장에 따른 선형적인 증가만 보여주게 된다. 이때의 분극값을 포화분극(Ps)이라고 한다. 다시 전기장을 내려주면 분극값이 0으로 돌아가지 않고 외부 전기장이 없더라도 일정한 분극값을 가지게 된다.

참고 자료

무기화학실험,노동윤,자유아카데미,2014,p193-195
무기화학,Gary L. Miessler,자유아카데미,2013