Fe2O3첨가에 따른 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3계 세라믹스의 압전 및 유전 특성 (Piezoelectric and Dielectric Properties of (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3 Ceramics as a Function of Fe2O3 Addition)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 27권 / 9호 / 555 ~ 560페이지
· 저자명 : 이광민, 류주현, 신상훈

초록

본 연구에서는 우수한 압전 특성을 갖는 무연 압전 세라믹스의 개발하기 위해 (Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883 Sb0.08Ta0.037)O3 +0.3wt%Bi2O3 + x wt%Fe2O3 조성에 Fe2O3를 첨가하여 첨가량의 변화에 따른 NKL-NSTO3 세라믹스의 미세구조, 상구조, 그리고 압전 및 유전특성에 미치는 영향에 대하여 조사한 결과 , Fe2O3가 첨가되지 않은 시편의 XRD 회절 패턴에서 1차상전이 온도가 상온 부근에 위치함으로 MPB 상으로 사료되고 Fe2O3의 첨가에 따라 0.2 wt%에서 1.0 wt% 까지는 (202)/(020) 피크를 보이는 사방정계(Orthorhombic Phase)을 나타내었다.
Fe2O3가 첨가되지 않은 0 wt% 시편의 1차 상전이온도는 상온부근에 위치하고, Fe2O3의 첨가에 따라 1차상전이온도는 높은 온도 쪽으로 이동하였으며, 큐리온도 또한 첨가량의 증가에 따라 340℃ 부근까지 이동하였다. Fe2O3가 0.6 wt% 첨가된 조성에서 압전상수(d33), 전기기계결합계수(kp), 기계적품질계수(Qm), 유전상수, (εr) 그리고 잔류분극(Pr)과 항전계(Ec)는 233 [pC/N], 0.44, 95, 14.16 μC/cm2, 10.65 kV/cm로 최적의 값을 나타내었다.

영어초록

In this paper, in order to develop outstanding Pb-free composition ceramics, the Fe2O3-doped(Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08 Ta0.037)O3 + 0.3 wt% Bi2O3 + x wt% Fe2O3 (x= 0∼1.0 wt%)(abbreviatedas NKL-NST) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized using the ordinary solid statereaction method. The effect of Fe2O3-doping on their microstructure and electrical properties wereinvestigated. XRD diffraction pattern studies confirm that Fe2O3 completely diffused into the NKL-NSTlattice to form a new stable soild solution with Fe3+ entering the Nb5+, Sb5+ and Ta5+ of B-site. And,phase structure of all the ceramics exhibited pure perovskite phase and no secondary phase was found inthe ceramics. The ceramics doped with 0.6 wt% Fe2O3 have the optimum values of piezoelectricconstant(d33), planar piezoelectric coupling coefficient(kp) and mechanical quality factor(Qm) : d33= 233[pC/N], kp= 0.44, Qm= 95. These results indicate that the (Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08Ta0.037)O3 +0.3 wt%Bi2O3 + 0.6 wt% Fe2O3 ceramic is a promising candidate for lead-free piezoelectric ceramics.

참고자료

· 없음