화학양론 및 Na 과잉 (Na0.53K0.47)(Nb0.55Ta0.45)O3 압전 세라믹스의 온도에 따른 유전 및 전기 전도 특성 (Temperature Dependences of the Dielectric and the Electrical Properties of Stoichiometric and Na-excess (Na0.53K0.47)(Nb0.55Ta0.45)O3 Piezoelectric Ceramics)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 65권 / 6호 / 536 ~ 541페이지
· 저자명 : 김민수, 김진수, 김명호, 송태권, 이재현, 박태곤, 박종규, 김원정

초록

무연계 (Na0.53+xK0.47)(Nb0.55Ta0.45)O3 (NKNT) 압전 세라믹스를 고상반응법으로 제조하여 화학량론 (x = 0.0) 및 Na 과잉 (x = 0.015)에 따른 유전 및 전기 전도 특성을 연구하였다. 온도에 따른 입방정-정방정계 (TC) 및 정방정-사방정계 상전이 (TO-T)의 유전상수 피크가 각각 156℃ 및 40 ℃에서 나타났다. 특히, 화학양론에 비해 Na 과잉 NKNT 세라믹스는 상온 근처에서 낮은 유전 손실을 나타내었고, 압전 특성이 향상되었다. 온도에 따른 교류 전기 전도도는 350 ℃ 이상에서 선형적으로 증가하였으며, 복소임피던스 Cole-Cole plot은 입계와 입계면에 의한 임피던스 특성을 나타내었다. Arrhenius 식을 만족하는 교류 및 직류 전기 전도도에서 계산된 활성화 에너지는 약 1.0 eV로 나타났다.

영어초록

We have prepared lead-free Ta-substituted (Na0.53−xK0.47)(Nb0.55Ta0.45)O3 (NKNT) ceramics by using the solid-state reaction method and investigated the dielectric and the electrical properties of the stochiometric (x = 0) and the Na-excess (x = 0.015) compositions in the temperature range from 30 ℃ to 600 ℃ and in the frequency range from 1 Hz to 10 MHz. Two dielectric peaks, corresponding to the cubic-tetragonal and the tetragonal-orthorhombic transitions, were observed at TC = 156 ℃ and TO−T = 40 ℃, respectively. Especially, the Na-excess NKNT ceramic had a low dielectric loss and improved piezoelectric properties. The Ac conductivity linearly increased at temperatures above 350 ℃, and the impedance Cole-Cole plot exhibited two arcs, a grain arc and a grain-boundary arc. The activation energies obtained from the ac and the dc conductivities were estimated to be about 1.0 eV.

참고자료

· 없음