세라믹 유전체 제작과 평가

소개

세라믹 유전체 제작 방법과 평가

목차

1. 실험목표 및 이론
2. 실험방법
3. 압전성평가방법
4. 실험결과 및 분석
5. 실험결과 고찰

본문내용

(1) 실험 목적
대표적인 세라믹 유전체인 BaTiO3의 제작하기 위한 공정조건을 알고 XRD를 이용해 확인해본다.

(2) 실험 관련 이론
1. 세라믹 유전체
절연체에 전기장을 걸어주었을 때 재료의 결정구조에 전기분극이 생기는 현상을 띠는 물질을 유전체라 한다. 유전체에는 상유전체, 강유전체, 초전체, 반강유전체, 페리유전체가 있다. 상유전성을 포함하는 강유전체는 전계가 가해지지 않은 상태에서도 자발적으로 분극이 되어있다. 전계가 어느 정도 가해지면 포화가 되며 전기가 통하지 않게 되며 비가역적 변화를 띤다. 이러한 강유전체의 대표적인 물질로는 BaTiO3(티탄산바륨)이 있다.

2. BaTiO3
대표적인 강유전체로 압전성을 띠는 물질이다. 일반적으로 강유전체는 BaTiO3와 같이 페로브스카이트 구조를 띠게 된다.

왼쪽 그림은 BaTiO3 의 결정구조를 나타낸 그림으로, Cubic 위치에 Ba이온, 면심에 O 이온, 체심에 Ti 이온이 위치해 있다. 페로브스카이트 구조는 상온에서 양의전하와 음의전하의 위치가 약간 어긋나있어 원자나 분자 단위에서 그 주변에 전기장을 형성시켜 자발분극을 가지게 된다. 그러나 120도 이상에서는 입방정결정구조를 띠고 자발분극이 사라지며 상유전체로 바뀌게 된다. 입방정, 정방정 구조외에도 BaTiO3는 온도에 따라 능면정, 사방정 구조도 가진다.

3. BaTiO3 합성 과정
BaCO3와 TiO2 분말로 반응시켜 BaTiO3가 만들어지는데 BaTiO3외에 Ba2TiO4, BaTi3O7등의 화합물이 존재해 1차적으로 바로 만들어지지는 않는다. 몰비 1대1로 반응시킬 때 570도부터 BaTiO3가 형성되고 만들어진 BaTiO3가 BaCO3와 반응하여 770도 정도에서 Ba2TiO4와 이산화탄소를 만든다.

참고자료

· 없음