KR100369307B1 - 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 - Google Patents
고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100369307B1 KR100369307B1 KR10-2000-0029362A KR20000029362A KR100369307B1 KR 100369307 B1 KR100369307 B1 KR 100369307B1 KR 20000029362 A KR20000029362 A KR 20000029362A KR 100369307 B1 KR100369307 B1 KR 100369307B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piezoelectric
- ceramic composition
- dielectric loss
- mol
- mechanical quality
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 16
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 16
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 5
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 antimonium Chemical compound 0.000 description 1
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000005467 ceramic manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
- H10N30/8554—Lead-zirconium titanate [PZT] based
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
본 발명은 고진폭 및 고출력 압전 디바이스로 응용하기 위한 xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(0.85 ≤ x ≤ 0.95몰%, 0.05 ≤ y ≤ 0.15몰%, 0 < z ≤ 0.1중량%)로 이루어진 압전 세라믹 조성물에 관한 것으로서, 높은 전기기계 결합계수(kp)와 기계적 품질계수(Qm), 높은 압전 정수(d)와 낮은 유전손실(tanδ)을 갖고 있으므로 압전 변압기, 초음파모터, 압전액츄에이터와 같은 고출력 압전 소자의 압전세라믹소재로의 응용이 가능하다.
Description
본 발명은 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물에 관한 것으로서, 압전 변압기, 초음파 모터와 같은 고진폭 및 고출력 압전 디바이스에 사용될 수 있는 높은 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(kp), 높은 압전정수(d), 낮은 유전손실(tanδ)을 갖는 압전 세라믹 조성물에 관한 것이다.
압전세라믹 조성물은 크게 연성(soft)계와 경성(hard)계로 나눌 수 있으며 연성 압전 세라믹은 압전정수가 높으나 기계적 품질계수는 낮고, 경성 압전 세라믹은 기계적 품질계수는 높으나 압전 정수가 낮다. 최근 액정 표시장치의 백라이트 인버터의 핵심부품으로 주목받고 있는 압전 변압기, 메카트로닉스 분야에서 미소변위 및 정밀위치 제어에 필수적인 소자인 초음파 모터(또는 압전 모터), 압전 액츄에이터와 같이 진동진폭이 크고 출력이 높은 압전 디바이스가 다방면에 이용되기 시작했다.
이들 디바이스들은 자기(magnetic)식에 비하여 소비전력이 낮고, 전자(electromagnetic)소음을 발생시키지 않으며, 소형 박형이어서 소형화, 경량화가 요구되는 시스템의 부품으로 매우 유리한 점이 있어서 최근에 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 이들 디바이스 중 압전 모터나 압전 액츄에이터는 원리상 압전체의 압전 왜형효과(압전역효과)에 의해서 교류 고전압 인가시 생기는 기계적 진동을 이용하는 소자이고, 압전 변압기는 압전 왜형효과에 의해서 고전압 인가로 생긴 기계적 진동이 압전 정효과에 의해 전기적 출력으로 변환되는 원리를 이용하는 소자인데, 이 종류의 디바이스는 모두 고전압 인가에 의해서 안정된 기계적 진동을 얻어야 하기 때문에 이 디바이스의 핵심소재인 압전 세라믹은 기계적 품질계수, 전기기계 결합계수 및 압전정수가 높고, 유전손실(tanδ)이 적으며, 온도 안정성이 높은 특성을 가진 세라믹 조성이어야 하며, 이러한 특성을 가진 압전 세라믹의 개발이 활발하게 연구되어 왔다.
현재까지 개발된 실용적인 압전세라믹 재료로는 일반식 ABO3로 표시되는 페로브스카이트(perovskite)형 결정구조를 지닌 물질이 대부분으로, 일반적으로 사용되는 압전세라믹 재료인 PZT(Pb(ZrTi)O3)는 순수한 상태에서 분극이 쉽지 않고 전기적 특성 등의 안정성이 떨어지기 때문에, 이러한 결점을 극복하고자 종래에 개발된 티탄산지르콘산납(PZT)의 B 사이트(site)의 지르코늄이나 티타늄을 망간, 니오비움, 마그네슘, 안티모늄, 아연, 니켈, 철과 같은 산화물로, A 사이트(site)의 납을 바륨, 칼슘, 란타늄과 같은 산화물로 일부 또는 완전 치환하여 만든 Pb(Nb1/2Fe1/2)O3-PbTiO3-PbZrO3, Pb(Nb2/3Mg1/3)O3-PbTiO3-PbZrO3등의 3성분계 압전 세라믹재료에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으나, 압전 변압기, 압전 모터와 같은 고진폭 및 고출력 압전 디바이스에 사용될 수 있도록 유전손실이 낮고, 기계적 품질계수, 전기기계 결합계수 및 압전 정수가 동시에 높은 전기적 특성을 만족하는 압전 세라믹 조성물은 제조되지 못하고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 높은 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(kp), 높은 압전 정수(d)와 낮은 유전손실(tanδ)를 갖고 높은 큐리온도와 온도 안정성을 갖는 압전 세라믹 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 압전 세라믹 조성물은 xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3로 이루어지는 압전 세라믹 조성물로서, 상기 x는 0.85몰% 이상, 0.95몰% 이하의 범위내에 있고, 상기 y는 0.05몰% 이상, 0.15몰% 이하의 범위내에 있으며, 상기 z는 0 중량% 이상, 0.1중량% 이하의 범위내에 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압전 세라믹 조성물에 있어서, z는 특히 0.01중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 압전 세라믹 조성물은 티탄산지르콘산납(PZT)에 압전 및 유전 특성을 현격하게 증가시키기 위해 망간/니오비움/안티모늄산납(Pb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3)을 첨가한 삼성분계이며, 혼합비율 x, y는 상경계(MPB; morphotropic phase boundary)를 고려하여 정해진 것이고, 피닝효과(pinning effect)에 의해서 기계적 품질 계수를 높이고 유전 손실을 저하시키기 위하여 산화크롬을 소량 첨가한 것이다. 본 발명의 압전 세라믹 조성물은 높은 기계적 품질 계수(Qm)와 전기기계 결합계수(kp), 낮은 유전손실(tanδ)을 가지므로 압전 변압기(piezoelectric transformer), 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator), 압전 모터(piezoelectric motor), 압전진동자 등의 고진폭 및 고출력 압전 디바이스에 폭넓게 사용될 수 있다.
본 발명을 일예에 따라 상세히 설명한다.
본 조성에 의해서 압전 세라믹을 제조하는 방법은 일반적인 압전 세라믹 제조과정도 또한 사용할 수 있다. 산화납(PbO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄 (TiO2), 산화망간(MnO), 산화니오비움(Nb2O5), 산화안티몬(Sb2O3), 산화크롬(Cr2O3)을 화학량론적으로 일정량 칭량한 후 볼밀을 이용하여 습식 혼합한 후, 건조기를 이용하여 건조한 다음, 750℃에서 2시간 하소시키고 다시 볼밀을 이용하여 습식혼합·분쇄한다. 분쇄된 파우더에 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol:PVA) 바인더를 첨가하고 건조한 다음 직경 15㎜의 원통형 몰더(molder)에 파우더를 넣고 2 톤/cm2의 압력으로 가압성형한다. 성형체는 1100∼1300℃에서 1∼3시간 소결시킨다. 이와 같이 소결된 소결체의 양면에 은(Ag) 전극을 형성시키고, 실리콘 오일 중에서 2∼5kV/㎜의 직류전압을 10∼30분간 인가한 다음, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법으로 각 실시예의 밀도, 전기기계 결합계수(kp), 기계적 품질계수(Qm), 정전용량, 압전 정수(d)를 각각 측정하여 그 결과를 얻었다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.85몰%, y = 0.15몰%, z = 0.01중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1200℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 40%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1400, 유전손실(tanδ)는 1.6%인 특성을 나타냈다.
실시예 2
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.85몰%, y = 0.15몰%, z = 0.05중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1150℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 43%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1260, 유전손실(tanδ)는 1.1%인 특성을 나타냈다.
실시예 3
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.85몰%, y = 0.15몰%, z = 0.1중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1100℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 45%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1015, 유전손실(tanδ)는 0.9%인 특성을 나타냈다.
실시예 4
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.90몰%, y = 0.10몰%, z = 0.01중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1250℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 48%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1770, 유전손실(tanδ)는 1.0%인 특성을 나타냈다.
실시예 5
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.90몰%, y = 0.10몰%, z = 0.05중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1200℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 52%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1540, 유전손실(tanδ)는 0.8%인 특성을 나타냈다.
실시예 6
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.90몰%, y = 0.10몰%,z = 0.1중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1150℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 53%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1420, 유전손실(tanδ)는 0.8%인 특성을 나타냈다.
실시예 7
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.95몰%, y = 0.05몰%, z = 0.01중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1250℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 51%, 기계적 품질 계수(Qm)는 2650, 유전손실(tanδ)는 0.9%인 특성을 나타냈다.
실시예 8
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.95몰%, y = 0.05몰%, z = 0.05중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1200℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 54%, 기계적 품질 계수(Qm)는 2150, 유전손실(tanδ)는 0.7%인 특성을 나타냈다.
실시예 9
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.95몰%, y = 0.05몰%, z = 0.1중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1150℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 55%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1830, 유전손실(tanδ)는 0.7%인 특성을 나타냈다.
실시예 10
상기 실시예 9의 조성을 갖는 로젠형 압전 변압기(두께 2.5mm, 가로 11mm, 세로 36mm)를 제작하여 상용 제품과 성능을 비교하였다. 상용 제품은 입력 교류 157V, 출력 520V, 용량 2W, 효율 90%를 나타냈으나, 본 실시예에 따른 변압기는 입력 교류 50V, 출력 620V, 용량 5W, 효율 98%를 나타내어, 시제품에 비하여 매우 우수한 성능을 나타냈다.
비교예 1
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.85몰%, y = 0.15몰%, z = 0중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1200℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 37%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1520,유전손실(tanδ)는 1.9%인 특성을 나타냈다.
비교예 2
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.90몰%, y = 0.10몰%, z = 0중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1250℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 42%, 기계적 품질 계수(Qm)는 1870, 유전손실(tanδ)는 1.3%인 특성을 나타냈다.
비교예 3
xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3(x = 0.95몰%, y = 0.05몰%, z = 0중량%)로 조성된 압전 세라믹 조성물을 가지도록 소결온도 1250℃에서 상기의 방법으로 제조하였고, 전기기계 결합계수, 기계적 품질 계수, 유전손실을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
측정한 결과 전기기계 결합계수(kp)는 47%, 기계적 품질 계수(Qm)는 2040, 유전손실(tanδ)는 1.0%인 특성을 나타냈다.
| 몰% | 중량% | 소결온도(℃) | 전기기계 결합계수(kp) % | 기계적 품질계수(Qm) | 유전손실(tanδ)% | ||
| x | y | z | |||||
| 실시예 1 | 0.85 | 0.15 | 0.01 | 1200 | 40 | 1400 | 1.6 |
| 실시예 2 | 0.85 | 0.15 | 0.05 | 1150 | 43 | 1260 | 1.1 |
| 실시예 3 | 0.85 | 0.15 | 0.1 | 1100 | 45 | 1015 | 0.9 |
| 실시예 4 | 0.90 | 0.1 | 0.01 | 1250 | 48 | 1770 | 1.0 |
| 실시예 5 | 0.90 | 0.1 | 0.05 | 1200 | 52 | 1540 | 0.8 |
| 실시예 6 | 0.90 | 0.1 | 0.1 | 1150 | 53 | 1420 | 0.8 |
| 실시예 7 | 0.95 | 0.05 | 0.01 | 1250 | 51 | 2650 | 0.9 |
| 실시예 8 | 0.95 | 0.05 | 0.05 | 1200 | 54 | 2150 | 0.7 |
| 실시예 9 | 0.95 | 0.05 | 0.1 | 1150 | 55 | 1830 | 0.7 |
| 비교예 1 | 0.85 | 0.15 | 0 | 1200 | 37 | 1520 | 1.9 |
| 비교예 2 | 0.9 | 0.1 | 0 | 1250 | 42 | 1870 | 1.3 |
| 비교예 3 | 0.95 | 0.05 | 0 | 1250 | 47 | 2040 | 1.0 |
상기 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 9에서 알 수 있듯이, 상기의 압전 세라믹 조성물은 압전 변압기와 같은 고출력 압전 응용 소자에서 요구되는 특성을 만족하므로 이들에 적용이 가능하다.
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 압전 세라믹 조성물은 높은 전기기계 결합계수(kp)와 기계적 품질계수(Qm), 높은 압전 정수와 낮은 유전손실을 갖고 있으므로 압전 변압기, 압전 모터, 압전 액츄에이터, 압전 진동자와 같은 고출력 압전 응용 소자로의 응용이 가능하다.
Claims (2)
- xPb(Zr0.53Ti0.47)O3+ yPb(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)O3+ zCr2O3로 이루어지는 압전 세라믹 조성물로서,상기 x는 0.85몰% 이상, 0.95몰% 이하의 범위내에 있고,상기 y는 0.05몰% 이상, 0.15몰% 이하의 범위내에 있으며,상기 z는 0 중량% 이상, 0.1중량% 이하의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 압전 세라믹 조성물.
- 제 1 항에 있어서,상기 z는 0.01중량%인 것을 특징으로 하는 압전 세라믹 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0029362A KR100369307B1 (ko) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0029362A KR100369307B1 (ko) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000054267A KR20000054267A (ko) | 2000-09-05 |
| KR100369307B1 true KR100369307B1 (ko) | 2003-01-24 |
Family
ID=19670826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0029362A KR100369307B1 (ko) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100369307B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100431404B1 (ko) * | 2001-04-06 | 2004-05-22 | 임기조 | 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물, 이를 이용한 압전 변압기 및 그 구동방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030018144A (ko) * | 2001-08-27 | 2003-03-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 압전 자기 조성물 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465068A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Daiwa Shinku Corp | Composition for piezoelectric ceramic |
| JPH07267733A (ja) * | 1994-03-28 | 1995-10-17 | Daishinku Co | 圧電性磁器組成物 |
| JPH0812428A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高周波用圧電フィルタ磁器組成物 |
| KR20000013956A (ko) * | 1998-08-14 | 2000-03-06 | 박호군 | 온도 특성이 우수한 압전 액츄에이터용 세라믹조성물 |
-
2000
- 2000-05-30 KR KR10-2000-0029362A patent/KR100369307B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465068A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Daiwa Shinku Corp | Composition for piezoelectric ceramic |
| JPH07267733A (ja) * | 1994-03-28 | 1995-10-17 | Daishinku Co | 圧電性磁器組成物 |
| JPH0812428A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-01-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高周波用圧電フィルタ磁器組成物 |
| KR20000013956A (ko) * | 1998-08-14 | 2000-03-06 | 박호군 | 온도 특성이 우수한 압전 액츄에이터용 세라믹조성물 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100431404B1 (ko) * | 2001-04-06 | 2004-05-22 | 임기조 | 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물, 이를 이용한 압전 변압기 및 그 구동방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000054267A (ko) | 2000-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4929522B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR0161988B1 (ko) | 작동기용 압전 세라믹 조성물 | |
| KR102020605B1 (ko) | 변형율이 높은 삼성분계 무연 압전 세라믹 조성물 | |
| KR100481226B1 (ko) | 세라믹 액츄에이터용 압전 세라믹 조성물 및 압전 세라믹 제조방법 | |
| JP2613671B2 (ja) | 強誘電性セラミックス | |
| KR100369307B1 (ko) | 고진폭 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물 | |
| JPH04260662A (ja) | 圧電セラミックス組成物 | |
| JPH11322423A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR100250207B1 (ko) | 바이모프 액츄에이터용 압전 세라믹스 조성물 | |
| JP3700033B2 (ja) | アクチュエータ用圧電磁器組成物 | |
| KR100562988B1 (ko) | 바이몰프용 압전 세라믹스 조성물 | |
| KR970010348B1 (ko) | 신규한 압전세라믹 조성물 및 그를 이용한 적층형 변위소자의 제조방법 | |
| JP3189582B2 (ja) | アクチュエータ用圧電磁器組成物 | |
| JP3161175B2 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| KR100380943B1 (ko) | 압전 자기 조성물 | |
| KR20040001718A (ko) | 압전 자기 조성물 | |
| KR100347049B1 (ko) | 압전 자기 조성물 | |
| KR100977420B1 (ko) | 고변위 적층형 압전액츄에이터용 저온소결 압전 자기 조성물 | |
| JP3111783B2 (ja) | アクチュエータ用圧電磁器組成物 | |
| KR100544091B1 (ko) | 압전 세라믹 조성물 | |
| KR20010096365A (ko) | 압전 자기 조성물 | |
| KR910007120B1 (ko) | 산화물 압전재료 | |
| KR20010068942A (ko) | 압전재료용 산화물 조성물 | |
| KR20010096364A (ko) | 압전 자기 조성물 | |
| KR19990056603A (ko) | 압전 자기 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20081224 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111230 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150113 Year of fee payment: 15 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |