KR100885621B1 - Composition and Process of Piezoelectric Materials - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 압전재료 제조방법은 K2CO3, Na2CO3, Nb2O5, CaCO3, TiO2를 포함하는 원료분말을 자아(jar)에 넣고, 15 내지 30시간 동안 습식혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 건조 후, 열처리온도 700℃ 내지 1000℃에서 하소하여 제1분말을 형성하는 단계; 상기 제1분말을 50 내지 100시간 동안 습식 혼합한 후, 건조하여 제2분말을 형성하는 단계; 및 상기 제2분말을 가압 성형 후, 소결온도 700℃ 내지 1500℃에서 1시간 내지 25시간 동안 소결하여 압전재료를 형성하는 단계를 포함한다. In the piezoelectric material manufacturing method according to the present invention, a raw material powder containing K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , CaCO 3 , TiO 2 is placed in an ego, and wet mixed for 15 to 30 hours. Forming a mixture; Drying the mixture and calcining at a heat treatment temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. to form a first powder; Wet mixing the first powder for 50 to 100 hours and then drying to form a second powder; And forming the piezoelectric material by sintering the second powder for 1 hour to 25 hours at a sintering temperature of 700 ° C. to 1500 ° C. after pressure molding.
따라서 본 발명에 따른 압전재료 및 그 제조방법은 NKN 계열에 CT를 혼합하기 때문에 공정을 용이하게 실시할 수 있고, 수용성 문제를 해결하면서 향상된 압전특성을 동시에 확보할 수 있는 효과가 있다. Therefore, the piezoelectric material and its manufacturing method according to the present invention can be easily carried out because the CT is mixed in the NKN series, and at the same time it is possible to secure improved piezoelectric properties while solving water solubility problems.
또한, 본 발명에 따른 상기 압전재료를 사용할 경우, 환경오염물질을 사용하지 않는 비연계열 압전체를 형성할 수 있는 효과가 있다. In addition, when using the piezoelectric material according to the present invention, there is an effect that can form a non-connected piezoelectric material that does not use environmental pollutants.
Description
본 발명은 압전재료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용이한 공정으로 형성할 수 있으면서, 환경오염물질인 납성분을 사용하지 않고 NKN계열에 CaTiO3를 혼합시켜 압전특성을 향상시킨 압전재료 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a piezoelectric material which can be formed by an easy process and improves piezoelectric properties by mixing CaTiO 3 with NKN series without using a lead component as an environmental pollutant. A material and a method of manufacturing the same.
압전물질이란 그에 가해지는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 서로 간에 변환시킬 수 있는 특성을 지닌 재료를 말하며 압전효과는 전기기계 결합계수(kp)를 사용하여 가해준 전기적(K) 에너지에 대한 기계적 에너지로 변환된 값으로 정의된다. Piezoelectric material is a material that can convert mechanical energy and electrical energy applied to each other. Piezoelectric effect is converted into mechanical energy for electrical (K) energy applied using electromechanical coupling factor (kp). Defined value.
따라서 우수한 전기기계 결합계수를 가진 압전재료는 전기기계 에너지간의 선형적 변환이 가능하므로 기계적 변환량의 정확한 제어가 가능하며 역으로 외부의 진동신호를 정확한 선형적인 전기신호로 받을 수 있는 장점이 있다. 또한 이러한 변환이 재료자체의 특성으로 인해 나타나므로 구조가 간단해지는 장점이 있다.Therefore, the piezoelectric material having an excellent electromechanical coupling coefficient can linearly convert between electromechanical energies, thereby enabling accurate control of the amount of mechanical conversion, and conversely, it can receive external vibration signals as accurate linear electric signals. In addition, this conversion is due to the properties of the material itself has the advantage of simplifying the structure.
상기 압전재료는 초음파 기기, 영상기기, 음향기기, 통신기기, 센서 등 광범위한 분야에 이용되는 초음파 진동자, 전기기계 초음파 트랜듀서(Transducer), 액츄에이터(Actuator) 부품들의 재료로 널리 사용되고 있다. The piezoelectric material is widely used as a material for ultrasonic vibrators, electromechanical ultrasonic transducers, and actuator components used in a wide range of fields such as ultrasonic devices, imaging devices, audio devices, communication devices, and sensors.
종래에는 Pb(Zr, Ti)O3(PZT) 계열의 재료가 높은 압전특성으로 인해 대부분의 압전부품 재료로 활용되어 왔다. Conventionally, Pb (Zr, Ti) O3 (PZT) -based materials have been utilized as most piezoelectric component materials due to their high piezoelectric properties.
그러나 납성분(Pb)은 독성이 강한 물질이고, 소결(Sintering)과정에서 휘발성이 강해서 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 이와 같이, 상기 납성분은 이미 오래 전부터 큰 문제점으로 인식되어 왔으며, 유럽(EU), 미국 등에서는 전기 전자 제품에 있어서, 위험물질인 납성분을 포함하는 중금속 물질(카드늄, 수은, 브롬계 난연제 등)의 사용을 금지한다는 내용을 발표하였다. However, lead (Pb) is a highly toxic substance and causes severe environmental pollution due to its high volatility during sintering. As described above, the lead component has been recognized as a big problem for a long time, and heavy metal materials (cadnium, mercury, bromine-based flame retardants, etc.) containing lead components which are dangerous substances in electric and electronic products in Europe and the United States. Has been banned.
비록 전자세라믹스 부품에서도 납성분은 예외 사항으로 두었지만 대체가능한 물질이 개발되면서 전자 세라믹스 부품에서도 납성분의 사용을 금지하는 조항이 발생하게 되었다. Although lead is an exception for electronic ceramic parts, the development of alternative materials has led to a ban on the use of lead in electronic ceramic parts.
이와 같이, 납성분이 환경에 미치는 영향 때문에 비연계열 압전세라믹스 재료에 대한 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. As described above, development of non-linked piezoceramic materials due to the effect of lead on the environment is being actively conducted worldwide.
압전재료를 대부분 차지하고 있는 PZT세라믹스의 환경오염문제 때문에 비연계열 압전세라믹스의 개발이 필요하게 되었으며, 대표적인 비연계열 압전 세라믹스로는 비스무스(Bi)계열 페로브스카이트(perovskite) 재료와 NKN((Na0 .5K0 .5)NbO3) 계열 세라믹스가 활발히 연구진행 중이다. A piezoelectric material, since most environmental pollution of the PZT ceramics, which account has been a need for development of a discontinuous series piezoelectric ceramic, a representative in discontinuity based piezoelectric ceramic is a bismuth (Bi) series perovskite (perovskite) material and NKN ((Na 0 .5 K 0 .5) NbO 3) is based ceramics being actively researched in progress.
표 1은 연구/진행중인 종래의 압전체를 형성하는 압전재료 및 특성을 정리한 것이다. Table 1 summarizes the piezoelectric materials and characteristics forming the conventional piezoelectric body under study / progress.
상기 PZT를 대체할 수 있는 재료로 NKN계열 재료, Bi-perovskite 계열 재료들이 연구진행 중이다. As a substitute material for the PZT, NKN-based materials and Bi-perovskite-based materials are being researched.
상기 Bi-perovskite 계열 재료는 높은 전기기계 결합계수(Kp)와 압전상수(d33)로 PZT를 대체할 수 있는 가능성이 높은 재료지만 120℃ 이상에서는 반강유전성으로 바꾸는 단점이 있다. 게다가 PZT와 유사한 압전 특성은 발표되고 있지 않다. The Bi-perovskite-based material has a high possibility of replacing PZT with a high electromechanical coupling coefficient (Kp) and a piezoelectric constant (d 33 ), but has a disadvantage of changing to antiferroelectric above 120 ° C. In addition, no piezoelectric properties similar to PZT have been published.
반면, 상기 NKN 계열의 재료는 (NaK)NbO3-LiNbTaSbO3가 PZT와 유사한 압전 특성을 보이는 내용이 보고된 바 있으며, 현재는 비연계열 세라믹스 재료로 가능성이 높은 재료로 알려져 있다. On the other hand, the NKN-based material has been reported that (NaK) NbO 3 -LiNbTaSbO 3 has a piezoelectric property similar to PZT, and is currently known as a high possibility as a non-linked ceramic material.
RTGG법(Reactive Template Grain Growth Method)으로 제작된 (NaK)NbO3-LiNbTaSbO3 세라믹스가 대표적인 NKN 계열 압전 재료이다. 이는 RTGG법으로 제작된 경우, 그 압전 특성이 전기기계 결합상수가 0.61, 압전상수가 416pC/N으로 종래의 PZT와 유사한 압전특성을 보인다. (NaK) NbO 3 -LiNbTaSbO 3 ceramics manufactured by RTGG (Reactive Template Grain Growth Method) is a representative NKN-based piezoelectric material. When the piezoelectric material is manufactured by the RTGG method, the piezoelectric properties thereof are 0.61 and the piezoelectric properties are similar to those of the conventional PZT with a piezoelectric constant of 416 pC / N.
게다가 이 조성의 경우 일반적인 세라믹스법으로 제작하여도 압전상수가 300pC/N의 매우 높은 압전특성을 보여 현재 관심이 집중되고 있다. In addition, in this case, the piezoelectric constant of 300pC / N is very high.
(1-x)NKN-xSrTiO3세라믹스는 2004년에 Yiping Guo등에 의해 CIP(Cold-isostatic-Pressing)로 제작되어 0.0 ≤ x ≤ 0.1의 조성의 압전 및 유전특성에 대해서 조사되었으며, x≤0.03의 조성에서는 상방정계(Orthorhombic) 상을 유지하다가 그 이상의 조성에서는 정방정계(tetragonal) 상이 형성되며, x=0.005 조성에서 전기기계 결합계수(kp)는 0.325, 압전상수(d33)는 96pC/N의 압전 특성을 보인다고 보고하고 있다. (1-x) NKN-xSrTiO 3 ceramics were fabricated by CIP (Cold-isostatic-Pressing) by Yiping Guo in 2004 and investigated for piezoelectric and dielectric properties of 0.0 ≤ x ≤ 0.1. In the composition, the Orthorhombic phase is maintained, but in the above composition, the tetragonal phase is formed. At x = 0.005, the electromechanical coefficient (kp) is 0.325 and the piezoelectric constant (d 33 ) is 96pC / N. It is reported to exhibit piezoelectric properties.
그 외에 스파크 플라즈마 소결법(Spark Plasma Sintering)을 사용하면, x=0.05 조성에서 세라믹스가 전기기계 결합계수가 0.37, 압전상수가 195pC/N의 높은 압전특성을 나타낸다는 내용도 발표되었다. In addition, using Spark Plasma Sintering, it has been published that ceramics exhibit high piezoelectric properties with an electromechanical coefficient of 0.37 and a piezoelectric constant of 195 pC / N at x = 0.05.
(1-x)NKN-xLiTa(LT) 세라믹스도 yiping Guo 등에 의해 CIP로 제작되어 0.0≤ x ≤0.2 조성의 압전 및 유전 특성을 조사하였다. (1-x) NKN-xLiTa (LT) ceramics were also made of CIP by yiping Guo et al. To investigate the piezoelectric and dielectric properties of 0.0≤x≤0.2.
이 보고에 따르면, (1-x)NKN-xLT의 정방정계와 사방정계 상이 공존하는 상경계(Morphotropic phase boundary : MPB)는 0.05 ≤ x ≤ 0.06에서 존재하며 x ≥0.08 에서는 K2Li2Nb5O15의 이차상이 나타난다고 하였다. According to this report, the Morphotropic phase boundary (MPB) in which the tetragonal and tetragonal phases of (1-x) NKN-xLT coexist is present at 0.05 ≤ x ≤ 0.06 and K 2 Li 2 Nb 5 O at x ≥0.08. A secondary phase of 15 appears.
상경계인 x=0.05 조성에서의 압전특성은 전기기계 결합계수 0.36, 압전상수 200pC/N으로 매우 높았다. The piezoelectric properties at the phase boundary x = 0.05 were very high, with the electromechanical coupling coefficient of 0.36 and the piezoelectric constant of 200pC / N.
2004년에 Masato Matsubara 등은 NKN에 첨가제로 x mol% K4CuTa8O23(KCN)를 첨가하였고, x=0.5의 조성에서 전기기계 결합상수 0.41, Qm=1400을 보이는 하드한 재료를 개발하여 발표하였다. 상기 Qm은 기계적 품질계수(Mechanical Quality Factor)를 나타내며, 압전체에서 Qm은 공진 주파수 부근에서 떨림의 정도를 나타내는 척도를 나타낸다. 그리고 이 연구에서도 시편들은 CIP로 제작되었다. In 2004, Masato Matsubara et al. Added x mol% K 4 CuTa 8 O 23 (KCN) as an additive to NKN, and developed a hard material with an electromechanical bond of 0.41 and Qm = 1400 at a composition of x = 0.5. Announced. Q m represents a mechanical quality factor, and Q m in a piezoelectric body represents a measure of the degree of vibration near the resonance frequency. And in this study, the specimens were made of CIP.
(1-x)NKN-xBaTiO3 세라믹스는 2005년 Hwi Yeol Park 등에 의해 x=0.05인 조성에서 볼밀링 시간을 조절 및 파티클 사이즈를 조절을 통해 전기기계 결합계수 0.36, 압전상수 225pC/N의 높은 압전특성을 보이는 0.95NKN-0.05BT 세라믹스를 계발하였다. (1-x) NKN-xBaTiO 3 ceramics has high piezoelectric properties of electromechanical coupling coefficient 0.36 and piezoelectric constant of 225 pC / N by adjusting ball milling time and particle size at the composition of x = 0.05 by Hwi Yeol Park et al. 0.95 NKN-0.05BT ceramics having characteristics were developed.
이와 같이, NKN 계열 세라믹스는 그 연구가 활발히 진행되어 현재 PZT와 유사한 압전특성을 보이고 있을 정도로 종래의 PZT를 대체할 수 있는 가장 유력한 재료로 부상되어 있다. As such, the NKN-based ceramics have been actively researched and have emerged as the most potent material to replace the conventional PZT to the extent that the piezoelectric properties similar to those of the PZT are exhibited.
종래의 압전재료에 있어서는 대부분의 연구가 CIP로 제작된 시편으로 분석이 되거나 RTGG법을 사용하여 제작되었고, 일반적인 세라믹스 공정으로 진행된 연구가 거의 없다. In the conventional piezoelectric materials, most of the studies have been analyzed using specimens made of CIP or manufactured by using the RTGG method, and very few studies have been conducted in general ceramic processes.
게다가 종래의 압전재료에 있어서, 리튬(Li)이 첨가되지 않은 조성의 경우에는 납성분이 포함된 압전재료에 비해 높은 압전 특성을 보이지 않고 있으며, 리튬이 첨가되는 조성의 경우에는 공정 상에서 리튬이 휘발되는 문제점을 보이고 있다. In addition, in the conventional piezoelectric material, the composition without lithium (Li) does not show higher piezoelectric properties as compared with the piezoelectric material containing lead, and in the case of the composition with lithium, lithium is volatilized in the process. It is showing a problem.
따라서 세라믹 공정으로 제조가 용이하면서, 압전 및 유전 특성이 향상된 압전재료를 개발할 필요성이 요청된다. Therefore, there is a need for developing a piezoelectric material that is easy to manufacture in a ceramic process and has improved piezoelectric and dielectric properties.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세라믹 공정으로 제조하기 용이하면서, 압전 및 유전 특성이 향상된 NKN 계열의 압전재료 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a NKN-based piezoelectric material and a method of manufacturing the same, which are easy to manufacture in a ceramic process and have improved piezoelectric and dielectric properties.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 압전재료 제조방법은 K2CO3, Na2CO3, Nb2O5, CaCO3, TiO2를 포함하는 원료분말을 자아(jar)에 넣고, 15 내지 30시간 동안 습식혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 건조 후, 열처리온도 700℃ 내지 1000℃에서 하소하여 제1분말을 형성하는 단계; 상기 제1분말을 50 내지 100시간 동안 습식 혼합한 후, 건조하여 제2분말을 형성하는 단계; 및 상기 제2분말을 가압 성형 후, 소결온도 700℃ 내지 1500℃에서 1시간 내지 25시간 동안 소결하여 압전재료를 형성하는 단계를 포함한다. The piezoelectric material manufacturing method according to the present invention as a means for achieving the above object is a raw material powder containing K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , CaCO 3 , TiO 2 to the ego (jar) Putting, wet mixing for 15 to 30 hours to form a mixture; Drying the mixture and calcining at a heat treatment temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. to form a first powder; Wet mixing the first powder for 50 to 100 hours and then drying to form a second powder; And forming the piezoelectric material by sintering the second powder for 1 hour to 25 hours at a sintering temperature of 700 ° C. to 1500 ° C. after pressure molding.
상기 혼합물, 상기 제1분말, 상기 제2분말은 (1-x)(Na0 .5K0 .5)NbO3-xCaTiO3로 구성되는 것을 특징으로 한다. The mixture of the first powder, the second powder is characterized by consisting of (1-x) (Na 0 .5 K 0 .5) NbO 3 -
상기 x는 0% 초과 30%이하(즉, 0초과~0.3)로 형성되는 것을 특징으로 한다. The x is characterized in that formed in more than 0% and less than 30% (that is, more than 0 ~ 0.3).
상기 습식혼합하는 단계는 지르코니아 볼과 휘발성 용매를 사용하여 상기 제1분말을 혼합하는 것을 특징으로 한다. The wet mixing may include mixing the first powder using zirconia balls and a volatile solvent.
상기 휘발성용매는 무수 알콜 에탄올인 것을 특징으로 한다. The volatile solvent is characterized in that the anhydrous alcohol ethanol.
상기 소결온도는 1050℃인 것을 특징으로 한다. The sintering temperature is characterized in that 1050 ℃.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 압전재료는 화학식 (1-x)(Na0 .5K0 .5)NbO3-xCaTiO3을 포함한다. The piezoelectric material according to the present invention in order to accomplish the above object, comprises a general formula (1-x) (Na 0 .5 K 0 .5) NbO 3 -
상기 x=0.05(5%)인 것을 특징으로 한다. X = 0.05 (5%).
상기 압전재료는 전기기계 결합계수가 0.41인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric material is characterized in that the electromechanical coupling coefficient of 0.41.
상기 압전재료는 압전상수가 241pC/N인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric material is characterized in that the piezoelectric constant is 241pC / N.
상기 압전재료는 유전률이 1316인 것을 특징으로 한다.The piezoelectric material is characterized by a dielectric constant of 1316.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 압전소자는 상기 압전재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the piezoelectric element according to the present invention is characterized by including the piezoelectric material.
본 발명에 따른 압전재료 및 그 제조방법은 NKN 계열에 CT를 혼합하기 때문에 공정을 용이하게 실시할 수 있고, 수용성 문제를 해결하면서 향상된 압전특성을 동시에 확보할 수 있는 효과가 있다. The piezoelectric material and the method of manufacturing the same according to the present invention can be easily carried out because the CT is mixed in the NKN series, and at the same time it is possible to secure improved piezoelectric characteristics while solving water solubility problems.
또한, 본 발명에 따른 상기 압전재료를 사용할 경우, 환경오염물질을 사용하지 않는 비연계열 압전재료를 형성할 수 있는 효과가 있다. In addition, when using the piezoelectric material according to the present invention, there is an effect that can form a non-connected piezoelectric material that does not use environmental pollutants.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료 및 이로 형성되는 압전소자의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material and a piezoelectric element formed thereon according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료 제조방법을 도시한 공정도이다. 1 is a process chart showing a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material manufacturing method according to the present invention.
본 발명에 따른 압전재료는 종래의 세라믹 공정으로 용이하게 제조할 수 있다. The piezoelectric material according to the present invention can be easily manufactured by a conventional ceramic process.
상기 압전재료는 (1-x)(Na0 .5K0 .5)Nb3-xCaTiO3 조성으로 형성되며, 상기 화학식을 줄여서 (1-x)NKN-xCT로 표시한다. 여기서 x는 0% 초과 30%이하인 것이 바람직하다. The piezoelectric material is represented by (1-x) (Na 0 .5 K 0 .5) Nb 3 -xCaTiO 3 (1-x) is formed in the composition, by reducing the above formula NKN-xCT. It is preferable that x is more than 0% and 30% or less here.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성하기 위해서 S100단계로 원료분말인 K2CO3, Na2CO3, Nb2O5, CaCO3, TiO2 등을 마련한다. 여기서 상기 압전재료의 조성에 맞게 상기 원료분말의 구성요소들을 평량할 수 있다. Referring to Figure 1, in order to form a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the invention the raw material powder in step S100 K 2 CO 3, Na 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , CaCO 3 , TiO 2, etc. To prepare. Here, the components of the raw material powder may be weighed according to the composition of the piezoelectric material.
그리고 상기 원료분말들을 자아(Jar)에 넣고 15시간 내지 30시간 동안 습식혼합을 실시한다. Then, the raw powders are put in a jar and wet mixed for 15 to 30 hours.
상기 습식혼합은 지르코니아 볼과 휘발성 용매를 사용하여 상기 원료분말을 분쇄/혼합하여 혼합물을 마련하게 된다. 여기서 상기 휘발성 용매는 알콜용매를 사용할 수 있으며, 더욱 자세하게는 무수 알콜 에탄올을 사용할 수 있다. In the wet mixing, the raw powder is pulverized / mixed using a zirconia ball and a volatile solvent to prepare a mixture. Here, the volatile solvent may be an alcohol solvent, more specifically anhydrous alcohol ethanol may be used.
다음으로 S200 단계로 용매로써 사용한 휘발성 용매를 휘발시키기 위한 건조과정을 실시하게 된다. 상기 건조시킨 혼합물을 700℃ 내지 1000℃에서 1시간 내지 5시간 동안 하소(Cacination)시켜 제1분말을 형성한다. Next, a drying process for volatilizing the volatile solvent used as the solvent is performed in step S200. The dried mixture is calcined at 700 ° C. to 1000 ° C. for 1 to 5 hours to form a first powder.
여기서 상기 제1분말은 (1-x)NKN-xCT로 형성할 수 있다. 여기서 상기 x는 0%< x ≤30%이며, 더욱 바람직하게는 0% <x≤20% 조성으로 상기 제1분말을 형성할 수 있다. The first powder may be formed of (1-x) NKN-xCT. Wherein x is 0% <x ≤ 30%, more preferably 0% <x ≤ 20% can be formed in the first powder composition.
다음으로 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성하기 위한 S300 단계로써 상기 제1분말을 휘발성용매를 사용하여 50시간 내지 100시간 동안 습식혼합하고 건조하여 제2분말을 형성한다. Next, as a step S300 for forming the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, the first powder is wet mixed and dried for 50 to 100 hours using a volatile solvent to form a second powder. .
여기서, 상기 습식혼합공정을 다수 번 실시함으로써 상기 혼합분말의 혼합 및 분말의 형상(Size)을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다. Here, by performing the wet mixing process a plurality of times, there is an effect of minimizing the size of the mixing and the powder of the mixed powder.
다음으로 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성하기 위한 S400 단계로써 상기 제2분말을 가압 성형하는 단계를 실시한다. 상기 가압/성형 공정에서 상기 제2분말은 소정의 형상을 갖는 성형체로 형성할 수 있다. Next, the second powder is press-molded as an S400 step for forming the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention. In the pressing / molding process, the second powder may be formed into a molded body having a predetermined shape.
이와 같이 가압/성형 공정을 거친 제2분말의 성형체를 700℃ 내지 1500℃에서 1시간 내지 25시간 동안 소결(Sintering)하여 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성할 수 있게 된다. As such, the molded product of the second powder, which has undergone the pressing / molding process, can be sintered at 700 ° C. to 1500 ° C. for 1 to 25 hours to form a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention. do.
상기와 같은 공정을 거친 (1-x)NKN-xCT 압전재료는 (1-x)NKN-xCT의 고용체로 상전이 영역에서 압전상수가 증가함으로 상기 압전상수를 향상시킬 수 있다. The (1-x) NKN-xCT piezoelectric material which has undergone the above-described process may improve the piezoelectric constant by increasing the piezoelectric constant in the phase transition region as a solid solution of (1-x) NKN-xCT.
또한, 상기 CT의 첨가량에 따른 액상의 형성으로 소결성 향상 및 미세구조 변화를 통해 압전상수를 증가시킬 수 있다. In addition, the piezoelectric constant may be increased by improving the sinterability and changing the microstructure by forming a liquid phase according to the amount of CT added.
이하는, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시한다. 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. The following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성하기 위하여 원료분말로 순도 99.9%의 K2CO3, Na2CO3, Nb2O5, CaCO3, TiO2을 각각 마련한다. 상기 원료분말들을 (1-x)(Na0.5K0.5)Nb3-xCaTiO3 조성으로 혼합하기 위해서 0% < x < 100% 의 범위의 여러 조성을 평량한 후 나일론 자아에서 지르코니아 볼과 함께 24시간 동안 휘발성 용매를 사용하여 습식 혼합한다. In order to form the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, as raw material powder, 99.9% purity K 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , CaCO 3 , and TiO 2 are prepared. In order to mix the raw powders in the composition of (1-x) (Na 0.5 K 0.5 ) Nb 3 -xCaTiO 3 , various compositions in the range of 0% <x <100% were weighed and then zirconia balls in nylon ego for 24 hours. Wet mixing using a volatile solvent.
상기 습식 혼합하여 분쇄한 혼합물을 건조시킨 후 800℃ 내지 950℃에서 3시간 동안 하소하여 (1-x)NKN-xCT 조성의 상을 합성하여 제1분말을 제조한다. The wet mixture was pulverized mixture was dried and then calcined at 800 ℃ to 950 ℃ for 3 hours to synthesize a phase of the (1-x) NKN-xCT composition to prepare a first powder.
상기 제1분말을 48시간 내지 72시간 동안 휘발성용매를 사용하여 습식혼합하고 건조하여 제2분말을 제조한다. 상기 휘발성용매는 알콜용매를 사용하며 자세하게는 무수 알콜에탄올을 사용할 수 있다. The first powder is wet mixed with a volatile solvent for 48 to 72 hours and dried to prepare a second powder. The volatile solvent may be an alcohol solvent, and in detail, anhydrous alcohol ethanol may be used.
상기 제2분말을 직경 18mm, 높이 1.3 내지 1.5mm의 실린더 형상에 넣고 성형하여 성형체를 가압 성형한다. The second powder is placed in a cylindrical shape having a diameter of 18 mm and a height of 1.3 to 1.5 mm to form a molded article under pressure.
이때, 상기 소결체를 형성하기 위해서 1000℃ 내지 1100℃에서 2시간 동안 상기 성형체을 소결한다. At this time, the molded body is sintered at 1000 ° C. to 1100 ° C. for 2 hours to form the sintered body.
상기 제2분말을 성형하고 소결하여 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 형성할 수 있다. The second powder may be molded and sintered to form a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
상기 소결공정을 거친 시료를 연마하고, 전극물질을 도포한 후에 실리콘 오일 속에서 120℃ 내지 150℃의 온도에서 3 내지 5KV/mm DC 바이어스를 1시간 동안 제공한 후 24시간 지난 후에 상기 압전재료의 특성을 측정하였다. After polishing the sample subjected to the sintering process and applying the electrode material, the piezoelectric material of the piezoelectric material after 24 hours after providing a 3 to 5KV / mm DC bias for 1 hour at a temperature of 120 ℃ to 150 ℃ in silicon oil The properties were measured.
X선 X-ray 회절diffraction 분석 analysis
도 2는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT 첨가량에 따른 X-ray 회절 패턴을 도시한 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating an X-ray diffraction pattern according to CT addition amount of a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 2를 참조하면, (1-x)NKN-xCT 압전재료는 상기 CT량에 따라서 NKN의 구조가 변화되는 것을 볼 수 있다. 2, it can be seen that the structure of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material changes in the NKN according to the CT amount.
상기 CT량을 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료에 4% 내지 6% 고용시켰을 때, 사방정과 정방정이 공존하고, 10% 내지 15% 고용시켰을 때, 정방정과 입방정이 공존함을 알 수 있었다. It can be seen that when 4% to 6% of the CT amount is employed in the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material, tetragonal and tetragonal coexist, and when 10% to 15% are employed, tetragonal and cubic coexist. there was.
조성분석Composition analysis
본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료는 (1-x)NKN-xCT의 x의 변화량에 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 특성이 변화할 수 있다. 그래서 상기 (1-x)NKN-xCT 압전체 조성의 변화에 따라 변화되는 압전특성을 관찰하기 위해 조성 분석을 실시한다. In the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, the characteristics of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material may change in the amount of change of x in the (1-x) NKN-xCT. Therefore, composition analysis is performed to observe the piezoelectric characteristics that change according to the change of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric composition.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 압전특성을 도시한 도면이다. 3 to 6 are diagrams illustrating piezoelectric properties according to CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 상대밀도를 도시한 도면이다. 3 is a view showing relative density according to CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료에 있어서 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 소결시키면서 형성되는 시편의 소결 유무를 확인하기 위하여 상대밀도를 측정하였다. Referring to FIG. 3, in the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, a relative density is measured to confirm whether or not the specimen is formed while sintering the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material. It was.
여기서, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량이 0.05일 때, 가장 높은 밀도를 나타내었고 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT조성은 압전특성의 향상에 기여를 하였다. Here, when the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention was 0.05, the highest density was shown and the CT composition of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material contributed to the improvement of the piezoelectric properties. Was done.
그리고 상기 CT첨가량이 0.05 일 때, 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 상대밀도(시편의 밀도/이론 밀도)는 95% 로 최대값을 나타내었다. When the CT addition amount was 0.05, the relative density (density / theoretical density of the specimen) of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material showed a maximum value of 95%.
도 4는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 압전상수를 도시한 도면이다. 4 is a diagram showing a piezoelectric constant according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 압전상수는 CT량이 0.05일 때, 241pC/N으로 측정되었다. 4, the piezoelectric constant of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention was measured at 241 pC / N when the CT amount was 0.05.
일반적으로 압전재료는 압전상수가 200pC/N 이상의 압전 특성 값을 가져야 상기의 압전상수를 이용하여 압전재료로서 사용 가능하다. In general, the piezoelectric material can be used as a piezoelectric material by using the piezoelectric constant above when the piezoelectric constant has a piezoelectric property value of 200 pC / N or more.
따라서 본 발명의 (1-x)NKN-xCT 압전재료는 압전상수가 241pC/N으로 측정되어 실제적으로 압전소자에 응용 가능할 수 있다. Therefore, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material of the present invention may be practically applicable to piezoelectric elements because the piezoelectric constant is measured at 241 pC / N.
게다가 종래에 RTCG, CIP 등의 소결방법을 사용하지 않고 일반적인 소결 방법에 의해 제조된 비연계 압전 세라믹스는 225pC/N 정도가 가장 우수한 값이었으 나, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료는 종래의 비하여 압전특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. In addition, the non-connected piezoelectric ceramics manufactured by a general sintering method without using a sintering method such as RTCG, CIP, etc., had the best value of about 225 pC / N, but according to the present invention, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric It can be seen that the material has improved piezoelectric properties as compared with the conventional art.
도 5는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 전기기계 결합계수를 도시한 도면이다. 5 is a diagram showing the electromechanical coupling coefficient according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료에서 전기기계 결합계수는 기계적 에너지와 전기적 에너지 간의 상호 변환 효율을 나타낸다. Referring to FIG. 5, the electromechanical coupling coefficient in the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material represents the mutual conversion efficiency between mechanical energy and electrical energy.
여기서 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 전지기계 결합계수(Kp)는 0.41 정도로 측정되었다. Here, the cell mechanical coupling coefficient (Kp) of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material was measured at about 0.41.
도 6은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 유전률을 도시한 도면이다. 6 is a view showing the dielectric constant according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 6을 참조하면, 압전재료에서 유전율은 압전재료의 분극이 잘 일어날 수 있게 하는 요소로 분극이 잘 일어나면 압전 상수의 증가와 관련이 있다.Referring to FIG. 6, the dielectric constant of the piezoelectric material is a factor that enables the polarization of the piezoelectric material to occur well and is related to an increase in the piezoelectric constant when the polarization occurs well.
상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 유전율은 x=0.05일 때, 1300 내지 1400 정도의 유전율이 측정되었다. 자세하게는 1316의 값이 측정되었다. When the dielectric constant of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material is x = 0.05, a dielectric constant of about 1300 to 1400 was measured. In detail, a value of 1316 was measured.
이와 같이, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료에서 상기 CT량에 따른 조성을 분석한 결과 상기 CT량이 X=0.05일 때 물질특성을 향상시키는 상공존 영역이 존재하는 것을 확인할 수 있다. As described above, as a result of analyzing the composition according to the CT amount in the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, when the CT amount is X = 0.05, it can be confirmed that there exists a phase coexistence region which improves the material properties. .
상기 상공존영역(morphotropic phase boundary; MBP)에서는 상이 공존하여 물질 특성이 향상되는데, 특히 압전재료에서는 쌍극자를 정렬시킬 수 있는 방향이 늘어나게 되는 현상이 발생하고, 이에 따라 상기 상공존 영역은 압전재료의 압전특성을 향상시키는 원인이 될 수 있다. In the morphotropic phase boundary (MBP), phases coexist to improve material properties. In particular, in piezoelectric materials, a direction in which dipoles can be aligned increases, so that the phase coexistence region is formed of a piezoelectric material. It may cause the improvement of piezoelectric characteristics.
따라서 (1-x)NKN-xCT 압전재료는 상기 CT량에 따른 조성을 분석한 결과 상기 CT량이 X=0.05일 때, 가장 우수한 압전특성을 보임을 알 수 있다. Therefore, as a result of analyzing the composition according to the CT amount, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material shows the best piezoelectric characteristics when the CT amount is X = 0.05.
소결온도 Sintering Temperature
상기 압전재료로 형성되는 압전체는 소결온도에 따라서 그 압전특성이 변화할 수 있다. The piezoelectric material formed of the piezoelectric material may change its piezoelectric characteristics according to the sintering temperature.
즉, 소결은 물질의 특성을 결정할 수 있는 중요한 요인이 될 수 있으며, 상기 소결온도에 따라 물질의 결정 상이 결정될 수 있기 때문에 소결온도에 의해서 상기 압전체의 물질특징이 변화할 수 있다. That is, sintering may be an important factor to determine the properties of the material, and since the crystal phase of the material may be determined according to the sintering temperature, the material characteristics of the piezoelectric material may be changed by the sintering temperature.
그래서 상기 조성분석에서 특성이 우수하게 측정된 CT량이 0.05의 일 때 즉, 0.95NKN-0.05CT 조성의 압전재료에서 소결온도를 변화를 주어 압전특성을 측정하였다. Thus, the piezoelectric properties were measured by varying the sintering temperature in the piezoelectric material having a composition of 0.95 NKN-0.05CT when the amount of CT having excellent properties in the composition analysis was 0.05.
이하는 (1-x)NKN-xCT 압전재료로 형성되는 압전소자는 0.95NKN-0.05CT 인 것으로 간주하여 설명한다. Hereinafter, the piezoelectric element formed of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material will be described as assumed to be 0.95NKN-0.05CT.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성되는 (1-x)NKN-xCT 압전소자의 압전특성 변화량을 도시한 도면이다. 7 to 10 are diagrams illustrating changes in piezoelectric properties of (1-x) NKN-xCT piezoelectric elements formed according to the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 상대밀도를 도시한 도면이다. 7 is a view showing the relative density of the piezoelectric body formed according to the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 이용하여 소결체인 압전체의 소결온도가 1050℃ 일 때, 상대밀도가 94 내지 97%로 최적으로 측정되었다. Referring to FIG. 7, when the sintering temperature of the piezoelectric body, which is a sintered body, was 1050 ° C. using the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, the relative density was optimally measured to be 94 to 97%.
따라서 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전체는 1050℃에서 소결시킴으로써 압전특성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric body according to the present invention can improve piezoelectric properties by sintering at 1050 ° C.
도 8은 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 압전상수를 도시한 도면이다. 8 illustrates piezoelectric constants of piezoelectric bodies formed according to sintering temperatures of (1-x) NKN-xCT piezoelectric materials according to the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 이용하여 소결체인 압전체의 소결온도가 1050℃ 일 때, 압전상수는 241pC/n으로 최적화된 값이 측정되었다. Referring to FIG. 8, when the sintering temperature of the piezoelectric body, which is a sintered body using the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, was 1050 ° C., the piezoelectric constant was optimized to 241 pC / n.
도 9는 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 전기기계 결합계수를 도시한 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating an electromechanical coupling coefficient of a piezoelectric body formed according to a sintering temperature of a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 이용하여 소결체인 (1-x)NKN-xCT 압전체의 소결온도가 1050℃ 일 때, 상기 압전체의 전기기계 결합계수는 0.41로 가장 최적화된 특성을 보이는 것으로 측정되었다. Referring to FIG. 9, when the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric body, which is a sintered body using the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, is 1050 ° C., the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric body is shown. Was determined to show the most optimized properties of 0.41.
도 10은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 유전율을 도시한 도면이다. 10 is a view showing the dielectric constant of the piezoelectric body formed according to the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 이용하여 소결체인 (1-x)NKN-xCT 압전체의 소결온도가 1050℃ 일 때, 상기 (1-x)NKN-xCT 압전체의 유전률이 1300 내지 1400으로 가장 최적화된 특성을 보이는 것을 측정되었다. 자세하게는 1316으로 측정되었다. Referring to FIG. 10, when the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric body, which is a sintered body using the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, is 1050 ° C, the (1-x) NKN It was determined that the dielectric constant of the -xCT piezoelectric body showed the most optimized property of 1300 to 1400. It was measured in detail 1316.
이와 같이, 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료로 형성되는 (1-x)NKN-xCT 압전체는 0.95NKN-0.05CT조성에 소결온도 1050℃ 일 때, 최적화된 압전특성을 보이는 것으로 측정되었다. As described above, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric body formed of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention exhibits optimized piezoelectric characteristics when the sintering temperature is 1050 ° C in 0.95NKN-0.05CT composition. Was measured.
따라서 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료 및 이로 형성되는 (1-x)NKN-xCT 압전체는 NKN 계열에 CT를 혼합하기 때문에 공정을 용이하게 실시할 수 있고, NKN 세라믹에 CT를 첨가하여 고용체를 만듦으로서 수용성 문제점을 해결하면서 압전특성이 향상된 (1-x)NKN-xCT 압전재료 및 압전체를 얻을 수 있다. Therefore, the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material and the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material formed thereon according to the present invention can be easily carried out because the CT is mixed with the NKN series, and the CT is applied to the NKN ceramic. (1-x) NKN-xCT piezoelectric materials and piezoelectric materials with improved piezoelectric properties can be obtained by solving the problem of water solubility by adding a solid solution.
또한, 본 발명에 따른 상기 (1-x)NKN-xCT 압전재료를 사용할 경우, 환경오염물질을 사용하지 않는 비연계열 압전체를 형성할 수 있다 In addition, when using the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention, it is possible to form a non-connected piezoelectric material without using environmental pollutants.
이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings and tables, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. Those skilled in the art can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
도 1은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료 제조방법을 도시한 공정도.1 is a process chart showing a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material manufacturing method according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT 첨가량에 따른 X-ray 회절 패턴을 도시한 도면. FIG. 2 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern according to CT addition amount of a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 상대밀도를 도시한 도면. Figure 3 is a view showing the relative density according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 압전상수를 도시한 도면. Figure 4 is a view showing the piezoelectric constant according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT압전재료의 CT량에 따른 전기기계 결합계수를 도시한 도면. 5 is a diagram showing the electromechanical coupling coefficient according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 CT량에 따른 유전률을 도시한 도면. 6 is a view showing the dielectric constant according to the CT amount of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 상대밀도를 도시한 도면. 7 is a view showing the relative density of the piezoelectric body formed according to the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 8은 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 압전상수를 도시한 도면. 8 illustrates piezoelectric constants of piezoelectric bodies formed according to sintering temperatures of (1-x) NKN-xCT piezoelectric materials according to the present invention;
도 9는 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 전기기계 결합계수를 도시한 도면. 9 is a diagram illustrating an electromechanical coupling coefficient of a piezoelectric body formed according to a sintering temperature of a (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 (1-x)NKN-xCT 압전재료의 소결온도에 따라 형성된 압전체의 유전율을 도시한 도면. 10 is a view showing the dielectric constant of the piezoelectric body formed according to the sintering temperature of the (1-x) NKN-xCT piezoelectric material according to the present invention.
Claims (12)
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