KR101666302B1 - 적층형 액츄에이터의 제조 방법 - Google Patents

적층형 액츄에이터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

적층형 액츄에이터의 제조 방법에 있어서, Na2CO3, K2CO3, Nb2O5 및 MnO2를 원료로서 혼합하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물에 대하여 제1 밀링 공정 및 제1 건조 공정을 수행하여 혼합 분말을 형성한다. 상기 혼합 분말을 하소하여 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말(여기서, x는 0 ≤ x ≤0.5, y는 0 ＜y≤0.1의 범위를 가짐)을 형성하고, 상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말에 대하여 제2 밀링 공정 및 제2 건조 공정을 수행하여 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 형성한다. 상기 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 가압 성형하여 성형체를 형성하고, 상기 성형체를 920 내지 1,020°C의 온도에서 소결하여 압전체를 형성한다. 상기 압전체 상에 전극 물질을 이용하여 상기 압전체 상에 전극을 형성한다.

Description

적층형 액츄에이터의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING THE MULTI-LAYERED ACTUATOR}
본 발명은 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 납(Pb)을 포함하지 않고 고내열성 및 고변위성을 갖는 무연 압전 재를 이용한 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 관한 것이다.
압전체는 초음파 기기, 영상기기, 음향기기, 통신기기, 센서 등의 광범위한 분야에 이용되는 초음파 진동자, 전기기계 트랜스듀서(transducer), 액츄에이터(actuator) 부품들의 재료로 널리 사용되고 있다.
지금까지는 Pb(Zr,Ti)O3(이하; PZT) 계열의 압전 재료가 높은 특성을 가져 대부분의 압전 액츄에이터 재료로 활용되고 있다. 하지만 납(Pb)는 독성이 강한 물질이고, 소결 공정 중 휘발이 되어 심각한 환경오염을 일으키고 있다.
따라서, 납을 포함하지 않는 무연 압전 액츄에이터에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 상기 무연 압전 재료는 비록 PZT기반 세라믹스에 비해서 압전 특성의 하나인 압전 변형 상수(d33)는 작지만, 비유전율이 상대적으로 낮고 압전 전압상수(g33)및 기계적 품질계수(Qm)가 우수하여 액츄에이터에 이용가능하다.
특히, 무연 압전 재료를 압전 액츄에이터에 응용하기 위해서는 압전 변형상수와 전기 기계 결합계수가 높아야 하며, 비유전율이 낮아야 한다. 나아가, 실제 적층형 액츄에이터에 이용하기 위해서는 전극의 금속 성분에 따라 다르지만 압전체를 낮은 온도에서 소결해도 여러 압전 특성, 유전 특성들이 우수한 특성을 나타나야 한다.
이러한 특성을 갖는 무연 압전 세라믹에 대한 여러 연구가 진행되어왔다.
첫째, 결정상 공존을 이용한 무연 압전 세라믹을 이용한 압전 액츄에이터 연구가 있다. 하지만, 상 공존 개념을 이용한 무연 압전 세라믹은 두 개의 결정상의 공존 온도 부근(50°C)에서 높은 변위 특성을 보이지만 온도가 상기 공존 온도에서 조금만 벗어나면 상 공존 영역에서 벗어나게 되므로 변위 특성이 감소하는 단점을 가진다.
둘째, ergoric(Er) 및 nonergoric(NEr) 변화를 이용한 무연 압전 세라믹 조성(BNT-6BT-2KNN)에 관한 연구이다. 두 상(Er, NEr)은 일반적인 강유전상과는 다른 특성을 가진다. 즉, 전기장을 제거 하였을 경우, Er 상은 압전 변위가 나타나지 않음으로서 잔류변위가 없어진다. 반면에, PZT의 경우 전기장을 가했을 때 변위는 크지만 전기장 제거 후에 잔류변위가 존재함으로써 실제로 소자에 적용 할 수 있는 실질변위의 크기는 작다. 또한, 두 상 간의 전이 온도가 낮고, 높은 온도에서 변위 특성이 저하되어 액츄에이터 소자 적용이 실질적으로 어렵다.
셋째, 코어-쉘 구조를 이용한 무연 압전 세라믹이 있다. 코어-쉘 구조는 압전 특성을 나타내는 중심부 코어와 압전 특성을 가지지 않는 외부 쉘로 구성되어 있으며, 전기장이 가해지면 내부 코어 뿐만 아니라 외부 쉘도 압전 변형을 일으켜 변위 특성이 커지게 된다. 하지만, 이러한 코어셀 구조를 가지는 무연 압전 세라믹 같은 경우에는 온도가 60°C 부근만 되어도 변위 특성이 급감하게 되며, 특히 온도가 200°C이상이 되면 압전 특성이 완전히 사라지는 모습을 보이는 심각한 단점이 있어 실제 액츄에이터에 적용하기에는 부적절하다.
마지막으로는 Acceptor 도핑을 이용한 무연 압전 세라믹이 있다. 페로브스카이트 구조를 가지는 물질 (예. BaTiO3)의 B-site에 acceptor를 도핑할 경우 산소 공공이 형성된다. 이후 상온에서 오랫동안 aging 공정을 수행하면 상기 산소 공공과 acceptor 이온 사이에 결함 분극이 형성된다. 이러한 결함 분극의 방향은 산소 공공의 확산에 의해 결정되므로 외부에서 가해지는 전기장의 방향에 독립적이다. 따라서 전기장을 제거하면 잔류 분극이 결함 분극의 독립적인 방향에 의해서 제거되고 잔류 변위도 함께 사라지게 된다. 그 결과 잔류분극이 없는 double P-E hysteresis 그래프 특성이 나타나고 나아가, 실제 사용가능한 변위가 유도되어질 수 있다. 그러나, 상기 결함 분극을 유도하기 위해서는 산소 공공의 확산 시간이 필요하여 상온에서 aging공정을 긴 시간동안 수행하여야 한다. 뿐만 아니라, 온도가 증가하면 결함 분극이 제거되어 다시 잔류변위가 형성되므로 실제 변위가 작아지는 문제가 있다. 이때, P-E 곡선은 일반 강유전체와 같은 형태를 갖게 된다. 그러므로 기존에 개발된 acceptor-doping 형 무연 재료는 온도 변화에 취약하여 실제 액츄에이터 소자에 적용하기 어렵다.
상기 선행 연구들을 검토할 경우, 적층형 액츄에이터에 적용이 가능한 무연 압전 재료는 aging 공정이 요구되지 않고 1,000°C 이하의 저온에서 소결 가능하며, 우수한 내열성, 상대적으로 큰 변위값을 갖는 무연 압전 재료가 요구되어지고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 상대적으로 간단한 제조 공정을 통하여 저온 소결 및 에이징 공정이 생략될 수 있는 무연 압전체를 포함하는 적층형 액츄에이털의 제조 방법을 제공하는 것이다.
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본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 있어서,
Na2CO3, K2CO3, Nb2O5 및 MnO2를 원료로서 혼합하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물에 대하여 제1 밀링 공정 및 제1 건조 공정을 수행하여 혼합 분말을 형성한다. 상기 혼합 분말을 하소하여 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말(여기서, x는 0 ≤ x ≤0.5, y는 0 ＜y≤0.1의 범위를 가짐)을 형성하고, 상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말에 대하여 제2 밀링 공정 및 제2 건조 공정을 수행하여 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 형성한다. 상기 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 가압 성형하여 성형체를 형성하고, 상기 성형체를 920 내지 1,020°C의 온도에서 소결하여 압전체를 형성한다. 상기 압전체 상에 전극 물질을 이용하여 상기 압전체 상에 전극을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 밀링 공정은 상기 혼합물을 나일론 자르(nylon jar)에 무수 알콜 용매와 함께 넣고 지르코니아 볼을 사용하여 2시간 내지 24시간동안 분쇄할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 밀링 공정은 상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 나일론 자르(nylon jar)에 무수 알콜 용매와 함께 넣고 지르코니아 볼을 사용하여 48시간 내지 72시간 동안 분쇄할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성형체를 소결하여 압전체를 형성하기 위하여, 920 내지 1,020°C의 온도에서 0.5시간 내지 20시간 동안 소결 공정이 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터 및 이의 제조 방법에 따르면, 개선된 압전 변형 상수와 기계적 품질 계수 및 낮은 유전율을 가진다. 특히, 적층형 액츄에이터는 고온에서도 압전 특성이 악화되지 않는 우수한 내열성을 가진다.
한편,1,020°C보다 낮은 온도에서 저온 소결 공정이 가능함으로써 K2O,Na2O의 휘발을 방지하여 균일한 조성을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터를 설명하기 위한 단면도이다
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 MnO2의 양에 따른 XRD 회전 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 MnO2의 양에 따른 상대밀도, 유전율 및 압전 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 온도 변화에 따른 분극 곡선을 나타나는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 적층형 액츄에이터에 대한 압전 변형율을 나타나는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
적층형 액츄에이터
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터를 설명하기 위한 단면도이다
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터는 전극들 및 무연 압전체를 포함한다.
상기 전극들은 상호 이격되게 배치된다. 상기 전극들은 수평 방향으로 연장되도록 구비될 수 있다. 상기 전극들은 상기 무연 압전체에서 발생하는 전압을 인가받을 수 있다. 예를 들면, 상기 무연 압전체에 압력이 인가될 경우, 상기 무연 압전체에는 전하가 이동함으로써 전위차가 발생할 수 있다. 상기 전위차에 의하여 상기 전극들에는 전압이 인가된다.
상기 무연 압전체는 상기 전극들 사이에 개재된다. 상기 무연 압전체는 상기 무연 압전체는 아래의 화학식1을 가진다.
[화학식1]
NaxK1-xNb1-yMnyO3
여기서, x는 0 ≤ x ≤0.5, y는 0 <y≤0.1의 조성범위를 가진다.
상기 무연 압전체는 페로브스카이트 구조를 갖는다. 상기 페로브스카이트 구조를 갖는 무연 압전체의 A 사이트에는 Na 이온이 치환되며, B 사이트에는 구리 이온 또는 망간 이온이 어셉터(acceptor)로서 도핑된다.
본 발명의 실시예들은 따른 무연 압전체를 포함하는 적층형 액츄에이터에 따르면, 전기 음성도가 상대적으로 낮은 Mn 이온 또는 Cu 이온이 무연 압전체의 내부에 도핑될 경우 200oC 와 같은 높은 온도에서도 잔류 분극이 없는 이중 분극 현상이 유지될 수 있다. 다시 말하면, 페로브스카이트 구조를 갖는 무연 압전체에는 B-사이트에 망간 또는 구리 이온과 같은 어셉터(acceptor) 이온이 도핑된다. 따라서, 상기 어셉터 이온이 산소 공공 사이의 결합력이 증대됨으로써 상기 산소 공공 및 어셉터 이온 사이에 결함 분극이 향상될 수 있다.
한편, KN 세라믹에 칼륨(K) 이온 보다 작은 크기를 갖는 Na 이온이 치환될 경우 무연 압전체의 단위정 부피가 감소될 수 있다. 이로써 150oC 와 같은 상대적으로 높은 온도에서 잔류 분극이 없는 이중 분극 현상이 유지될 수 있다. 다시 말하면, 페로브스카이트 구조를 갖는 무연 압전체에는 A-사이트에 나트륨 이온이 치환됨으로써 무연 압전체는 감소된 단위정 부피를 가질 수 있다. 상기 무연 압전체는 상대적으로 높은 온도에서도 상기 결함 분극이 파괴되지 않음으로써 개선된 내열성을 가질 수 있다.
적층형 액츄에이터의 제조 방법
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 초기 원료인 순도 99%이상의 Na2CO3,K2CO3,Nb2O5 및 MnO2를 조성에 맞게 질량 비율을 계산하여 합성시 투입할 원료 파우더의 무게를 정하는 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이를 배치(Batch) 공정이라고 한다.(S100) 이후, 상기 배치(Batch) 공정의 결과에 따른 각각의 무게를 평량(Weighing)하는 평량 공정이 수행된다.(S110)
이어서, 상기 혼합물에 대하여 제1 밀링 공정 및 제1 건조 공정을 수행하여 혼합 분말을 형성한다.
보다 상세하게는 크기에 따라 적절히 혼합한 지르코니아 볼을 넣은 나일론 자르(nylon jar)에 평량한 상기 혼합물을 넣고 2 ~ 24시간동안 무수 알코올 용매를 사용하여 습식 혼합하면서 파우더들이 섞이고 분쇄되는 과정인 제1 밀링 공정을 수행한다.(S120) 이후, 상기 제1 밀링 공정에서 혼합된 무수 알코올을 제거하여 잘 혼합된 혼합 분말만을 수득하는 제1 건조 공정이 수행된다(S130).
다음으로, 상기 혼합 분말을 800 ~ 1000℃에서 2 ~ 10시간 동안 하소는 상합성(Calcination) 공정을 수행한다.(S140) 이로써, 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말이 형성된다.
이후, 이어서, 상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말에 대하여 제2 밀링 공정 및 제2 건조 공정을 수행하여 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 형성한다.
다시 말하면, 지르코니아 볼이 들은 나일자르에 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3분말, 무수 알코올 용매를 넣고 48 ~ 72시간 습식 혼합하여 제2 밀링 공정을 수행한다.(S150) 이후, 제2 밀링 공정에 이용된 무수 알콜을 제거하는 건조 공정(S160)을 수행하여 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 형성한다.
이어서, 파우더를 일정한 입자 크기 이하로 걸러내는 선별(Sieving) 공정을 수행한다.(S170) 이후, 걸러진 파우더 물질을 가압 성형(Pressing)하여 성형체를 형성한다.(S180)
이후,, 상기 성형체를 920 ~ 1020℃의 소결 온도에서 0.5 ~ 10시간 동안 소결(Sintering)하여 소결체를 형성한다.(S190)
상기 소결체를 연마한 후, 소결체의 표면에 전극 물질을 도포하여 전극들을 형성한다. 이후, 상기 전극들이 형성된 소결체를 실리콘 오일 속에 담그고 100 ~ 150℃ 온도에서 4 ~ 5kV/mm DC 바이어스를 1시간 동안 가하는 폴링(Poling) 공정을 행한다.(S200)
무연 압전체 및 적층형 액츄에이터의 평가
초기 원료인 순도 99.9%의 K2CO3,Nb2O5,MnO2를 혼합하여 나일론 자르(nylon jar)에서 지르코니아 볼과 파우더를 넣고 24시간동안 무수 알콜 용매를 사용하여 습식 혼합하여 혼합 분물을 형성하였다.
이후, 상기 혼합 분말을 건조 시킨 후 950°C에서 3시간동안 하소하여 예비 KNb1-yMnyO3분말을 제조하였다. 예비 KNb1-yMnyO3분말을 72시간동안 무수 알콜 용매를 사용해 다시 한번 습식 혼합 및 분쇄한 후 건조하여 KNb1-yMnyO3분말을 형성하였다. 다음으로 KNb1-yMnyO3분말을 일정크기 이하로 걸러내는 공정 후 건조된 분말을 직경이 16mm, 높이가 약 1.3 ~ 1.5mm인 실린더 형 성형체로 가압 성형 후 1,020°C 에서 6시간 동안 소결하였다.
상기 소결체를 연마하고, 전극 물질을 도포한 후에 실리콘 오일 속에서 100~ 150℃ 온도에서 4 ~ 5kV/mm DC 바이어스를 1시간 동안 가한 후 24시간 지난 후에 특성을 측정하였다.
도 3은 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 MnO2의 양에 따른 XRD 회전 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, KNb1-yMnyO3에서 y=0.005~0.02 일때 균일한 KN 상만이 존재하고 MnO2관련된 2차상은 생성되지 않음을 확인할 수 있다. 즉, 상기 무연 압전체는 순수 KN 압전체에 비해 기계적 품질 계수가 소폭 상승하는 것으로 보아 Mn일부가 KN상에 고용되고 나머지는 액상 소결을 촉진시켜 1,020°C의 저온에서도 소결이 이루어지는 것으로 판단된다.
도 4는 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 MnO2의 양에 따른 상대밀도, 유전율 및 압전 특성을 나타낸 그래프들이다.
도 4를 참조하면,1,020°C의 소결온도에 소결 공정이 수행될 경우, MnO2를 첨가하지 않은 시료는 소결이 되지 않아서 상대밀도가 낮다. 반면에, 1 mol%의 소량의Mn만 도핑될 경우 KN 압전체의 액상 소결이 발생함으로써 상대밀도가 이론 밀도의 95.5%까지 도달할 수 있다.
한편, 기계적 품질계수(Qm)은 MnO2양에 따라 증가한다. 이는 Mn일부가 KN으로 고용됨으로써 발생기는 강화 효과(hardening effect)에 기인하는 것으로 파악된다.
한편, Mn 양이 더욱 증가(y=0.020)하면 비유전율이 오히려 증가한다. 이는, Mn이 KN에서 K의 자리에 고용되는 양이 증가되어 일어나는 것으로 파악된다.
상기와 같은 제조 방법을 따라,1,020°C의 낮은 온도에서 소결된 Mn가 1.5mol% 치환된 KN 압전체(y=0.0150)는 kp=0.28,ε3 T/ε0=325, Qm=619로 우수한 압전 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 무연 압전체에 대하여 온도 변화에 따른 분극 곡선을 나타나는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 온도가 225°C까지 상승하는 데에도 불구하고 온도에 따른 분극의 변화 그래프는 거의 변하지 않음을 볼 수 있다. 이는 온도가 증가함에도 이 시편의 압전 특성은 변하지 않음으로써 무연 압전체가 개선된 내열성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 적층형 액츄에이터의 제조 방법에 따라 제조된 적층형 액츄에이터에 대한 압전 변형율을 나타나는 그래프이다.
도 6을 참조하면, MnO2을 1.5mol 의 농도로 치환한 KN 세라믹 조성을 1,020°C에서 소결한 조성의 압전 변형률은 6kV/mm에서 최대 0.211%를 나타내며 d33 *는 약 350pm/V 임을 알 수 있다.
상기 무연 압전체가 더욱 얇은 두께를 가질 경우, 상기 무연 압전체를 포함하는 적층형 액츄에이터는 더욱 증가된 압전 변형률을 가질 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 적층형 액츄에이터는, 햅틱 액츄에이터나 디젤 자동차용 사운드 액츄에이터를 비롯한 각종 진동 액츄에이터에 적용가능하다.
또한 적층형 액츄에이터는 무연 압전체의 적층 층수를 조절할 수 있다.즉, 상기 적층 층수가 증가하여도 소자 전체의 소비전력의 증대를 억제할 수 있다. 반면에, 상기 적층 층수가 감소시킬 경우 상기 적층형 액츄에이터 전체의 압전 변형률을 극대화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. Na2CO3, K2CO3, Nb2O5 및 MnO2를 원료로서 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 혼합물에 대하여 제1 밀링 공정 및 제1 건조 공정을 수행하여 혼합 분말을 형성하는 단계;
    상기 혼합 분말을 하소하여 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말(여기서, x는 0 ≤ x ≤0.5, y는 0 ＜y≤0.1의 범위를 가짐)을 형성하는 단계;
    상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말에 대하여 제2 밀링 공정 및 제2 건조 공정을 수행하여 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 형성하는 단계;
    상기 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 가압 성형하여 성형체를 형성하는 단계;
    상기 성형체를 920 내지 1,020°C의 온도에서 0.5 내지 20 시간 동안 소결하여 MnO2와 관련된 이차상 생성이 억제된 상태로 압전체를 형성하는 단계; 및
    상기 압전체 상에 전극 물질을 이용하여 상기 압전체 상에 전극을 형성하는 단계를 포함하는 적층형 액츄에이터의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 밀링 공정은 상기 혼합물을 나일론 자르(nylon jar)에 무수 알콜 용매와 함께 넣고 지르코니아 볼을 사용하여 2시간 내지 24시간동안 분쇄하는 것을 특징으로 하는 적층형 액츄에이터의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 밀링 공정은 상기 예비 NaxK1-xNb1-yMnyO3 분말을 나일론 자르(nylon jar)에 무수 알콜 용매와 함께 넣고 지르코니아 볼을 사용하여 48시간 내지 72시간 동안 분쇄하는 것을 특징으로 하는 적층형 액츄에이터의 제조 방법.
  5. 삭제
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