KR102006539B1 - Synthesis method of nano-sized barium titanate powders by microwave heat-treatment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고상합성법을 이용한 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법에 있어서, 바륨(Ba)과 티타늄(Ti)의 원료 분말을 준비하는 a)단계; 상기 a)단계에서 준비한 원료 분말을 혼합하여 혼합물을 형성하는 b)단계; 상기 b)단계에서 형성된 혼합물을 성형체로 제조하는 c)단계; 및 상기 c)단계에서 제조된 성형체를 마이크로파 열처리하는 d)단계를 포함한다.The present invention provides a method for producing barium titanate nanopowder using a solid phase synthesis method, comprising: a) preparing a raw material powder of barium (Ba) and titanium (Ti); B) mixing the raw material powder prepared in step a) to form a mixture; C) preparing the mixture formed in the step b) into a shaped body; And d) step of microwave heat-treating the molded product prepared in step c).

Description

마이크로파 열처리방식을 이용한 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법{SYNTHESIS METHOD OF NANO-SIZED BARIUM TITANATE POWDERS BY MICROWAVE HEAT-TREATMENT}Method for producing barium titanate nanopowder using microwave heat treatment method {SYNTHESIS METHOD OF NANO-SIZED BARIUM TITANATE POWDERS BY MICROWAVE HEAT-TREATMENT}

본 발명은 고상합성법을 통한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법에 있어서, 마이크로파 열처리 방식을 이용한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a production method of barium titanate (BaTiO 3) nano powder through the solid-phase synthesis, to a barium titanate (BaTiO 3) prepared nano-powder method using a microwave heat treatment method.

기존 분말 제조 공정에 가장 많이 사용되는 고상반응법의 경우, 공정이 매우 간편하지만 고온 공정에 의해 제조된 분말들의 입경이 크고, 입도 분포가 넓으며, 입자의 형상이 불규칙적이다. sol-gel법의 경우, 저온 공정이 가능하므로 분말의 미립화가 가능하지만, 원료 분말들의 복잡한 sol 제조 과정이 필요하다. 이들의 보완책으로 개발된 수열합성법의 경우, 분말의 미립화 및 공정의 간편성을 장점으로 갖지만, Teflon 반응용기에 의한 제한된 상한 온도 및 액상 반응에 의한 분말의 응집 현상이 큰 단점이 있다.In the case of the solid phase reaction method, which is most used in the existing powder manufacturing process, the process is very simple, but the powders produced by the high temperature process have a large particle size, a wide particle size distribution, and irregular particle shapes. In the case of the sol-gel method, it is possible to atomize the powder because a low temperature process is possible, but a complicated sol manufacturing process of the raw powders is required. In the case of the hydrothermal synthesis method developed as a complementary measure, the powder atomization and the simplicity of the process have advantages, but the limited upper limit temperature by the Teflon reaction vessel and the agglomeration of the powder by the liquid phase reaction have a big disadvantage.

이와 관련하여, 고온합성법을 통한 티탄산바륨 분말 제조 방법 및 티탄산바륨 분말에 대한 것으로 한국공개특허 제10-2012-0060542호에서는 이산화티탄 분말과 탄산바륨 분말을 혼합하여, 650 내지 850℃ 범위에서 수행되는 열처리 과정을 통해 티탄산바륨의 분말을 제조하는 방법이 개시되었다.In this regard, the method for producing barium titanate powder and barium titanate powder through high temperature synthesis method in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0060542, a mixture of titanium dioxide powder and barium carbonate powder is performed in a range of 650 to 850 ° C. A method of preparing a powder of barium titanate through a heat treatment process has been disclosed.

한편, 마이크로파의 높은 전력 밀도, 높은 침투 깊이 및 균일 반응과 같은 장점은 합성과정에서 전자기장에 의한 마이크로파 에너지가 재료에 직접 전달되어 에너지 효율이 매우 높고, 이로 인하여 일반 열처리 공정에 비해 저온 공정 및 급속 공정이 가능한 장점이 있다. 이에 따라, 본 출원인은 기존의 고상합성법의 마이크로파 열처리 과정을 도입한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법을 고안하였다. On the other hand, advantages such as high power density, high penetration depth and uniform reaction of microwave are very high in energy efficiency because microwave energy by electromagnetic field is directly transferred to the material during the synthesis process. This has a possible advantage. Accordingly, the present applicant has devised a method for producing a barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder incorporating a microwave heat treatment process of the conventional solid-phase synthesis method.

한국공개특허 제10-2012-0060542호Korean Patent Publication No. 10-2012-0060542

본 발명의 목적은 고상합성법을 활용하여 저온 공정이 가능하며 공정 시간이 단축된 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders which can be processed at a low temperature by using a solid phase synthesis method and have a short process time.

본 발명의 실시 예를 따르는 고상합성법을 이용한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법은 바륨(Ba)과 티타늄(Ti)의 원료 분말을 준비하는 a)단계; 상기 a)단계에서 준비한 원료 분말을 혼합하여 혼합물을 형성하는 b)단계; 상기 b)단계에서 형성된 혼합물을 성형체로 제조하는 c)단계; 및 상기 c)단계에서 제조된 성형체를 마이크로파 열처리하는 d)단계를 포함한다.A method of preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder using the solid phase synthesis method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of a) preparing a raw material powder of barium (Ba) and titanium (Ti); B) mixing the raw material powder prepared in step a) to form a mixture; C) preparing the mixture formed in the step b) into a shaped body; And d) step of microwave heat-treating the molded product prepared in step c).

또한, 상기 d)단계는 2.0 내지 2.5 GHz의 주파수 영역을 갖는 마이크로파를 사용할 수 있다.In addition, the step d) may use a microwave having a frequency range of 2.0 to 2.5 GHz.

또한, 상기 d)단계는 100 내지 800 ℃의 온도범위에서 상기 열처리를 수행할 수 있다.In addition, the step d) may be performed the heat treatment in a temperature range of 100 to 800 ℃.

또한, 상기 d)단계는 1 내지 120 분동안 상기 열처리를 수행할 수 있다.In addition, step d) may be performed for the heat treatment for 1 to 120 minutes.

또한, 상기 d)단계는 5 내지 120 ℃/min의 승온 속도로 상기 열처리 수행할 수 있다.In addition, step d) may be carried out the heat treatment at a temperature increase rate of 5 to 120 ℃ / min.

또한, 상기 a)단계에서 준비하는 제1 원료 분말은 Ba(OH)2, Ba(OH)2H2O, Ba(OH)28H2O 및 BaCO3 중 한가지 이상을 포함할 수 있다.In addition, the first raw material powder prepared in step a) may include one or more of Ba (OH) 2 , Ba (OH) 2 H 2 O, Ba (OH) 2 8H 2 O, and BaCO 3 .

또한, 상기 a)단계에서 준비하는 제2 원료 분말은 rutile-TiO2 및 TiO2xH2O 중 한가지 이상을 포함할 수 있다.In addition, the second raw material powder prepared in step a) may include one or more of rutile-TiO 2 and TiO 2 xH 2 O.

또한, 상기 b)단계는 상기 바륨의 초기소스와 상기 티타늄의 원료 분말을 1:1 몰% 비율로 혼합할 수 있다.In addition, in step b), the initial source of barium and the raw material powder of titanium may be mixed in a 1: 1 mol% ratio.

또한, 상기 b)단계는 상기 원료 분말의 혼합시간이 1 내지 30분 일 수 있다.In addition, in step b), the mixing time of the raw material powder may be 1 to 30 minutes.

또한, 상기 c)단계는 상기 혼합물에 가해지는 압력이 200 내지 800 Kg/cm2 일 수 있다.In addition, the step c) is the pressure applied to the mixture is 200 to 800 Kg / cm 2 Lt; / RTI >

본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법은, 마이크로파를 이용한 열처리 공정을 활용하여 기존 고상합성법에 비하여 상대적으로 낮은 온도에서 티탄산바륨(BaTiO3)의 나노 분말을 제조할 수 있는 이점이 있다.Production method of barium titanate (BaTiO 3) nanopowder according to an embodiment of the present invention to take advantage of the heat treatment process using microwaves to produce a nanopowder of relatively barium titanate (BaTiO 3) at a temperature lower than the conventional solid-phase synthetic method There is an advantage to this.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법은 바륨 및 티타늄의 원료 분말의 종류 및 공정 변수를 조절하여 마이크로파의 반응성을 최대화함으로써 단시간에 균질한 티탄산바륨(BaTiO3)의 나노 분말을 제조할 수 있는 이점이 있다.In addition, the method for producing barium titanate (BaTiO 3 ) nano powder according to an embodiment of the present invention by adjusting the type and process parameters of the barium and titanium raw powder to maximize the reactivity of the microwave barium titanate (BaTiO 3) in a short time There is an advantage that can be prepared for the nano powder.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조 방법의 단계도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 따른 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3)의 X-선 회절 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3)의 결정 크기 변화 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율 변화 그래프이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 X-선 회절 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 고분해능 주사현미경 촬영사진이다.
1 is a step diagram of a method for preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder according to an embodiment of the present invention.
2 to 6 are X-ray diffraction graphs of barium titanate (BaTiO 3 ) according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a change in crystal size of barium titanate (BaTiO 3 ) according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are graphs showing changes in phase fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 and 11 are X-ray diffraction graphs according to an embodiment of the present invention.
12 is a high resolution scanning microscope photograph of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members that perform substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조 방법의 단계도이다. 도 1을 참조하면, 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조 방법은 바륨(Ba)과 티타늄(Ti)의 원료 분말을 준비하는 a)단계(S1); a)단계(S1)에서 준비한 원료 분말을 혼합하여 혼합물을 형성하는 b)단계(S3); b)단계(S3)에서 형성된 혼합물을 성형체로 제조하는 c)단계(S5); 및 c)단계(S5)에서 제조된 성형체를 마이크로파 열처리하는 d)단계(S7)를 포함한다.1 is a step diagram of a method for preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the method for preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder includes a) step S1 of preparing a raw material powder of barium (Ba) and titanium (Ti); a) mixing the raw material powder prepared in step S1 to form a mixture b) S3; b) step S) of preparing a mixture formed in step S3 into a shaped body (S5); And c) d) step S7 of microwave heat treatment of the molded product prepared in step S5.

이하, 본 발명의 마이크로파 열처리 방식을 이용한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder using the microwave heat treatment method of the present invention will be described in detail for each step.

a)단계(S1)에서는 제1 및 제2 원료 분말을 준비할 수 있다. a)단계(S1)에서는 티탄산바륨(BaTiO3)을 구성하는 두가지 물질인 바륨(Ba)과 티타늄(Ti)의 소스를 준비할 수 있다. a)단계(S1)에서 준비되는 바륨의 원료 분말인 제1 원료 분말은 Ba(OH)28H2O(BH8) 등을 포함할 수 있다. 또한, a)단계(S1)에서 준비되는 티타늄의 원료 분말인 제1 원료 분말은 TiO2xH2O(TH) 등을 포함할 수 있다.In step a) S1, first and second raw material powders may be prepared. a) In step S1, two sources of barium (Ba) and titanium (Ti) may be prepared, constituting barium titanate (BaTiO 3 ). a) The first raw material powder of barium prepared in step S1 may include Ba (OH) 2 8H 2 O (BH8) or the like. In addition, the first raw material powder of titanium prepared in step a) (S1) may include TiO 2 xH 2 O (TH).

전술한 제1 및 제2 원료 분말은, 종류에 따라 마이크로파와의 반응성이 상이할 수 있다. 특히, 수산화물(H20)이 결합되어 있는 원료 분말의 경우에는 수산화물의 극성으로 인하여 마이크로파에 의해 발생하는 전자기장에 영향을 받아 높은 반응성을 나타낼 수 있다.The above-mentioned first and second raw material powders may have different reactivity with microwaves depending on the kind. In particular, in the case of the raw material powder to which the hydroxide (H 2 O) is bonded, it may exhibit high reactivity by being affected by the electromagnetic field generated by the microwave due to the polarity of the hydroxide.

티타늄 원료 분말의 일 실시 형태로 TiO2xH2O의 경우, TiCl4와 3차 증류수의 혼합 용액에 암모니아수를 반응시켜 pH=9를 유지하는 상태로 TiO(OH)2 겔(gel)이 생성되게 하고, 염소(Cl) 이온을 제거하기 위하여 3차 증류수 및 에탄올의 혼합액으로 세척시킨 후 건조 및 분쇄하여 그 분말을 제조하였다.In one embodiment of the titanium raw material powder, in the case of TiO 2 xH 2 O, TiO (OH) 2 gel is formed in a state in which a pH of 9 is maintained by reacting ammonia water with a mixed solution of TiCl 4 and tertiary distilled water. In order to remove chlorine (Cl) ions, the mixture was washed with a mixture of tertiary distilled water and ethanol, dried and pulverized to prepare a powder.

b)단계(S3)는 혼합물 형성 단계로 정의할 수 있다. b)단계(S3)는 a)단계(S1)에서 준비한 소재의 원료 분말을 혼합할 수 있다. b)단계(S3)에서는 바륨의 원료 분말과 티타늄의 원료 분말이 용이하게 혼합되도록 혼합비, 혼합시간 등의 조건을 제어할 수 있다. b) step (S3) may be defined as a mixture forming step. b) step (S3) may be mixed with the raw material powder of the material prepared in step a) (S1). b) In step S3, conditions such as mixing ratio and mixing time may be controlled so that the raw material powder of barium and the raw material powder of titanium are easily mixed.

일 실시 예에서, b)단계(S3)는 바륨의 원료 분말과 티타늄의 원료 분말의 혼합비를 1:1 몰%로 제어할 수 있다. 혼합 비율이 1:1 몰%가 맞지 않을 경우 화학양론적인 비율이 달라져 바륨 혹은 티타늄의 과다한 2차상이 제조되는 문제점이 야기될 수 있다. 이에 따라, 각각의 바륨 및 티타늄의 원료 분말들을 1:1 몰%비율로 혼합하여 BCTO(BC+TO), BCTH(BC+TH), BH8TO(BH8+TO), BH8TH(BH8+TH), BH1TH(BH1+TH), BH0TH(BH0+TH) 와 같은 혼합원료를 제조할 수 있다. In an embodiment, b) step S3 may control a mixing ratio of the raw material powder of barium and the raw material powder of titanium to 1: 1 mol%. If the mixing ratio is not 1: 1, the stoichiometric ratio may be changed, which may cause a problem of producing an excessive second phase of barium or titanium. Accordingly, the raw material powders of barium and titanium were mixed at a ratio of 1: 1 mol% to BCTO (BC + TO), BCTH (BC + TH), BH8TO (BH8 + TO), BH8TH (BH8 + TH), and BH1TH. Mixed raw materials such as (BH1 + TH) and BH0TH (BH0 + TH) can be prepared.

다른 실시 예에서, b)단계(S3)는 제1 및 제2 원료 분말의 혼합 시간을 1 내지 30분으로 제어할 수 있다. 혼합 시간이 30분 이상인 경우, 공기중에 노출된 BH8, BH1, BH0과 같은 제1 원료 분말들의 높은 반응성으로 인해, 혼합 과정 중 탄산바륨(BaCO3) 상을 생성할 수 있다. 이에 따라, 소재의 혼합 시간을 30분 이내로 제어하여 공기에 대한 노출시간을 감소시킴으로써 해당 문제점을 예방할 수 있다.In another embodiment, step b) S3 may control the mixing time of the first and second raw material powders from 1 to 30 minutes. If the mixing time is 30 minutes or more, due to the high reactivity of the first raw material powders such as BH8, BH1, BH0 exposed in the air, it is possible to produce a barium carbonate (BaCO 3 ) phase during the mixing process. Accordingly, the problem can be prevented by controlling the mixing time of the material within 30 minutes to reduce the exposure time to the air.

c)단계(S5)에서는 성형체를 제조할 수 있다. c)단계(S5)는 b)단계(S3)에서 형성된 혼합물을 압축 성형할 수 있다. 이를 통해, 바륨 및 티타늄의 접촉 면적이 증가하여 열처리의 반응성을 향상시킬 수 있다.c) in step S5, a molded product may be manufactured. c) step (S5) may be compression molding the mixture formed in step b) (S3). Through this, the contact area of the barium and titanium is increased to improve the reactivity of the heat treatment.

다만, 성형시 600 kg/cm2 이상의 압력을 혼합물에 가하는 경우 후술하게 되는 열처리 단계에서 소결이 발생할 수 있다. 이에 따라, c)단계(S5)에서는 혼합물에 200 내지 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 소결을 예방할 수 있다. However, sintering may occur in the heat treatment step to be described later when applying a pressure of 600 kg / cm 2 or more to the mixture during molding. Accordingly, in step c) (S5) it is possible to prevent the sintering by applying a pressure of 200 to 600 kg / cm 2 to the mixture.

d)단계(S7)에서는 마이크로파를 통한 열처리공정을 수행할 수 있다. d)단계(S7)에서 수행하는 마이크로파 열처리공정은 일반 전기 열처리 공정보다 낮은 공정온도에서 수행할 수 있다. 또한, d)단계(S7)에서 수행하는 마이크로파 열처리공정을 통해 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조시간을 단축시킬 수 있다.In step d) S7, a heat treatment process through microwaves may be performed. d) The microwave heat treatment process performed in step (S7) may be carried out at a lower process temperature than the general electrical heat treatment process. In addition, it is possible to shorten the manufacturing time of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder through the microwave heat treatment process performed in step d) (S7).

일 실시 예에서, d)단계(S7)는 2.0 내지 2.5 GHz의 주파수 영역을 갖는 마이크로 파를 사용할 수 있다. 이때, d)단계(S7)는 1.5 내지 2.5 kW의 전력으로 작동되는 마이크로파 열처리로를 사용할 수 있다.In an embodiment, step d) S7 may use microwaves having a frequency range of 2.0 to 2.5 GHz. At this time, step d) (S7) may use a microwave heat treatment furnace operating at a power of 1.5 to 2.5 kW.

또한, d)단계(S7)는 100 내지 800℃ 의 온도에서 열처리를 수행할 수 있다. d)단계(S7)는 1 내지 120분의 범위에서 열처리를 진행할 수 있다. 또한, 1분 이내의 범위에서 수초 내지 수십초간 열처리를 진행할 수 있다. 전술한 온도 및 시간의 범위에서 열처리가 진행되는 경우, d)단계(S7)는 1 내지 120 ℃/min 의 승온 속도를 설정하여 열처리를 진행할 수 있다.In addition, step d) (S7) may be carried out a heat treatment at a temperature of 100 to 800 ℃. d) step S7 may be subjected to a heat treatment in the range of 1 to 120 minutes. In addition, heat treatment may be performed for several seconds to several tens of seconds within a range of 1 minute. When the heat treatment is performed in the above temperature and time range, step d) (S7) may be carried out by setting the temperature increase rate of 1 to 120 ℃ / min.

이하, 본 발명을 하기 실시 예, 비교 예 및 실험 예에 의해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples, comparative examples and experimental examples.

단, 하기 실시 예, 비교 예 및 실험 예는 본 발명을 예시할 뿐 본 발명의 내용이 하기의 예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples, Comparative Examples, and Experimental Examples illustrate the present invention, but are not limited by the following examples.

<< 실시예1Example 1 > >

<실시예1>은 제1 원료 분말과 제2 원료 분말의 종류가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 제1 원료 분말은 Ba(OH)28H2O(BH8)을 사용하였다. 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합된 혼합물은 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 성형하였다. 제조된 성형체에는 마이크로파 열처리공정을 수행하였다. 마이크로파 열처리는 50℃/min의 승온 속도로 300℃에서 60분간 진행되었다. 또한, 마이크로파는 2.45GHz의 주파수 및 2 kW의 전력으로 작동되는 마이크로파 열처리로를 사용하였다.<Example 1> was performed to determine the effect of the type of the first raw material powder and the second raw material powder to the production of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder. Ba (OH) 2 8H 2 O (BH 8) was used as the first raw material powder. As the second raw material powder, TiO 2 xH 2 O (TH) was used. The first and second raw material powders were mixed using a stirrer. The mixed mixture was molded by applying a pressure of 600 kg / cm 2 . The prepared molded article was subjected to a microwave heat treatment process. The microwave heat treatment was performed at 300 ° C. for 60 minutes at a temperature rising rate of 50 ° C./min. In addition, the microwave used a microwave heat treatment furnace operated at a frequency of 2.45 GHz and a power of 2 kW.

<< 실시예2Example 2 >>

<실시예2>에서는 <실시예1>에서 사용한 제2 원료 분말을 rutile-TiO2(TO)로 대체하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 2, the second raw material powder used in <Example 1> was replaced with rutile-TiO 2 (TO), and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예3Example 3 > >

<실시예3>에서는 <실시예1>에서 사용한 제1 원료 분말을 BaCO3(BC)로 대체하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 3, the first raw material powder used in <Example 1> was replaced with BaCO 3 (BC), and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder.

<< 실시예4Example 4 >>

<실시예4>에서는 <실시예1>에서 사용한 제1 원료 분말을 BaCO3(BC)로 대체하고 제2 원료 분말을 rutile-TiO2(TO)로 대체하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 4, the first raw material powder used in <Example 1> was replaced with BaCO 3 (BC) and the second raw material powder was replaced with rutile-TiO 2 (TO), and other conditions were controlled in the same manner. Barium (BaTiO 3 ) nano powders were prepared.

또한, 열처리 온도가 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 열처리 온도를 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, in order to determine the effect of the heat treatment temperature on the powder synthesis, barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder was prepared by varying the heat treatment temperature.

<< 실시예5Example 5 >>

<실시예5>에서는 <실시예1>에서 열처리 온도를 100℃로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 5, the heat treatment temperature was changed to 100 ° C. in Example 1, and the other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예6Example 6 >>

<실시예6>에서는 <실시예1>에서 열처리 온도를 600℃로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 6, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Example 1, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

한편, 열처리 방식이 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 열처리 방식을 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.On the other hand, in order to determine the effect of the heat treatment method on the powder synthesis, the barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder was prepared by changing the heat treatment method.

<< 비교예1Comparative Example 1 >>

<비교예1>에서는 <실시예1>에서 열처리 방법을 일반 전기를 이용한 열처리 방식으로 대체하였으며, 승온 속도를 5℃/min 로 변경하였다. 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In <Comparative Example 1>, the heat treatment method in <Example 1> was replaced with a heat treatment method using general electricity, and the temperature increase rate was changed to 5 ° C / min. Other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder.

<< 비교예2Comparative Example 2 >>

<비교예2>에서는 <비교예1>에서 열처리 온도를 600℃로 변경하고, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Comparative Example 2, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Comparative Example 1, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 비교예3Comparative Example 3 >>

<비교에3>에서는 <비교예1>에서 열처리 온도를 800℃로 변경하고, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Comparative Example 3, the heat treatment temperature was changed to 800 ° C. in Comparative Example 1, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

또한, d)단계의 열처리 시간이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 열처리 시간을 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, d) a heat treatment time of this step by varying the heat treatment time, to examine the effects on synthesis of barium titanate (BaTiO 3) was carried out to manufacture nano-powder of barium titanate (BaTiO 3) nano powder.

<< 실시예7Example 7 >>

<실시예7>에서는 <실시예1>에서 열처리 온도를 100℃로 변경하고, 열처리 시간은 60분을 유지하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 7, the heat treatment temperature was changed to 100 ° C., the heat treatment time was maintained for 60 minutes, and the other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder.

<< 실시예8Example 8 >>

<실시예8>에서는 <실시예7>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 8, the heat treatment time of Example 7 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예9Example 9 >>

<실시예9>에서는 <실시예7>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 9, the heat treatment time was changed to 30 minutes in Example 7, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

또한, 제1 원료 분말이 Ba(OH)2H2O(BH1)인 경우 마이크로파 열처리 온도가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 마이크로파 열처리 온도를 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, when the first raw material powder is Ba (OH) 2 H 2 O (BH1) In order to determine the effect of microwave heat treatment temperature on the production of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder, barium titanate by varying the microwave heat treatment temperature (BaTiO 3 ) nano powder preparation was performed.

<< 실시예10Example 10 >>

<실시예10>의 제1 원료 분말은 Ba(OH)2H2O(BH1)을 사용하였다. 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합된 혼합물은 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 성형하였다. 제조된 성형체에는 마이크로파 열처리공정을 수행하였다. 마이크로파 열처리는 100℃/min의 승온 속도로 100℃에서 1분 이내로 진행되었다. 또한, 마이크로파는 2.45GHz의 주파수 및 2 kW의 전력으로 작동되는 마이크로파 열처리로를 사용하였다.Ba (OH) 2 H 2 O (BH 1) was used as a first raw material powder of <Example 10>. As the second raw material powder, TiO 2 xH 2 O (TH) was used. The first and second raw material powders were mixed using a stirrer. The mixed mixture was molded by applying a pressure of 600 kg / cm 2 . The prepared molded article was subjected to a microwave heat treatment process. The microwave heat treatment proceeded within 100 minutes at 100 ° C. at an elevated rate of 100 ° C./min. In addition, the microwave used a microwave heat treatment furnace operated at a frequency of 2.45 GHz and a power of 2 kW.

<< 실시예11Example 11 >>

<실시예11>에서는 <실시예10>에서 열처리 온도를 300℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 11, the heat treatment temperature was changed to 300 ° C. in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예12Example 12 >>

<실시예12>에서는 <실시예10>에서 열처리 온도를 600℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 12, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

또한, 제1 원료 분말이 Ba(OH)2(BH0)인 경우 마이크로파 열처리 온도가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 마이크로파 열처리 온도를 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, the a first material powder is Ba (OH) 2 if (BH0) microwave heat treatment temperature of barium titanate (BaTiO 3) In order to examine the effects of the production of nano-powders, and barium titanate, unlike a microwave heat-treating temperature (BaTiO 3 ) Nano powder preparation was carried out.

<< 실시예13Example 13 >>

<실시예13>의 제1 원료 분말은 Ba(OH)2(BH0)을 사용하였다. 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합된 혼합물은 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 성형하였다. 제조된 성형체에는 마이크로파 열처리공정을 수행하였다. 마이크로파 열처리는 100℃/min의 승온 속도로 100℃에서 1분 이내로 진행되었다. 또한, 마이크로파는 2.45GHz의 주파수 및 2 kW의 전력으로 작동되는 마이크로파 열처리로를 사용하였다.Ba (OH) 2 (BH0) was used as a first raw material powder of <Example 13>. As the second raw material powder, TiO 2 xH 2 O (TH) was used. The first and second raw material powders were mixed using a stirrer. The mixed mixture was molded by applying a pressure of 600 kg / cm 2 . The prepared molded article was subjected to a microwave heat treatment process. The microwave heat treatment proceeded within 100 minutes at 100 ° C. at an elevated rate of 100 ° C./min. In addition, the microwave used a microwave heat treatment furnace operated at a frequency of 2.45 GHz and a power of 2 kW.

<< 실시예14Example 14 >>

<실시예14>에서는 <실시예13>에서 열처리 온도를 300℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 14, the heat treatment temperature was changed to 300 ° C. in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예15Example 15 >>

<실시예15>에서는 <실시예13>에서 열처리 온도를 600℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 15, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

또한, 제1 원료 분말이 Ba(OH)28H2O(BH8)인 경우 마이크로파 열처리 온도가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 마이크로파 열처리 온도를 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, when the first raw material powder is Ba (OH) 2 8H 2 O (BH8) in order to determine the effect of microwave heat treatment temperature on the production of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder, barium titanate by varying the microwave heat treatment temperature (BaTiO 3 ) nano powder preparation was performed.

<< 실시예16Example 16 >>

<실시예16>의 제1 원료 분말은 Ba(OH)28H2O(BH8)을 사용하였다. 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합된 혼합물은 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 성형하였다. 제조된 성형체에는 마이크로파 열처리공정을 수행하였다. 마이크로파 열처리는 100℃/min의 승온 속도로 100℃에서 1분 이내로 진행되었다. 또한, 마이크로파는 2.45GHz의 주파수 및 2 kW의 전력으로 작동되는 마이크로파 열처리로를 사용하였다.Ba (OH) 2 8H 2 O (BH 8) was used as a first raw material powder of <Example 16>. As the second raw material powder, TiO 2 xH 2 O (TH) was used. The first and second raw material powders were mixed using a stirrer. The mixed mixture was molded by applying a pressure of 600 kg / cm 2 . The prepared molded article was subjected to a microwave heat treatment process. The microwave heat treatment proceeded within 100 minutes at 100 ° C. at an elevated rate of 100 ° C./min. In addition, the microwave used a microwave heat treatment furnace operated at a frequency of 2.45 GHz and a power of 2 kW.

<< 실시예17Example 17 >>

<실시예17>에서는 <실시예16>에서 열처리 온도를 300℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 17, the heat treatment temperature was changed to 300 ° C. in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예18Example 18 >>

<실시예18>에서는 <실시예16>에서 열처리 온도를 600℃ 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 18, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

나아가, 승온 속도가 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 승온 속도를 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.Furthermore, in order to investigate the effect of the temperature increase rate on the synthesis of powder, the production of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder was performed by varying the temperature increase rate.

<< 실시예19Example 19 >>

<실시예19>에서는 <실시예10>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 19, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예20Example 20 >>

<실시예20>에서는 <실시예11>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 20, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 11, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예21Example 21 >>

<실시예21>에서는 <실시예12>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 21, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 12, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예22Example 22 >>

<실시예22>에서는 <실시예13>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 22, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예23Example 23 >>

<실시예23>에서는 <실시예14>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 23, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 14, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예24Example 24 >>

<실시예24>에서는 <실시예15>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 24, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 15, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예25Example 25 >>

<실시예25>에서는 <실시예16>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 25, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예26Example 26 >>

<실시예26>에서는 <실시예17>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 26, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 17, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예27Example 27 >>

<실시예27>에서는 <실시예18>에서 승온 속도를 50℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 27, the temperature increase rate was changed to 50 ° C./min in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예28Example 28 >>

<실시예28>에서는 <실시예10>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 28, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예29Example 29 >>

<실시예29>에서는 <실시예11>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 29, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 11, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예30Example 30 >>

<실시예30>에서는 <실시예12>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 30, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 12, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예31Example 31 >>

<실시예31>에서는 <실시예13>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 31, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예32Example 32 >>

<실시예32>에서는 <실시예14>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 32, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 14, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예33Example 33 >>

<실시예33>에서는 <실시예15>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 33, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 15, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예34Example 34 >>

<실시예34>에서는 <실시예16>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 34, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예35Example 35 >>

<실시예35>에서는 <실시예17>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 35, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 17, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 실시예36Example 36 >>

<실시예36>에서는 <실시예18>에서 승온 속도를 10℃/min로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Example 36, the temperature increase rate was changed to 10 ° C./min in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

또한, 열처리 시간이 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 열처리 시간을 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, in order to determine the effect of the heat treatment time on the powder synthesis, barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder was prepared by varying the heat treatment time.

<< 실시예37Example 37 >>

<실시예37>에서는 <실시예10>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 검정색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 37, the heat treatment time was changed to 30 minutes in <Example 10>, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the black label in FIG. 9 (b).

<< 실시예38Example 38 >>

<실시예38>에서는 <실시예11>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 붉은색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 38, the heat treatment time was changed to 30 minutes in <Example 11>, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the red label in FIG. 9 (b).

<< 실시예39Example 39 >>

<실시예39>에서는 <실시예12>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 파란색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 39, the heat treatment time was changed to 30 minutes in <Example 12>, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the blue label in FIG. 9 (b).

<< 실시예40Example 40 >>

<실시예40>에서는 <실시예13>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 검은색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 40, the heat treatment time was changed to 30 minutes in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the black label in FIG. 9 (c).

<< 실시예41Example 41 >>

<실시예41>에서는 <실시예14>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 붉은색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 41, the heat treatment time was changed to 30 minutes in <Example 14>, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the red label in FIG. 9 (c).

<< 실시예42Example 42 >>

<실시예42>에서는 <실시예15>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 파란색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 42, the heat treatment time was changed to 30 minutes in Example 15, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the blue label in FIG. 9 (c).

<< 실시예43Example 43 >>

<실시예43>에서는 <실시예16>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 검정색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 43, the heat treatment time was changed to 30 minutes in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the black label in FIG.

<< 실시예44Example 44 >>

<실시예44>에서는 <실시예17>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 붉은색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 44, the heat treatment time was changed to 30 minutes in <Example 17>, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the red label in FIG.

<< 실시예45Example 45 >>

<실시예45>에서는 <실시예18>에서 열처리 시간을 30분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 파란색 표지중 x축 값이 30분인 지점에 해당한다.In Example 45, the heat treatment time was changed to 30 minutes in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 30 minutes in the blue label in FIG.

<< 실시예46Example 46 >>

<실시예46>에서는 <실시예10>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 검정색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 46, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the black label in FIG. 9 (b).

<< 실시예47Example 47 >>

<실시예47>에서는 <실시예11>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 붉은색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 47, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 11, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the red label in FIG. 9 (b).

<< 실시예48Example 48 >>

<실시예48>에서는 <실시예12>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 파란색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 48, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 12, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the blue label in FIG. 9 (b).

<< 실시예49Example 49 >>

<실시예49>에서는 <실시예13>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 검정색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 49, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the black label in FIG. 9 (c).

<< 실시예50Example 50 >>

<실시예50>에서는 <실시예14>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 붉은색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 50, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 14, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the red label in FIG. 9 (c).

<< 실시예51Example 51 >>

<실시예51>에서는 <실시예15>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 파란색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 51, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 15, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the blue label in FIG. 9 (c).

<< 실시예52Example 52 >>

<실시예52>에서는 <실시예16>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 검은색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 52, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the black label in FIG.

<< 실시예53Example 53 >>

<실시예53>에서는 <실시예17>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 붉은색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 53, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 17, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the red label in FIG.

<< 실시예54Example 54 >>

<실시예54>에서는 <실시예18>에서 열처리 시간을 60분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 파란색 표지중 x축 값이 60분인 지점에 해당한다.In Example 54, the heat treatment time was changed to 60 minutes in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 60 minutes in the blue label in FIG.

<< 실시예55Example 55 >>

<실시예55>에서는 <실시예10>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 검은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 55, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 10, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the black label in FIG. 9 (b).

<< 실시예56Example 56 >>

<실시예56>에서는 <실시예11>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 붉은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 56, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 11, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the red label in FIG. 9 (b).

<< 실시예57Example 57 >>

<실시예57>에서는 <실시예12>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 파란색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 57, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 12, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the blue label in FIG. 9 (b).

<< 실시예58Example 58 >>

<실시예58>에서는 <실시예13>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 검은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 58, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 13, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the black label in FIG. 9 (c).

<< 실시예59Example 59 >>

<실시예59>에서는 <실시예14>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 붉은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 59, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 14, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the red label in FIG. 9 (c).

<< 실시예60Example 60 >>

<실시예60>에서는 <실시예15>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 파란색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 60, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 15, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the blue label in FIG. 9 (c).

<< 실시예61Example 61 >>

<실시예61>에서는 <실시예16>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 검은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 61, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 16, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the black label in FIG.

<< 실시예62Example 62 >>

<실시예62>에서는 <실시예17>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 붉은색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 62, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 17, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the red label in FIG.

<< 실시예63Example 63 > >

<실시예63>에서는 <실시예18>에서 열처리 시간을 120분으로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 파란색 표지중 x축 값이 120분인 지점에 해당한다.In Example 63, the heat treatment time was changed to 120 minutes in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is 120 minutes in the blue label in FIG.

<< 실시예64Example 64 >>

<실시예64>에서는 <실시예10>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 검은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 64, the heat treatment time of Example 10 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the black label in FIG. 9 (b) is within 1 minute.

<< 실시예65Example 65 >>

<실시예65>에서는 <실시예11>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 붉은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 65, the heat treatment time of Example 11 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is within 1 minute among red marks in FIG. 9 (b).

<< 실시예66Example 66 >>

<실시예66>에서는 <실시예12>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(b)에 파란색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 66, the heat treatment time of Example 12 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the blue label in FIG. 9 (b) is within 1 minute.

<< 실시예67Example 67 >>

<실시예67>에서는 <실시예13>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 검은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 67, the heat treatment time of Example 13 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the black label in FIG. 9 (c) is within 1 minute.

<< 실시예68Example 68 >>

<실시예68>에서는 <실시예14>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 붉은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 68, the heat treatment time of Example 14 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is within 1 minute among red marks in FIG. 9 (c).

<< 실시예69Example 69 >>

<실시예69>에서는 <실시예15>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(c)에 파란색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 69, the heat treatment time of Example 15 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the blue label in FIG. 9 (c) is within 1 minute.

<< 실시예70Example 70 >>

<실시예70>에서는 <실시예16>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 검은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 70, the heat treatment time of Example 16 was changed to within 1 minute, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the black label in FIG. 9 (a) is within 1 minute.

<< 실시예71Example 71 >>

<실시예71>에서는 <실시예17>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 붉은색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 71, the heat treatment time was changed to within 1 minute in Example 17, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value is within 1 minute among red marks in FIG. 9 (a).

<< 실시예72Example 72 > >

<실시예72>에서는 <실시예18>에서 열처리 시간을 1분 이내로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다. 이는 도 9(a)에 파란색 표지중 x축 값이 1분 이내인 지점에 해당한다.In Example 72, the heat treatment time was changed to within 1 minute in Example 18, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders. This corresponds to the point where the x-axis value of the blue label in FIG. 9 (a) is within 1 minute.

나아가, 바륨 원료 분말의 수화물 개수 차이에 따른 열처리 방식이 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 열처리 방식을 달리하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.Further, in order to determine the effect of the heat treatment method according to the difference in the number of hydrates of the barium raw material powder on the synthesis of the powder, barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder was prepared by changing the heat treatment method.

<< 비교예4Comparative Example 4 >>

<비교예4>의 제1 원료 분말은 Ba(OH)2H2O(BH1)을 사용하였다. 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 교반기를 사용하여 혼합하였다. 혼합된 혼합물은 600 kg/cm2 의 압력을 가하여 성형하였다. 제조된 성형체에는 일반 전기로 열처리 공정을 수행하였다. 일반 전기 열처리는 5℃/min의 승온 속도로 300℃에서 1분 이내로 진행되었다.Ba (OH) 2 H 2 O (BH 1) was used as a first raw material powder of <Comparative Example 4>. As the second raw material powder, TiO 2 xH 2 O (TH) was used. The first and second raw material powders were mixed using a stirrer. The mixed mixture was molded by applying a pressure of 600 kg / cm 2 . The manufactured molded article was subjected to a general heat treatment process. General electrical heat treatment was performed within 300 minutes at 300 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min.

<< 비교예5Comparative Example 5 >>

<비교예5>에서는 <비교예4>에서 열처리 온도를 600℃로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Comparative Example 5, the heat treatment temperature was changed to 600 ° C. in Comparative Example 4, and other conditions were controlled in the same manner to prepare barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders.

<< 비교예6Comparative Example 6 >>

<비교예6>에서는 <비교예4>에서 제1 원료 분말을 Ba(OH)2(BH0)로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Comparative Example 6, the first raw material powder was changed to Ba (OH) 2 (BH0) in <Comparative Example 4>, and barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder was prepared under the same conditions.

<< 비교예7Comparative Example 7 > >

<비교예7>에서는 <비교예5>에서 제1 원료 분말을 Ba(OH)2(BH0)로 변경하였으며, 다른 조건은 동일하게 제어하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조하였다.In Comparative Example 7, the first raw material powder was changed to Ba (OH) 2 (BH0) in Comparative Example 5, and barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder was prepared under the same conditions.

또한, 분말 합성 방법이 미치는 영향을 알아보기 위하여, 수열합성법을 이용하여 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조를 수행하였다.In addition, in order to determine the effect of the powder synthesis method, the barium titanate (BaTiO 3 ) nano-powder was prepared by using a hydrothermal synthesis method.

<< 비교예8Comparative Example 8 > >

<비교예8>에서는 autoclave 내에 제1 원료 분말을 Ba(OH)2(BH0)을 사용하고, 제2 원료 분말은 TiO2xH2O(TH)을 사용하였다. 제1 및 제2 원료 분말은 수열합성 방식을 사용하여 혼합하였다. 이때, 사용한 용액은 3차 증류수 및 에탄올의 혼합액이며, Ba:Ti의 몰비를 1:1로 투입하여 180℃에서 6시간 동안 반응시켰다. In Comparative Example 8, Ba (OH) 2 (BH0) was used as the first raw material powder in the autoclave, and TiO 2 xH 2 O (TH) was used as the second raw material powder. The first and second raw material powders were mixed using a hydrothermal synthesis method. In this case, the used solution was a mixture of tertiary distilled water and ethanol, and the molar ratio of Ba: Ti was added at 1: 1 to react at 180 ° C. for 6 hours.

<< 실험예1Experimental Example 1 >제조된 분말의 결정 구조 특성 - 1> Crystal Structure Characteristics of Prepared Powders-1

<실험예1>에서는, 바륨 및 티타늄의 원료 분말이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, <실시예1> 내지 <실시예4>에서 제조된 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 X-선 회절 분석을 실시하였다. 도 2는 <실험예1>의 결과를 나타낸 그래프이다.<Experimental Example 1> In, the raw material powder of barium and titanium, barium titanate (BaTiO 3) In order to examine the effects of the manufacturing nanostructured powder, the barium titanate produced in <Example 1> to <Example 4> (BaTiO 3 X-ray diffraction analysis of the nano powder was performed. 2 is a graph showing the results of <Experimental Example 1>.

도 2를 참조하면, <실시예1>의 BH8TH 샘플은 티탄산바륨(a:BaTiO3) 및 탄산바륨(b:BaCO3)이 혼재된 상이 검출되고, <실시예2>의 BH8TO 샘플의 경우 오르토티탄산바륨(e:Ba2TiO4), 탄산바륨(b:BaCO3) 및 이산화티탄(c:rutile-TiO2)이 혼재된 상이 확인되었다.Referring to FIG. 2, in the BH8TH sample of Example 1, a phase in which barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium carbonate (b: BaCO 3 ) is mixed is detected, and in the case of the BH8TO sample of Example 2, ortho A phase in which barium titanate (e: Ba 2 TiO 4 ), barium carbonate (b: BaCO 3 ) and titanium dioxide (c: rutile-TiO 2 ) was mixed was confirmed.

검출된 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 경우, 나노 크기의 티탄산바륨(BaTiO3) 분말에서 나오는 45°에서의 넓은 피크를 가지는 일부 정방정 상을 포함하는 입방정 결정구조로 확인되었다. 반면, <실시예3>의 BCTH 샘플과 <실시예4>의 BCTO 샘플의 경우 공통적으로 바륨의 원료 분말인 탄산바륨(b:BaCO3) 상이 가장 강하게 검출되었다. 그리고, <실시예3>의 BCTH 샘플은 이산화티탄(d:anatase-TiO2) 상이 생성되었으며 <실시예4>의 BCTO 샘플은 티타늄의 원료 분말과 동일한 이산화티탄(c:rutile-TiO2)이 검출되었다. The detected barium titanate (a: BaTiO 3 ) was identified as a cubic crystal structure containing some tetragonal phases with broad peaks at 45 ° coming from nano-sized barium titanate (BaTiO 3 ) powder. On the other hand, in the case of the BCTH sample of <Example 3> and the BCTO sample of <Example 4>, the barium carbonate (b: BaCO 3 ) phase, which is a raw material of barium, was most strongly detected. In addition, the BCTH sample of <Example 3> produced a titanium dioxide (d: anatase-TiO 2 ) phase, and the BCTO sample of <Example 4> had the same titanium dioxide (c: rutile-TiO 2 ) as the raw material powder of titanium. Detected.

원료 분말에 따른 경우로 BH8 소스가 TH 및 TO와 반응 바륨과 티타늄 이온의 반응물인 티탄산바륨(a:BaTiO3)과 오르토티탄산바륨(e:Ba2TiO4) 상이 생성되고, 일부 공기와의 반응으로 인해 탄산바륨(b:BaCO3)이 형성되는 것으로 보인다.Depending on the raw powder, the BH8 source reacts with TH and TO to form the barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium ortho titanate (e: Ba 2 TiO 4 ) phases, which are reactants of barium and titanium ions, and react with some air Due to the barium carbonate (b: BaCO 3 ) seems to be formed.

BC 소스의 경우 Ti 소스 종류와 상관없이 추가적인 바륨 및 티타늄 사이의 반응관련 상이 형성되지 않았다. For BC sources, no additional reaction-related phases were formed between barium and titanium, regardless of the Ti source type.

다른 경우로, TH 소스가 BH8 및 BC 반응 시 BH와의 반응에서만 티탄산바륨(a:BaTiO3) 상이 생성되고, BC의 경우에는 TH 소스가 이산화티탄(d:anatase-TiO2) 상으로 상전이가 발생하였다.In other cases, the TH source produces a barium titanate (a: BaTiO 3 ) phase only in reaction with BH in the reaction of BH8 and BC, and in the case of BC, the TH source generates a phase transition to titanium dioxide (d: anatase-TiO 2 ) phase. It was.

반면에, TO의 경우, 대부분 초기 상태의 이산화티탄(c:rutile-TiO2) 상이 잔존하고 BH8과의 반응에서만 일부 오르토티탄산바륨(e:Ba2TiO4) 상 형성에 반응한 것으로 보인다. 이러한 결과는 바륨의 원료 분말의 종류에 따라 티타늄 원료 분말과의 반응성의 차이가 크게 발생하는 것을 보여준다.On the other hand, in the case of TO, most of the initial state of titanium dioxide (c: rutile-TiO 2 ) phase remained and only reacted with the formation of some barium ortho titanate (e: Ba 2 TiO 4 ) phase in reaction with BH8. These results show that a large difference in reactivity with the titanium raw material powder occurs depending on the type of raw material powder of barium.

BH8 및 TH의 경우 BC, TO와 다르게 H2O 및 OH- 같은 극성 결합을 포함하고 있어 마이크로파에 반응하기가 용이한 것으로 보여진다.BH8 and TH, unlike BC and TO, contain polar bonds, such as H 2 O and OH −, and therefore appear to be easy to react to microwaves.

전술한 <실험예1>의 결과로부터 티탄산바륨(a:BaTiO3) 분말제조에 수화물이 포함된 바륨(Ba) 및 티타늄(Ti) 소스들이 티탄산바륨(a:BaTiO3)상 생성에 용이할 것으로 확인되었다.From the results of Experimental Example 1, barium (Ba) and titanium (Ti) sources containing hydrates in the production of barium titanate (a: BaTiO 3 ) powder may be easily generated to form a barium titanate (a: BaTiO 3 ) phase. Confirmed.

<< 실험예Experimental Example 2> 제조된 분말의 결정 구조 특성 - 2 2> Crystal Structure of the Prepared Powder-2

<실험예2>에서는, 열처리 온도 및 열처리 방식이 티탄산바륨(BaTiO3)분말 제조에 미치는 영향을 알아보기 위하여, <실시예1>, <실시예5>, <실시예6> 및 <비교예1> 내지 <비교예3>에서 제조한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 결정 구조를 X-선 회절 분석하였다. 도 3 및 도 4는 <실험예2>의 결과를 나타낸 그래프이다.In <Experimental Example 2>, in order to examine the effect of the heat treatment temperature and the heat treatment method on the production of barium titanate (BaTiO 3 ) powder, <Example 1>, <Example 5>, <Example 6> and <Comparative Example X-ray diffraction analysis of the crystal structure of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder prepared in 1> to <Comparative Example 3> was performed. 3 and 4 are graphs showing the results of Experimental Example 2. FIG.

도 3을 참조하면, <실시예1>, <실시예5> 및 <실시예6>에 개시된 마이크로파 열처리의 경우 100℃부터 600℃까지 티탄산바륨(a:BaTiO3) 및 탄산바륨(b:BaCO3) 상들이 혼재되어 있고 열처리 온도가 높아질수록 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 피크 세기가 상대적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 3, in the microwave heat treatment disclosed in <Example 1>, <Example 5>, and <Example 6>, barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium carbonate (b: BaCO) from 100 ° C to 600 ° C 3 ) It was confirmed that the peak intensity of barium titanate (a: BaTiO 3 ) was relatively increased as the phases were mixed and the heat treatment temperature was increased.

한편 도 4를 참조하면, <비교예1> 내지 <비교예3>에 개시된 전기로 열처리를 수행하는 경우, <비교예1>의 300℃의 샘플에서는 탄산바륨(b:BaCO3) 및 이산화티탄(c:anatase-TiO2) 피크들이 검출되고, <비교예2>의 600℃의 샘플에서는 탄산바륨(b:BaCO3) 및 티탄산바륨(a:BaTiO3)가 생성되지만 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 주피크인 31.3°에서의 피크세기가 탄산바륨(b:BaCO3)에 비하여 매우 낮고, <비교예3>의 800℃의 샘플에서는 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 주피크의 세기가 탄산바륨(b:BaCO3)에 비하여 높아지는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, referring to Figure 4, when performing the heat treatment in the electric furnace described in Comparative Example 1 to Comparative Example 3, the barium carbonate (b: BaCO 3 ) and titanium dioxide in the sample at 300 ℃ of <Comparative Example 1> (c: anatase-TiO 2 ) peaks were detected, and barium carbonate (b: BaCO 3 ) and barium titanate (a: BaTiO 3 ) were produced in the sample at 600 ° C. in Comparative Example 2, but barium titanate (a: BaTiO) was produced. 3) the main peak in the peak intensity is barium carbonate at 31.3 ° in the (b: BaCO 3) in very low <Comparative example 3> in the sample of 800 ℃ barium titanate (a in the comparison: the intensity of the main peak of the BaTiO 3) It can be seen that is higher than the barium carbonate (b: BaCO 3 ).

또한, <실험예2>에서는 <실시예7> 내지 <실시예9>의 샘플의 비교를 통해, 마이크로파 열처리 시간이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조에 미치는 영향을 확인하였다. 도 5는 전술한 샘플의 X-선 회절 분석결과를 나타낸 그래프이다.In <Experimental Example 2>, the effect of microwave heat treatment time on the production of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders was confirmed by comparing the samples of <Example 7> to <Example 9>. 5 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis of the sample described above.

도 5는 <실시예7> 내지 <실시예9>를 비교한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 합성 시간이 1분이내인 샘플에서는 마이크로파 열처리 이후 티탄산바륨(a:BaTiO3) 및 탄산바륨(b:BaCO3) 상들이 혼재하고 티탄산바륨(BaTiO3)의 주피크의 세기가 매우 낮은 것을 확인할 수 있다. 5 is a graph comparing <Example 7> to <Example 9>. Referring to FIG. 5, in a sample having a synthesis time of less than one minute, after the microwave heat treatment, barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium carbonate (b: BaCO 3 ) phases are mixed, and the intensity of the main peak of barium titanate (BaTiO 3 ) is increased. You can see that it is very low.

한편, 합성 시간이 30분으로 증가한 경우 1분 이내와 동일하게 이후 티타산바륨(a:BaTiO3) 및 탄산바륨(b:BaCO3)의 상들이 혼재되어 있지만 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 주피크의 세기가 1분이내에 비하여 상대적으로 증가한 것으로 확인된다. 합성 시간이 60분인 경우, 합성 시간이 30분인 결과와 동일한 양상이 나타나는 것으로 확인되었다.On the other hand, synthesis time of 30 minutes after the same manner as in less than a minute tea calculation barium case increased (a: BaTiO 3) and barium carbonate (b: BaCO 3) onto the to be mixed, but the barium titanate of: (a BaTiO 3) It was found that the intensity of the main peak increased relatively compared to within 1 minute. When the synthesis time is 60 minutes, it was confirmed that the same aspect as the result of the synthesis time is 30 minutes.

전술한 <실험예2>의 결과로부터, 마이크로파 열처리 방식으로 열처리 온도 100℃에서 BH8TH 샘플이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조가 가능한 것으로 판단된다.From the results of Experimental Example 2 described above, it is judged that the BH8TH sample can be prepared for the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder at a heat treatment temperature of 100 ° C. by a microwave heat treatment method.

<< 실험예Experimental Example 3> 제조된 분말의 결정 구조 특성 - 3 3> Crystal Structure of the Prepared Powder-3

<실험예3>에서는 바륨 원료 분말의 각각의 수화물 개수 및 마이크로파 열처리 온도가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 합성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, <실시예10> 내지 <실시예15>의 분말을 제조한 후, X-선 회절 분석을 실시하였다. 도 6은 X-선 회절 분석 결과를 나타낸 그래프이다.In Experimental Example 3, in order to examine the effects of the number of hydrates and the microwave heat treatment temperature of the barium raw material powder on the synthesis of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder, the powders of Examples 10 to 15 were prepared. After preparation, X-ray diffraction analysis was performed. 6 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis.

도 6(a)를 참조하면, 바륨 원료 분말의 수화물이 1개인 <실시예10> 내지 <실시예12>의 샘플(BH1TH)에서는, 하단의 두 그래프인 마이크로파 열처리 온도 100℃와 300℃ 샘플에서 티탄산바륨(a:BaTiO3)과 탄산바륨(b:BaCO3)의 혼재된 상이 존재하며, 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 주피크의 세기가 탄산바륨(b:BaCO3)에 비하여 상대적으로 큰 것이 확인되었다. 그리고 상단의 600℃ 샘플의 경우 상기 혼재된 상들과 더불어 추가적으로 오르토티탄산바륨(c:Ba2TiO4) 상이 생성되는 것이 확인되었다.Referring to FIG. 6 (a), in the sample (BH1TH) of <Example 10> to <Example 12>, in which the barium raw material powder has one hydrate, at the microwave heat treatment temperatures of 100 ° C. and 300 ° C., the two graphs at the bottom, respectively. There is a mixed phase of barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium carbonate (b: BaCO 3 ), and the main peak intensity of barium titanate (a: BaTiO 3 ) is relatively higher than that of barium carbonate (b: BaCO 3 ). A large one was confirmed. In addition, in the case of the upper 600 ° C sample, it was confirmed that an additional barium ortho titanate (c: Ba 2 TiO 4 ) phase was formed together with the mixed phases.

도 6(b)를 참조하면, 바륨 원료 분말의 수화물이 0개인 <실시예13> 내지 <실시예15>의 샘플(BH0TH)에서는, 마이크로파 열처리 온도 100, 300, 600℃의 모든 온도 범위에서 티탄산바륨(a:BaTiO3)과 오르토티탄산바륨(c:Ba2TiO4)의 혼재된 상이 존재하며, 티탄산바륨(a:BaTiO3)과 오르토티탄산바륨(c:Ba2TiO4)의 주피크의 세기가 온도에 상관없이 큰 차이를 보이지 않는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 6 (b), in the samples (BH0TH) of <Example 13> to <Example 15> in which the hydrate of the barium raw material powder is zero, titanic acid at all temperature ranges of microwave heat treatment temperatures 100, 300, and 600 ° C. A mixed phase of barium (a: BaTiO 3 ) and barium ortho titanate (c: Ba 2 TiO 4 ) exists, and the main peaks of barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium ortho titanate (c: Ba 2 TiO 4 ) It was confirmed that the intensity did not show a big difference regardless of the temperature.

도 7은 <실시예10> 내지 <실시예18>의 BH0TH, BH1TH 및 BH8TH 샘플에 마이크로파 열처리를 각각 100, 300, 600℃ 에서 수행하여 제조한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 X-선 회절 분석 결과를 바탕으로, Scherrer 공식을 통해 결정의 크기를 계산한 결과를 나타낸다.7 is an X-ray diffraction pattern of barium titanate (BaTiO 3 ) nanoparticles prepared by microwave heat treatment at BH0TH, BH1TH and BH8TH samples of Examples 10 to 18 at 100 ° C., respectively. Based on the results of the analysis, the Scherrer formula is used to calculate the size of the crystal.

결정의 크기를 산출한 Scherrer 공식은 하기의 [수학식1]을 사용하였다.Scherrer's formula for calculating the crystal size used Equation 1 below.

[수학식1][Equation 1]

D = 0.9λ/BcosθD = 0.9λ / Bcosθ

(D: 결정 크기, λ: X-선의 파장, B: 회절빔의 반가폭, θ: 회절빔의 각도)(D: crystal size, λ: wavelength of X-ray, B: half width of diffraction beam, θ: angle of diffraction beam)

다시 도 7을 참조하면, 100℃에서 마이크로파 열처리를 진행하였을 때 결정의 크기는 BH0TH 샘플은 약 11 nm, BH1TH 샘플은 약 16 nm, BH8TH 샘플은 약 21 nm로 수화물의 개수가 증가할수록 결정의 크기가 증가하였다. 열처리 온도가 600℃까지 증가할 경우, BH8TH 및 BH1TH 샘플의 결정 크기는 약 27 nm까지 증가하였고, BH0TH 샘플은 17 nm로 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7 again, when the microwave heat treatment was performed at 100 ° C., the crystal size was about 11 nm for the BH0TH sample, about 16 nm for the BH1TH sample, and about 21 nm for the BH8TH sample. Increased. When the heat treatment temperature was increased to 600 ℃, the crystal size of the BH8TH and BH1TH samples increased to about 27 nm, it can be seen that the BH0TH samples to 17 nm.

도 8은 <실시예19> 내지 <실시예36>에서 제작된 바륨 원료 분말의 수화물 개수가 상이한 샘플에 BH0TH, BH1TH 및 BH8TH 대해, 변경되는 승온 속도가 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말에 끼치는 영향을 상 분율로 나타낸 그래프이다. 그래프의 결과를 산출하기 위해 하기의 [수학식2]를 사용하였다.FIG. 8 shows the effects of varying heating rate on barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders for BH0TH, BH1TH and BH8TH in samples having different numbers of hydrates of the barium raw material powders prepared in Examples 19 to 36. Is a graph showing the phase fraction. Equation 2 was used to calculate the result of the graph.

[수학식2]&Quot; (2) &quot;

Intensity ratio(%) = IBaTiO3/(IBaTiO3+ISecondary)Intensity ratio (%) = I BaTiO3 / (I BaTiO3 + I Secondary )

(IBaTiO3: BaTiO3의 주피크 세기, ISecondary: BaTiO3상을 제외한 상들의 주피크 세기의 합)(I BaTiO3 : Main peak intensity of BaTiO 3 , I Secondary : Sum of main peak strength of all phases except BaTiO 3 )

도 8(a)에 도시된 BH8TH 샘플의 경우, 100, 300℃의 저온 영역에서는 티탄산바륨(BaTiO3)의 분율이 약 10%정도로 승온 속도에 따른 차이가 크게 없지만, 600℃에서 승온 속도가 100℃/min일 때, 티탄산바륨(BaTiO3)의 분율이 약 80%로 가장 높게 나타났다. 반면, 승온 속도가 10℃/min일 경우 티탄산바륨(BaTiO3)의 분율이 약 15%로 저온 영역과 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다. In the case of the BH8TH sample shown in FIG. 8 (a), the fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) is about 10% in the low temperature region of 100 and 300 ° C., but there is no significant difference depending on the temperature increase rate. At ℃ / min, the fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) was the highest at about 80%. On the other hand, when the temperature increase rate is 10 ℃ / min it was confirmed that the fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) is about 15%, and there is no significant difference with the low temperature region.

도 8(b)에 도시된 BH1TH 샘플은 마이크로파 열처리 100℃에서는 승온 속도에 상관없이 약 75%이상의 높은 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율을 보였지만, 300, 600℃에서 승온 속도가 10℃/min일 때 오르토티탄산바륨(Ba2TiO4)상이 생성되어 티탄산바륨(BaTiO3) 상의 분율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 승온 속도 50, 100℃/min의 경우 열처리 온도 600℃에서 오르토티탄산바륨(Ba2TiO4) 상이 소량 생성되어 분율이 약간 감소하는 경향을 나타내었다.The BH1TH sample shown in FIG. 8 (b) showed a high phase fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) of about 75% or more at 100 ° C. regardless of the temperature increase rate, but the temperature increase rate was 10 ° C./min at 300 and 600 ° C. FIG. When the barium ortho titanate (Ba 2 TiO 4 ) phase is generated it can be seen that the fraction of the barium titanate (BaTiO 3 ) phase is lowered. In addition, a small amount of barium ortho titanate (Ba 2 TiO 4 ) phase was generated at a heat treatment temperature of 600 ° C. at a heating rate of 50 and 100 ° C./min, indicating a slight decrease in fraction.

도 8(c)에 도시된 BH0TH 샘플의 경우 승온 속도와 열처리 온도에 크게 상관없이 100, 300, 600℃ 모든 온도 범위에서 티탄산바륨(BaTiO3) 상이 약 50 ~ 65% 분율로 낮게 나타나는데, 이는 열처리 온도 100℃에서부터 생성된 오르토티탄산바륨(Ba2TiO4) 상에 의한 영향으로 확인된다.In the case of the BH0TH sample shown in FIG. 8 (c), the barium titanate (BaTiO 3 ) phase is low at about 50 to 65% in all temperature ranges of 100, 300, and 600 ° C regardless of the heating rate and the heat treatment temperature. This is confirmed by the influence of the barium ortho titanate (Ba 2 TiO 4 ) phase formed from the temperature of 100 ° C.

도 9는 <실시예37> 내지 <실시예72>에서 제작된 바륨 원료 분말의 수화물 개수가 상이한 BH0TH, BH1TH 및 BH8TH 샘플에 대해, 100℃/min 조건의 마이크로파 열처리 승온 속도에서 변경되는 열처리 시간이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말에 끼치는 영향을 상 분율로 나타낸 그래프이다. 그래프의 결과를 산출하기 위해 전술한 [수학식2]를 사용하였다.9 is a heat treatment time changed at a microwave heat treatment temperature rising rate of 100 ° C./min for BH0TH, BH1TH and BH8TH samples having different numbers of hydrates of the barium raw material powders prepared in Examples 37 to 72. It is a graph showing the effect on the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder in terms of phase fraction. Equation 2 described above was used to calculate the result of the graph.

도 9(a)에 도시된 BH8TH 샘플은 600℃의 마이크로파 열처리 조건의 경우 0 내지 120분 모두 약 80%의 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율을 일정하게 나타내었다. 한편, 100, 300℃의 마이크로파 열처리 조건의 경우에는 열처리 시간 0분에서 20 ~ 30%로 낮은 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율을 나타내고, 열처리 시간이 60분으로 증가되면 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율이 약 65%까지 증가하였다.The sample of BH8TH shown in FIG. 9 (a) showed a constant phase fraction of about 80% of barium titanate (BaTiO 3 ) in all of 0 to 120 minutes in the microwave heat treatment condition of 600 ° C. In the case of a microwave heat treatment conditions of 100, 300 ℃ there represents the fraction of the low barium titanate (BaTiO 3) from 20 to 30% of the heat treatment time of 0 minutes, and when the heat treatment time increased to 60 minutes, barium titanate (BaTiO 3) The percentage of s increased to about 65%.

도 9(b)에 도시된 BH1TH 샘플은, 열처리 시간에 따른 상 분율의 변화가 미세하게 확인되었으며, 100, 300℃의 마이크로파 열처리 조건에서는 약 82%, 600℃의 마이크로파 열처리 조건에서는 약 90%의 높은 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율을 나타내었다.In the BH1TH sample shown in FIG. 9 (b), the change of the phase fraction according to the heat treatment time was confirmed finely, about 82% under microwave heat treatment conditions of 100 and 300 ° C., and about 90% under microwave heat treatment conditions of 600 ° C. It showed a high phase fraction of barium titanate (BaTiO 3 ).

도 9(c)에 도시된 BH0TH 샘플은, BH0TH 샘플은 0분에서는 열처리 온도 100,300 및 600℃의 세가지 조건에서 약 50%의 티탄산바륨(BaTiO3)의 상 분율을 나타냈다. 다만, 열처리 시간이 지속되어 30분 이상으로 처리함에 따라, 100℃의 경우 약 40%, 300℃의 경우 약 50%, 600℃의 경우 약 70%의 상이한 상 분율을 나타내었다.In the BH0TH sample shown in FIG. 9 (c), the BH0TH sample exhibited a phase fraction of barium titanate (BaTiO 3 ) of about 50% at three conditions of a heat treatment temperature of 100,300 and 600 ° C. at 0 minutes. However, as the heat treatment time was continued for 30 minutes or more, different phase ratios of about 40% at 100 ° C, about 50% at 300 ° C, and about 70% at 600 ° C were shown.

<실험예3>의 결과를 통해, 저온 영역에서 마이크로파 열처리를 수행하는 경우, 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조는 BH1TH 샘플이 가장 효과적임을 확인하였다. 또한, 100, 300℃의 저온 영역에서는 BH0TH 샘플이, 600℃ 고온 영역에서는 BH8TH 샘플이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조에 적합한 샘플임을 확인할 수 있다. Through the results of <Experimental Example 3>, when performing the microwave heat treatment in the low temperature region, it was confirmed that the BH1TH sample was most effective in the preparation of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder. In addition, it can be confirmed that the BH0TH sample in the low temperature region of 100 and 300 ° C and the BH8TH sample in the high temperature region of 600 ° C are suitable for the preparation of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder.

<< 실험예Experimental Example 4> 제조된 분말의 결정 구조 특성 - 4 4> Crystal Structure of the Prepared Powder-4

<실험예4>에서는 바륨 원료 분말의 수화물 개수가 상이한 BH0TH, BH1TH 및 BH8TH 샘플에 대해, 상이한 열처리 방식이 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 합성에 미치는 영향을 확인하였다. 도 10은 <실험예4>의 결과를 상 분율로 나타낸 그래프이다.In Experimental Example 4, the effects of different heat treatment methods on the synthesis of barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders were confirmed for BH0TH, BH1TH and BH8TH samples having different numbers of hydrates of the barium raw material powder. 10 is a graph showing the results of <Experimental Example 4> in the phase fraction.

도 10은 일반 전기로 열처리를 수행한 샘플의 결과를 나타낸다. 특히, 도 10(a)는 <비교예4> 및 <비교예5>를, 도 10(b)는 <비교예6> 및 <비교예7>을 나타낸다. 도 10(a)와 도 10(b)를 참조하면, 일반 전기로 열처리를 진행하는 경우 300℃에서는 탄산바륨(b:BaCO3) 상이 생성되고 600℃에서 추가적으로 티탄산바륨(a:BaTiO3) 상이 생성됨을 확인할 수 있다.10 shows the results of samples subjected to heat treatment in a general electric furnace. In particular, Fig. 10 (a) shows <Comparative Example 4> and <Comparative Example 5>, and Fig. 10 (b) shows <Comparative Example 6> and <Comparative Example 7>. 10 (a) and 10 (b), when the heat treatment is performed with a general electric furnace, a barium carbonate (b: BaCO 3 ) phase is generated at 300 ° C., and an additional barium titanate (a: BaTiO 3 ) phase is formed at 600 ° C. You can see it created.

<실험예4> 결과를 통해, 일반 전기로 열처리의 경우 바륨 원료 분말의 수화물 개수에 따른 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. <Experimental Example 4> Through the results, it can be seen that there is no difference according to the number of hydrates of the barium raw material powder in the case of a general electric furnace heat treatment.

<< 실험예Experimental Example 5> 제조된 분말의 결정 구조 특성 - 5 5> Crystal Structure of the Prepared Powder-5

<실험예5>에서는 <비교예8>에 따른 나노 분말을 제조한 후, 결정 구조를 확인하기 위하여 X-선 회절 분석을 실시하였다. 이후, 결과를 비교하여 도 11에 도시하였다. 도 11을 참조하면, <실시예10>, <비교예8>에서 제조된 분말들은 입방정 티탄산바륨(a:BaTiO3) 및 탄산바륨(b:BaCO3) 상이 생성되었다. 피크 비교를 통한 결정 상태를 확인한 경우, <실시예10>의 경우가 <비교예8>에 비하여 티탄산바륨(a:BaTiO3)의 주피크 세기가 탄산바륨(b:BaCO3) 주피크에 비하여 높은 것이 확인되며, 이를 통해 티탄산바륨(a:BaTiO3) 상이 상대적으로 잘 제조되는 것으로 보여진다.In Experimental Example 5, a nanopowder according to Comparative Example 8 was prepared, and then X-ray diffraction analysis was performed to confirm the crystal structure. The results are then compared and shown in FIG. 11. Referring to FIG. 11, powders prepared in Example 10 and Comparative Example 8 produced cubic barium titanate (a: BaTiO 3 ) and barium carbonate (b: BaCO 3 ) phases. In the case of confirming the crystal state by comparing the peaks, the main peak intensity of barium titanate (a: BaTiO 3 ) was higher than that of barium carbonate (b: BaCO 3 ) compared to <Comparative Example 8> in the case of <Example 10>. It is confirmed that the high barium titanate (a: BaTiO 3 ) phase is relatively well prepared.

<실험예5>의 결과를 통해, 마이크로파 열처리를 이용한 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 제조 방법이 기존에 많이 사용되는 수열합성법만큼 좋은 결정성을 지닌 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말을 제조할 수 있는 것으로 판단된다.Through the results of Experimental Example 5, the method of preparing barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders using microwave heat treatment was performed to produce barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders having crystallinity as good as that of hydrothermal synthesis. It seems to be possible.

<< 실험예Experimental Example 6> 제조된 분말의 형상 특성 6> Shape characteristics of the prepared powder

<실험예6>에서는 분말의 입자 모양 및 크기를 확인하기 위하여 분말을 제조하여 고분해능 주사전자현미경으로 측정한 사진을 도 12에 나타내었다. 도 12 (a)는 <실시예5>의 100℃ 조건의 마이크로파 열처리를 통해 제조된 나노 분말을 나타내며, 도 12(b)는 <비교예2>의 600℃ 조건의 일반 전기 열처리를 통해 제조된 나노 분말을 나타내며, 도 12(c)는 <비교예8>의 수열합성법으로 제조된 나노 분말을 나타낸다.In Experimental Example 6, a photograph of the powder prepared in order to confirm the particle shape and size of the powder and measured by a high resolution scanning electron microscope is shown in FIG. 12. 12 (a) shows a nano powder prepared by microwave heat treatment at 100 ℃ condition of <Example 5>, Figure 12 (b) is prepared through a general electrical heat treatment at 600 ℃ condition of <Comparative Example 2> A nano powder is shown, and FIG. 12 (c) shows a nano powder prepared by the hydrothermal synthesis method of Comparative Example 8. FIG.

도 12(a)를 참조하면, <실시예5>에 따라 제조된 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 입자들은 구형 모양으로 평균 입경 26±8 nm 이다. 한편, 도 12(b)를 참조하면, <비교예2>에 따라 제조된 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 입자들은 입자의 성장으로 인하여 모양이 불균질하고 평균 입경이 320±50 nm 를 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 도 12(c)를 참조하면, <비교예8>에 따라 제조된 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말 입자들은 구형 모양을 나타내며, 평균 입경이 54±5 nm 이다.12 (a), the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder particles prepared according to Example 5 have a spherical shape with an average particle diameter of 26 ± 8 nm. Meanwhile, referring to FIG. 12 (b), the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder particles prepared according to Comparative Example 2 have a heterogeneous shape and an average particle diameter of 320 ± 50 nm due to particle growth. You can check it. In addition, referring to FIG. 12 (c), the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder particles prepared according to Comparative Example 8 have a spherical shape, and an average particle diameter thereof is 54 ± 5 nm.

<실험예6>의 결과를 통해, 마이크로파 열처리를 이용하여 낮은 온도에서 티탄산바륨(BaTiO3)의 나노 분말을 제조하는 경우, 30nm 이하의 크기를 갖는 분말이 합성되는 것을 확인할 수 있다.Through the results of Experimental Example 6, it can be seen that when the nanopowder of barium titanate (BaTiO 3 ) is manufactured at a low temperature using microwave heat treatment, a powder having a size of 30 nm or less is synthesized.

<< 실험예Experimental Example 7> 제조된 분말의 유전 특성 7> Dielectric Properties of Prepared Powders

<실험예7>에서는 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 유전 특성을 평가하기 위한 정전용량 값을 하기의 [표 1]에 나타내었다. 또한, 순수 정방정 상을 가진 티탄산바륨(BaTiO3) 분말을 기준 분말로 설정하여 정전용량 값을 비교하였다. 정전용량 값을 측정하기 위하여 각 분말을 에탄올을 용매로 한 혼합액을 제조한 후, 실리콘(Si) 기판에 스핀 코팅하여 막을 제조하였다. 제조된 막의 상단 및 실리콘 기판의 하단에 전극을 제조하고 Multi-frequency Impedance analyzer를 이용하여 정전용량 값을 측정하였다. In Experimental Example 7, capacitance values for evaluating the dielectric properties of the barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowders are shown in Table 1 below. In addition, the barium titanate (BaTiO 3 ) powder having a pure tetragonal phase was set as a reference powder to compare the capacitance values. In order to measure the capacitance value, each powder was prepared with a ethanol-based mixed solution, followed by spin coating a silicon (Si) substrate to prepare a film. Electrodes were prepared at the top of the prepared film and the bottom of the silicon substrate, and capacitance values were measured using a multi-frequency impedance analyzer.

[표 1][Table 1]

Figure 112017077391807-pat00001
Figure 112017077391807-pat00001

[표 1]을 참조하면, 정방정상을 가진 티탄산바륨(BaTiO3)의 기준 분말의 경우 0.704 nF의 정전용량으로 가장 높은 값을 나타내었고, 마이크로파 열처리한 <실시예10>의 경우 0.602 nF, 일반 전기 열처리한 <비교예5>의 경우 0.320 nF, 수열합성법을 이용하여 제조한 <비교예8>의 티탄산바륨(BaTiO3) 나노 분말의 경우 0.277 nF 의 정전용량으로 샘플들 중 가장 낮은 값을 나타내었다.Referring to [Table 1], the reference powder of barium titanate (BaTiO 3 ) having a tetragonal phase exhibited the highest value with a capacitance of 0.704 nF, and 0.602 nF for <Example 10> after microwave heat treatment. The electrolytically heat treated <Comparative Example 5> exhibited the lowest value among the samples with a capacitance of 0.320 nF and the Comparative Example 8 produced by the hydrothermal synthesis method with a barium titanate (BaTiO 3 ) nanopowder of 0.277 nF. It was.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through the representative embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the claims and the equivalent concepts as well as the following claims.

S1: a) 원료 분말 준비 단계
S3: b) 혼합물 형성 단계
S5: c) 성형체 제조 단계
S7: d) 마이크로파 열처리 단계
S1: a) Raw powder preparation step
S3: b) mixture formation step
S5: c) step of forming molded body
S7: d) microwave heat treatment step

Claims (10)

고상합성법을 이용한 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법에 있어서,
a) Ba(OH)28H2O인 제1 원료 분말 및 TiO2xH2O인 제2 원료 분말을 준비하는 단계;
b) 상기 a)단계에서 준비한 제1 원료 분말 및 제2 원료 분말을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
c) 상기 b)단계에서 형성된 혼합물을 성형체로 제조하는 단계; 및
d) 상기 c)단계에서 제조된 성형체를 100 내지 800 ℃의 온도범위에서 마이크로파 열처리하는 단계를 포함하는 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
In the method for producing the barium titanate nanopowder using the solid phase synthesis method,
a) preparing a first raw material powder of Ba (OH) 2 8H 2 O and a second raw material powder of TiO 2 xH 2 O;
b) mixing the first raw material powder and the second raw material powder prepared in step a) to form a mixture;
c) preparing the mixture formed in step b) into a shaped body; And
d) a method of producing barium titanate nanopowder comprising the step of microwave heat treatment of the molded article prepared in step c) at a temperature range of 100 to 800 ℃.
제 1 항에 있어서,
상기 d)단계는,
2.0 내지 2.5 GHz의 주파수 영역을 갖는 마이크로파를 사용하는 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
The method of claim 1,
In step d),
A method for producing barium titanate nanopowder using microwaves having a frequency range of 2.0 to 2.5 GHz.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 d)단계는,
1 내지 120 분동안 상기 열처리를 수행하는 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
The method of claim 1,
In step d),
Method for producing a barium titanate nano powder to perform the heat treatment for 1 to 120 minutes.
제 1 항에 있어서,
상기 d)단계는,
5 내지 120 ℃/min의 승온 속도로 상기 열처리 수행하는 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
The method of claim 1,
In step d),
Method for producing the barium titanate nanopowder is subjected to the heat treatment at a temperature rising rate of 5 to 120 ℃ / min.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 b)단계는,
상기 바륨의 초기소스와 상기 티타늄의 원료 분말을 1:1 몰% 비율로 혼합하는 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step b)
A method for producing barium titanate nanopowder, wherein the initial source of barium and the raw material powder of titanium are mixed at a ratio of 1: 1 mol%.
제 1 항에 있어서,
상기 b)단계는,
상기 원료 분말의 혼합시간이 1 내지 30분인 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step b)
Method for producing a barium titanate nanopowder having a mixing time of the raw material powder is 1 to 30 minutes.
제 1 항에 있어서,
상기 c)단계는,
상기 혼합물에 가해지는 압력이 200 내지 800 Kg/cm2 인 티탄산바륨 나노 분말의 제조 방법.

The method of claim 1,
The step c)
Method for producing a barium titanate nanopowder having a pressure applied to the mixture is 200 to 800 Kg / cm 2 .

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