KR20090126455A - Manufacturing method of pblatio3 nano powder - Google Patents

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KR20090126455A
KR20090126455A KR1020080052542A KR20080052542A KR20090126455A KR 20090126455 A KR20090126455 A KR 20090126455A KR 1020080052542 A KR1020080052542 A KR 1020080052542A KR 20080052542 A KR20080052542 A KR 20080052542A KR 20090126455 A KR20090126455 A KR 20090126455A
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좌용호
임보라미
양재교
김희택
최대우
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a lead lanthanum titanium oxide (PbLaTiO3)-based nanopowder is provided to obtain the PbLaTiO3-based nanopowder of the perovskite structure having fine and uniform spherical shape. CONSTITUTION: A method for manufacturing a PbLaTiO3-based nanopowder comprises the steps of weighing an oxide powder including a Pb component, an oxide powder including a La component and an oxide powder including a Ti component according to the desired composition of Pb_x La_(1-x) TiO3 (wherein x is a number greater than 0); and milling the oxide powders in a mechanical chemical mill provided with balls performing the linear motion and the reciprocating motion of 8 shape or lied 8 shape, to form the Pb_x La_(1-x) TiO3 nanoparticle having the perovskite structure.

Description

납란탄티타늄산화물계 나노 분말의 제조방법{Manufacturing method of PbLaTiO3 nano powder}Manufacturing method of leadlanthanum titanium oxide-based nanopowder {Manufacturing method of PbLaTiO3 nano powder}

본 발명은 PLT 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 납(Pb) 성분이 휘발되지 않으므로 목표하는 조성비를 얻을 수 있고 하소 공정과 건조 공정이 필요없이 산화물 원료 분말로부터 기계화학공정에 의해 미세하고 균일한 구형의 입자 형상을 갖는 페로브스카이트 구조의 PbLaTiO3계 나노 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing PLT powder, and more particularly, lead (Pb) component is not volatilized to obtain a target composition ratio and fine by mechanical chemical process from the oxide raw material powder without the calcination process and drying process And a method for producing a PbLaTiO 3 -based nanopowder having a perovskite structure having a uniform spherical particle shape.

기존의 PLT 분말은 고상반응법이나 졸겔법, 수열반응과 같은 화학적인 방법을 이용하여 제조되었다. 고상반응법을 이용한 PLT 분말의 제조는 원료가 되는 산화물들을 비율별로 섞어서 일반적인 볼밀(ball mill)을 한 후 순수한 페로브스카이트(perovskite) 결정구조를 얻기 위해 비교적 높은 온도(예컨대, 600∼800℃)에서 하소하는 공정을 거치게 되므로 하소(calcination) 공정이 반드시 필요하다. 화학 적인 방법도 원료 분말인 산화물을 화학적으로 처리한 후에 역시 하소하는 공정이 필요하다.Conventional PLT powders have been prepared using chemical methods such as solid phase reaction, sol-gel method and hydrothermal reaction. The production of PLT powder using the solid-phase reaction method is performed in a general ball mill by mixing the oxides as raw materials in proportion, and then a relatively high temperature (eg, 600 to 800 ° C.) to obtain a pure perovskite crystal structure. Calcination process is necessary because it goes through the process of calcination at). The chemical method also requires a process of chemically treating the raw material oxide, followed by calcination.

또한, 고상반응법을 이용하여 볼밀을 할 때 분말과 용액을 동시에 넣고 밀링(milling)을 하는 습식 공정을 이용하는 경우가 많다. 이때 밀링이 완료된 후 분말을 얻기 위해서는 건조하는 공정이 추가되기 때문에 시간이 많이 소요된다. 또한 하소 공정시 납(Pb) 성분의 높은 휘발성으로 인해 납(Pb) 성분의 손실이 발생하여 목표하는 조성을 얻기가 어렵고, 결과적으로 전기적 특성의 감소가 우려된다. 게다가 휘발되는 납(Pb)으로 인해 환경오염을 유발시킬 수도 있다.In addition, in the case of ball milling using a solid-phase reaction method, a wet process in which a powder and a solution are put at the same time and milled is often used. At this time, since the drying process is added to obtain the powder after the milling is completed, it takes a long time. In addition, due to the high volatility of the lead (Pb) component during the calcination process, the loss of lead (Pb) component occurs, it is difficult to obtain the target composition, and as a result, there is a concern that the electrical characteristics are reduced. In addition, volatilized lead (Pb) may cause environmental pollution.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 납(Pb) 성분이 휘발되지 않으므로 목표하는 조성비를 얻을 수 있고 하소 공정과 건조 공정이 필요없이 산화물 원료 분말로부터 기계화학공정에 의해 미세하고 균일한 구형의 입자 형상을 갖는 페로브스카이트 구조의 PbLaTiO3계 나노 분말을 제조하는 방법을 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is that the lead (Pb) component is not volatilized to obtain the desired composition ratio and fine and uniform spherical particle shape from the oxide raw material powder by the mechanical chemical process without the need for calcination process and drying process It is to provide a method for producing a PbLaTiO 3 -based nanopowder having a perovskite structure.

본 발명은, 얻고자 하는 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수) 분말의 목표 조성이 되도록 Pb 성분을 포함하는 산화물 분말, La 성분을 포함하는 산화물 분말 및 Ti 성분을 포함하는 산화물 분말을 칭량하고, 직선운동과 '8' 또는 '∞' 형태로 왕복 운동하는 바이알 내부에 볼들이 구비된 기계화학공정(mechanochemical process) 밀링기에 산화물 분말들을 투입해서 밀링하여 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 나노 크기의 PbxLa1 - xTiO3 입자를 형성하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법을 제공한다.The present invention includes an oxide powder containing a Pb component, an oxide powder containing a La component, and a Ti component such that a target composition of Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number larger than 0) to be obtained. Oxide powders are weighed and milled by inserting the oxide powders into a mechanochemical process mill equipped with balls inside a vial that reciprocates in a linear or '8' or '∞' fashion. A method of preparing a PbLaTiO 3 -based nanopowder to form nano-sized Pb x La 1 - x TiO 3 particles having a crystal structure.

PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법은, 상기 볼의 크기, 상기 볼과 전체 산화물 분말의 중량비, 상기 밀링에 소요되는 시간 및 상기 바이알의 분당 사이클 속도 중 선택된 어느 하나 이상을 조절하여 밀링할 수 있다. In the method of manufacturing PbLaTiO 3 -based nanopowder, the size of the ball, the weight ratio of the ball and the total oxide powder, the time required for the milling and the milling cycle rate of the vial may be adjusted by adjusting any one or more selected.

상기 Pb 성분을 포함하는 산화물 분말로 PbO 분말, 상기 La 성분을 포함하는 산화물 분말로는 La2O3 분말, 상기 Ti 성분을 포함하는 산화물 분말로는 TiO2 분말을 사용할 수 있다. PbO powder may be used as the oxide powder including the Pb component, La 2 O 3 powder may be used as the oxide powder including the La component, and TiO 2 powder may be used as the oxide powder including the Ti component.

상기 밀링은 1시간∼24시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. The milling is preferably carried out for 1 to 24 hours.

상기 바이알의 분당 사이클 속도는 800∼1200 cycles/min의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. The cycle rate per minute of the vial is preferably set in the range of 800 to 1200 cycles / min.

상기 볼과 전체 산화물 분말은 중량비로 10∼30:1인 것이 바람직하다. It is preferable that the said balls and all the oxide powders are 10-30: 1 by weight ratio.

본 발명에 의하면, 기계화학공정(Mechano Chemical Process: MCP)을 이용하여 PLT 나노 분말을 합성할 수 있으며, PLT 나노 분말의 입자는 미세한 크기를 갖고 균일한 구형의 입자 형상을 갖는다. According to the present invention, PLT nanopowders may be synthesized using a Mechano Chemical Process (MCP), and the particles of the PLT nanopowders have a fine size and have a uniform spherical particle shape.

기계화학공정을 이용하면 기계적 에너지에 의해 상 형성 반응이 활성화되기 때문에 상온에서 순수한 페로브스카이트(perovskite) 결정구조를 얻을 수 있다. 이런 고에너지 기계화학적 밀링 공정은 높은 온도에서의 하소 공정 없이 산화물 원료분말에서 바로 나노 크기의 PLT 분말 합성이 가능하다. 화학반응이 잘 일어나지 않는 산화물 분말을 이용하여 기계화학공정만으로 고용(solid-solution) 반응이 진행되어 새로운 상이 형성되며, 나노 크기의 분말로 제조된다. 기계적 에너지에 의해 상 형성이 활성화되기 때문에 별도의 하소 공정이 필요 없다. By using the chemical chemical process, the pure perovskite crystal structure can be obtained at room temperature because the phase formation reaction is activated by mechanical energy. This high-energy mechanochemical milling process enables the synthesis of nano-sized PLT powder directly from oxide raw powders without calcination at high temperatures. The solid-solution reaction is performed only by using a mechanical chemical process using an oxide powder that is hardly chemically formed, and a new phase is formed and manufactured into a nano-sized powder. Since the phase formation is activated by mechanical energy, no separate calcination process is required.

또한, 고온에서의 하소 공정이 필요 없고 비교적 저온에서 고상-고상 반응에 의해 PLT 상이 형성되므로 납(Pb) 성분이 휘발되지 않아 목표하는 PLT 조성비를 얻을 수 있다.In addition, since the PLT phase is formed by the solid-solid reaction at a relatively low temperature without the calcination process at a high temperature, the lead (Pb) component is not volatilized to obtain a target PLT composition ratio.

또한, 건식 공정이기 때문에 습식 공정과는 달리 별도의 분말 건조 공정이 필요 없어서 제조공정이 간단하고 비용면에서도 효율적이다. In addition, unlike the wet process, the dry process does not require a separate powder drying process, so the manufacturing process is simple and cost-effective.

또한, 본 발명에 의하면, 원료 산화물 분말의 순도에 크게 관계없이 순수한 페로브스카이트(perovskite) 상이 형성될 수 있다.Further, according to the present invention, a pure perovskite phase can be formed regardless of the purity of the raw material oxide powder.

또한, 종래의 고상반응법, 졸겔법 및 수열반응과 같은 화학적인 방법과 비교하였을 때 상대적으로 제조공정이 단순해지고 대량생산을 할 수 있어 압전재료, 비휘발성 메모리, 센서, 액츄에이터 등을 비롯한 많은 분야에 효과적으로 활용될 수 있다.In addition, compared to the conventional solid-state reaction, sol-gel method and hydrothermal reaction, compared to chemical methods, the manufacturing process is relatively simple and mass production is possible, and thus many fields including piezoelectric materials, nonvolatile memory, sensors, actuators, etc. It can be used effectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen.

본 발명은 기계화학공정(Mechanochemical process; 이하 'MCP'라 함)을 이용하여 산화물 원료분말에서 바로 나노 크기의 페로브스카이트(perovskite) 구조를 갖는 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수)(이하 'PLT'라 함) 나노 분말을 합성하는 방법을 제시한다. 건식 공정이기 때문에 습식 공정과는 달리 별도의 분말 건조 공정이 필요 없어서 제조공정이 간단하고 비용면에서도 효율적이며, 높은 온도에서 하소(calcination)하는 공정이 필요없이 기계적 에너지에 의한 고상-고상 반응에 의해 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수) 나노 분말을 합성할 수가 있다. The present invention is a Pb x La 1 - x TiO 3 (x is 0) having a nano-sized perovskite structure directly in the oxide raw powder using a Mechanochemical process (hereinafter referred to as 'MCP') Larger real number) (hereinafter referred to as 'PLT'). Unlike the wet process, the dry process does not require a separate powder drying process, which makes the manufacturing process simple and cost effective, and does not require a calcination process at high temperatures. Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number greater than 0) nanoparticles can be synthesized.

도 1은 MCP 밀링기를 도시한 도면이고, 도 1의 'A'는 MCP 밀링기에 탑재된 바이알(10)의 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. MCP 밀링기는 진동밀(vibrational shake mill)이라고도 부른다. 이 장비는 보통의 밀링 장비의 단순한 원운동과는 달리 도 1에 도시된 바와 같이 상하좌우로의 직선운동과 ‘8’ 또는 ‘∞’ 형태로 축이 돌아가며 움직임에 따라 마치 바이알(10)이 진동하는 것처럼 보인다. 이와 같은 바이알(10)의 운동은 모터와 같은 구동 수단에 의해 구동된다. 바이알(10)은 다양한 형태를 가질 수 있으며 바람직하게는 원통 형상으로 이루어지는 것이 직선 운동과 ‘8’ 또는 ‘∞’ 형태의 왕복 운동 측면에서 좋다. 바아알(10) 내에 볼 및 산화물 분말을 장입하고 장입구를 뚜껑으로 밀봉한 후, 바이알의 운동에 의한 기계적 에너지를 이용하여 기계화학공정이 이루어지게 된다. 1 is a view showing an MCP mill, 'A' of FIG. 1 is a view showing for explaining the operation of the vial 10 mounted on the MCP mill. MCP mills are also called vibrational shake mills. Unlike the simple circular motion of the conventional milling equipment, the machine rotates the axis in the form of '8' or '∞' and moves up and down and left and right as shown in FIG. 1 as the vial 10 vibrates as it moves. Seems to do. Such movement of the vial 10 is driven by a drive means such as a motor. The vial 10 may have various shapes, and preferably, a cylindrical shape is preferable in terms of linear motion and reciprocating motion of a '8' or '∞' type. After the ball and the oxide powder is charged in the baal 10 and the charging port is sealed with a lid, a mechanical chemical process is performed using mechanical energy caused by the movement of the vial.

위에서 설명한 형태로 움직이는 바이알(10) 내부에선 볼과 볼의 충돌, 볼과 바이알의 충돌이 무수히 많이 일어나게 되어 바이알(10) 내부에 많은 기계적 에너지가 발생하게 된다. 이렇게 생성된 기계적 에너지는 혼합 산화물 분말의 활성화를 유발하여 산화물 간에 화학반응이 일어나 PLT 나노 분말을 제조할 수 있다. In the vial 10 moving in the above-described form, the collision of the ball and the ball, the collision of the ball and the vial occurs a lot, so that a lot of mechanical energy is generated inside the vial (10). The generated mechanical energy causes the activation of the mixed oxide powder to cause a chemical reaction between the oxides to produce PLT nanopowders.

높은 온도에서의 하소 공정을 실시하지 않고도 기계화학적공정(MCP)을 이용하여 기계적 에너지에 의해 원료 산화물(PbO, La2O3, TiO2) 분말로부터 바로 페로브스카이트(perovskite) 구조를 갖는 PLT 나노 분말을 합성할 수 있다. PLT having a perovskite structure directly from raw oxide (PbO, La 2 O 3 , TiO 2 ) powder by mechanical energy using a mechanochemical process (MCP) without carrying out calcination at high temperatures Nano powder can be synthesized.

이때 산화물 분말로는 고순도 분말과 저순도 분말을 사용하였는데, 밀링한 시간이 지남에 따라 순도에 관계없이 모두 순수한 페로브스카이트(perovsktie) 구조를 나타내었다. 이에 대하여는 실시예 1과 실시예 2로부터 확인할 수 있다.At this time, high purity powders and low purity powders were used as the oxide powders, and as the milling time passed, all of them showed pure perovsktie structures regardless of the purity. This can be confirmed from Example 1 and Example 2.

이하에서 기계화학공정을 이용한 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for preparing PLT nano powder having a perovskite structure using a mechanical chemical process will be described.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말의 제조방법은, PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수)의 각 성분(Pb, La, Ti)을 포함하는 산화물 분말들을 얻고자 하는 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수) 분말의 목표 조성이 되도록 혼합한다. 납(Pb) 성분을 포함하는 산화물로는 PbO를 사용할 수 있고, 란탄(La) 성분을 포함하는 산화물로는 La2O3를 사용할 수 있으며, 티타늄(Ti) 성분을 포함하는 산화물로는 TiO2를 사용할 수 있다.The method for producing a PLT nanopowder having a perovskite structure according to a preferred embodiment of the present invention includes each component (Pb, La, Ti) of Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number larger than 0). The oxide powders to be mixed are mixed so as to obtain a target composition of Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number larger than 0) powder. PbO may be used as an oxide including a lead (Pb) component, La 2 O 3 may be used as an oxide including a lanthanum (La) component, and TiO 2 may be used as an oxide including a titanium (Ti) component. Can be used.

PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수)의 각 성분을 포함하는 산화물 분말들을 균일하게 혼합하기 위하여 MCP 밀링기에 장입한다. MCP 밀링기를 이용하여 볼과 PbxLa1-xTiO3(x는 0보다 큰 실수)의 각 성분을 포함하는 산화물 분말들을 MCP 밀링기의 바 이알에 넣고 바이알을 일정 속도로 진동시켜 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수)의 각 성분을 포함하는 산화물 분말들을 기계화학적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 이때, 볼과 분말, 볼과 볼, 볼과 바이알의 충돌에 의하여 온도가 상승하여 원료 산화물간에 고상-고상 반응이 일어나게 된다. MCP 공정 동안 온도 상승과 충돌 에너지에 의해 산화물들이 서로 반응하게 된다. It is loaded into an MCP mill to uniformly mix oxide powders containing each component of Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number greater than zero). Using an MCP mill, oxide powders containing each component of the ball and Pb x La 1-x TiO 3 (x is a real number greater than 0) are placed in the vial of the MCP mill and the vial is vibrated at a constant speed to produce Pb x La 1 - x TiO 3 is pulverized in the oxide powder comprising the components of (x is a real number greater than 0) to mechanochemical and uniformly mixed. At this time, the temperature rises due to the collision of the ball and the powder, the ball and the ball, the ball and the vial, and a solid-solid reaction occurs between the raw material oxides. During the MCP process, oxides react with each other due to temperature rise and collision energy.

MCP 밀링기에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹 또는 금속으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. The ball used in the MCP mill may use a ball made of ceramic or metal such as alumina or zirconia, and the balls may be all the same size or may be used together with two or more balls.

볼의 크기, 볼과 산화물 분말의 중량비, 기계화학공정 시간, MCP 밀링기의 바이알(10)의 분당 사이클 속도(cylces/min) 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 직선운동과 '8' 또는 '∞' 형태로 왕복 운동하는 바이알의 분당 사이클 속도는 800∼1200 cycles/min 정도의 범위로 설정할 수 있다. 기계화학공정(MCP)은 목표하는 입자의 크기, 고상 반응의 정도 등을 고려하여 1∼24 시간 동안 실시한다. 기계화학공정 시간이 1시간 미만일 경우에는 PLT 상 이외에 원료 산화물 분말이 잔존할 수 있으며, 기계화학공정 시간이 24시간을 초과하더라도 PLT 나노 분말의 입자 크기가 감소하는 양이 미미하여 더 이상 입자 크기를 줄이는데 한계가 있고 경제적이지 못하다. 바이알에 투입되는 볼과 전체 원료 산화물 분말은 중량비로 10∼30:1 정도인 것이 바람직하다. 원료 산화물 분말에 대한 볼의 함량이 너무 작은 경우 충분한 분쇄가 이루어지지 않아 입자의 응집이나 입자의 크기를 미세화하는데 제한이 있을 수 있으며, 원료 산화물 분말에 대한 볼의 함량이 너무 큰 경우에는 효율적이지 못하다. The size of the ball, the weight ratio of the ball and the oxide powder, the mechanical chemical process time, the cycle rate per minute (cylces / min) of the vial 10 of the MCP mill, etc. are adjusted to grind to the size of the target particles. For example, considering the particle size, the size of the ball is set in the range of about 1 mm to 10 mm, and the cycle speed per minute of the vial reciprocating in a linear motion and '8' or '∞' type is 800 to 1200. It can be set within the range of cycles / min. The mechanochemical process (MCP) is carried out for 1 to 24 hours in consideration of the target particle size and the degree of solid phase reaction. If the mechanical chemical process time is less than 1 hour, the raw oxide powder may remain in addition to the PLT phase, and even if the mechanical chemical process time exceeds 24 hours, the particle size of the PLT nano powder is reduced so that the particle size is further reduced. There is a limit and it is not economic. It is preferable that the ball and the total raw material oxide powder introduced into the vial are about 10 to 30: 1 by weight. When the content of the balls in the raw material oxide powder is too small, there is a limitation in agglomeration of particles or miniaturization of the particles due to insufficient grinding, and is not efficient when the content of the balls in the raw material oxide powder is too large. .

MCP 밀링기로 분쇄를 하면 단시간에 입자의 크기가 서브 마이크론(submicron) 이하로 작아지면서 반응 입자들의 직접 접촉면적이 증가하고, 볼과 분말, 볼과 볼, 볼과 바이알의 충돌에 의하여 온도가 상승하여 고상-고상 반응이 일어나게 된다. 따라서, 하소(calcination) 공정이 필요하지 않고, 나노미터(㎚) 크기의 입경을 갖는 PLT 나노 분말을 얻을 수가 있다. 이는 기계화학공정(MCP)을 통하여 입자가 균일하게 분포되고 분말 입자의 크기가 서브마이크론 이하로 미세하게 되어 반응 입자의 직접 접촉면적이 증가되기 때문이다. 서브 마이크론(submicron)이라 함은 1㎛ 보다 작은 크기를 의미하고, 일반적으로는 1㎛ 보다 작은 나노미터(nm) 크기, 즉 1㎚∼1000㎚ 범위의 크기를 의미한다. 나노 분말이라 함은 나노미터 크기, 즉 1㎚∼1000㎚ 범위의 크기의 입경을 갖는 분말을 의미한다. MCP에 의해 PLT의 각 성분의 소스 원료 산화물들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 되게 되며, MCP 밀링기 내에서 볼에 의한 기계적 연마와 고상-고상 반응에 의한 화학적 작용이 동시에 발생하게 되어 기계화학적 처리가 이루어지게 되는 것이다. When grinding with an MCP mill, the particle size decreases to less than submicrons in a short time, the direct contact area of the reaction particles increases, and the temperature rises due to the collision of the ball and powder, the ball and the ball, the ball and the vial. Solid-solid reactions occur. Therefore, no calcination step is required, and PLT nanopowders having a particle size of nanometer (nm) can be obtained. This is because the particles are uniformly distributed through the mechanochemical process (MCP) and the size of the powder particles becomes fine below the submicron to increase the direct contact area of the reaction particles. Submicron means a size smaller than 1 μm, and generally means a size in nanometers (nm) smaller than 1 μm, ie in the range of 1 nm to 1000 nm. By nanopowder is meant a powder having a particle size in the nanometer size, that is, in the range of 1 nm to 1000 nm. By MCP, the source raw material oxides of each component of the PLT are ground to fine-sized particles, have a uniform particle size distribution, are mixed evenly, and mechanical polishing by a ball and solid-solid reaction in an MCP mill. By chemical action occurs at the same time will be a mechanical chemical treatment.

본 발명은 하기의 실시예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실시예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.The invention is described in more detail with reference to the following examples, which are not intended to limit the invention.

<실시예 1><Example 1>

PLT의 각 성분을 포함하는 산화물로서 PbO, La2O3 및 TiO2를 사용하였다. 이때, PbO는 99.99%의 고순도를 갖는 알드리치 케미칼(Aldrich Chemical)사의 분말을 사용하였고, La2O3는 99.99%의 고순도를 갖는 알드리치 케미칼(Aldrich Chemical)사의 분말을 사용하였으며, TiO2는 99.99%의 고순도를 갖는 코스모 화학(Cosmo Chemical)사의 분말을 사용하였다. 도 2는 사용된 PbO 분말의 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscopy; 이하 'FE-SEM'이라 함)(200kV, Hitachi, Japan) 사진이고, 도 3은 사용된 La2O3 분말의 FE-SEM 사진이며, 도 4는 사용된 TiO2 분말의 FE-SEM 사진이다. 도 5는 PbO, La2O3 및 TiO2 분말의 X-레이 회절기(X-ray Diffraction; XRD)(CuKα, Rigaku, Japan)를 이용하여 결정구조와 조성을 확인한 XRD 프로파일(profile)을 나타낸 그래프이다.PbO, La 2 O 3 and TiO 2 were used as oxides containing each component of PLT. At this time, PbO was used as Aldrich Chemical powder of 99.99% high purity, La 2 O 3 was used as Aldrich Chemical powder of 99.99% high purity, TiO 2 was 99.99%. Powder of Cosmo Chemical Co., Ltd. having a high purity of was used. Figure 2 is a field emission scanning electron microscope (Field Emission Scanning Electron Microscopy (hereinafter 'FE-SEM') (200kV, Hitachi, Japan) photograph of the used PbO powder, Figure 3 is a photograph of the used La 2 O 3 powder FE-SEM picture, Figure 4 is a FE-SEM picture of the TiO 2 powder used. FIG. 5 is a graph showing XRD profiles of crystal structures and compositions using X-ray diffraction (XRD) (CuKα, Rigaku, Japan) of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powders. to be.

PbO:La2O3:TiO2의 비율이 0.9:0.05:1의 몰비가 되게 칭량 후, MCP 밀링기를 이용하여 건식방법으로 0∼12시간 동안 기계화학공정을 실시하였다. 기계화학공정(MCP)을 시행하기 위한 실험 장비로써 스펙스(SPEX)사의 SPEX mill 800M-115를 사용하였다. 이때, 볼은 지르코니아(ZrO2) 볼을 사용하였으며, 볼의 입경 크기로서 10㎜와 5㎜의 크기를 갖는 볼 2종류를 함께 사용하였다. 사용된 지르코니아 볼은 PbO, La2O3 및 TiO2의 혼합 분말의 중량에 대하여 중량비(wt%)로 18:1 정도(지르코니아볼:혼합분말의 중량비가 18:1)를 이루게 첨가하였다. 직선운동과 '8' 또는 ' ∞' 형태로 왕복 운동하는 바이알의 분당 사이클 속도는 1050 cycles/min 으로 설정하였다.After weighing the ratio of PbO: La 2 O 3 : TiO 2 to a molar ratio of 0.9: 0.05: 1, a mechanical chemical process was performed for 0 to 12 hours by a dry method using an MCP mill. SPEX mill 800M-115 from SPEX was used as an experimental equipment for carrying out the mechanical chemical process (MCP). In this case, zirconia (ZrO 2 ) ball was used, and two types of balls having a size of 10 mm and 5 mm were used together as the particle size of the ball. The zirconia balls used were added in a weight ratio (wt%) of about 18: 1 (18: 1 weight ratio of zirconia ball: mixed powder) to the weight of the mixed powder of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 . The cycle speeds per minute of the vials reciprocating in linear and '8' or '∞' form were set to 1050 cycles / min.

기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 FE-SEM 사진을 도 6a 내지 도 6e에 나타내었다. 도 6a는 PbO, La2O3 및 TiO2 분말을 혼합한 후(기계화학공정 0시간)의 FE-SEM 사진이고, 도 6b는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 30분(0.5hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이며, 도 6c는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 1시간(1hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이고, 도 6d는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 4시간(4hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이며, 도 6e는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 12시간(12hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이다. 도 7은 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다. 도 6a 내지 도 7에 나타난 바와 같이, 기계화학공정을 시작한 후 30분 정도가 지나면서 입자가 미세하게 분쇄되어 구형의 분말을 이루었고, 기계화학공정을 시작한 후 1시간 정도가 지난 후에는 고상-고상 반응에 의하여 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말이 얻어졌음을 알 수 있다. 도 6a 내지 도 7로부터 기계화학공정 시간이 증가할수록 분말의 입자 크기가 감소하고 균일한 분포를 가진다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 7로부터 기계화학공정 시간이 증가할수록 PbO는 감소하고, 기계화학공정 시간이 1시간 이상이 되면 순수한 PLT 상이 형성되었다는 것을 확인할 수 있다. FE-SEM images of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanical chemical process time are shown in FIGS. 6A to 6E. FIG. 6A is a FE-SEM photograph after mixing PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powders (mechanical chemical process 0 hours), and FIG. 6B is 30 minutes for PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders (FIG. 0.5 hr) FE-SEM photographs when the mechanical chemical process was performed, Figure 6c is a FE-SEM photographs when the mechanical chemistry process for 1 hour (1 hr) for PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powder 6d is a FE-SEM photograph of a mechanical chemical process performed for 4 hours (4hr) on PbO, La 2 O 3, and TiO 2 mixed powder, and FIG. 6e is a mixture of PbO, La 2 O 3, and TiO 2. It is FE-SEM photograph when the mechanical chemical process was performed for 12 hours (12hr) with respect to the powder. Figure 7 is a graph showing the XRD profile of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powder with the time of the mechanical chemical process. As shown in Figure 6a to 7, after about 30 minutes after the start of the mechanical chemical process, the particles are finely pulverized to form a spherical powder, and after about 1 hour after the start of the mechanical chemical process solid-solid It can be seen that PLT nano powder having a perovskite structure was obtained by the reaction. It can be seen from FIGS. 6A to 7 that the particle size of the powder decreases and has a uniform distribution as the time of the mechanical chemical process increases. In addition, it can be seen from FIG. 7 that the PbO decreases as the mechanical chemical process time increases, and that a pure PLT phase is formed when the mechanical chemical process time reaches 1 hour or more.

<실시예 2><Example 2>

상기 실시예 1과 동일한 성분을 사용하여 동일한 방법으로 PLT 나노 분말을 제조하되, PbO는 99.5%의 순도를 갖는 단석산업사의 분말을 사용하였고, La2O3는 99.7%의 순도를 갖는 이영 세라캠사의 분말을 사용하였으며, TiO2는 98%의 순도를 갖는 코스모 화학(Cosmo Chemical)사의 분말을 사용하였다. 도 8은 사용된 PbO 분말의 FE-SEM 사진이고, 도 9는 사용된 La2O3 분말의 FE-SEM 사진이며, 도 10은 사용된 TiO2 분말의 FE-SEM 사진이다. 도 11은 PbO, La2O3 및 TiO2 분말의 X-레이 회절기(XRD)를 이용하여 결정구조와 조성을 확인한 XRD 프로파일(profile)을 나타낸 그래프이다.Using the same components as in Example 1 to prepare a PLT nano powder in the same manner, PbO was used powder of Danseok Industrial Co., Ltd. having a purity of 99.5%, La 2 O 3 Leeyoung Ceracam Co. having a purity of 99.7% Powder of TiO 2 was used, and powder of Cosmo Chemical Co., Ltd. having a purity of 98% was used. Figure 8 is a FE-SEM picture of the PbO powder used, Figure 9 is a FE-SEM picture of the La 2 O 3 powder used, Figure 10 is a FE-SEM picture of the TiO 2 powder used. FIG. 11 is a graph showing XRD profiles of crystal structures and compositions using X-ray diffractometers (XRD) of PbO, La 2 O 3, and TiO 2 powders.

PbO:La2O3:TiO2의 비율이 0.9:0.05:1의 몰비가 되게 칭량 후, MCP 밀링기를 이용하여 건식방법으로 0∼12시간 동안 기계화학공정을 실시하였다. 기계화학공정(MCP)을 시행하기 위한 실험 장비로써 스펙스(SPEX)사의 SPEX mill 800M-115를 사용하였다. 이때, 볼은 지르코니아(ZrO2) 볼을 사용하였으며, 볼의 입경 크기로서 10㎜와 5㎜의 크기를 갖는 볼 2종류를 함께 사용하였다. 사용된 지르코니아 볼은 PbO, La2O3 및 TiO2의 혼합 분말의 중량에 대하여 중량비(wt%)로 18:1 정도(지르코니아볼:혼합분말의 중량비가 18:1)를 이루게 첨가하였다. 직선운동과 '8' 또는 ' ∞' 형태로 왕복 운동하는 바이알의 분당 사이클 속도는 1050 cycles/min 으로 설정하였다.After weighing the ratio of PbO: La 2 O 3 : TiO 2 to a molar ratio of 0.9: 0.05: 1, a mechanical chemical process was performed for 0 to 12 hours by a dry method using an MCP mill. SPEX mill 800M-115 from SPEX was used as an experimental equipment for carrying out the mechanical chemical process (MCP). In this case, zirconia (ZrO 2 ) ball was used, and two types of balls having a size of 10 mm and 5 mm were used together as the particle size of the ball. The zirconia balls used were added in a weight ratio (wt%) of about 18: 1 (18: 1 weight ratio of zirconia ball: mixed powder) to the weight of the mixed powder of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 . The cycle speeds per minute of the vials reciprocating in linear and '8' or '∞' form were set to 1050 cycles / min.

기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 FE-SEM 사진을 도 12a 내지 도 12e에 나타내었다. 도 12a는 PbO, La2O3 및 TiO2 분말을 혼합한 후(기계화학공정 0시간)의 FE-SEM 사진이고, 도 12b는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 1시간(1hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이며, 도 12c는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 2시간(2hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이고, 도 12d는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 4시간(4hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이며, 도 12e는 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말에 대하여 12시간(12hr) 동안 기계화학공정을 실시한 경우의 FE-SEM 사진이다. 도 13은 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다. 도 12a 내지 도 13에 나타난 바와 같이, 기계화학공정을 시작한 후 1시간 정도가 지나면서 입자가 미세하게 분쇄되어 구형의 분말을 이루었고, 기계화학공정을 시작한 후 4시간 정도가 지난 후에는 고상-고상 반응에 의하여 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말이 얻어졌음을 알 수 있다. 도 12a 내지 도 13으로부터 기계화학공정 시간이 증가할수록 분말의 입자 크기가 감소하고 균일한 분포를 가진다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 13으로부터 기계화학공정 시간이 증가할수록 PbO는 감소하고, 기계화학공정 시간이 4시간 이상이 되면 순수 한 PLT 상이 형성되었다는 것을 확인할 수 있다. FE-SEM images of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanical chemical process time are shown in FIGS. 12A to 12E. 12a is a FE-SEM photograph after mixing PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powder (mechanical chemical process 0 hours), FIG. 12b is 1 hour for PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powder (FIG. 1 hr) FE-SEM photographs when the mechanical chemical process was performed, Figure 12c is a FE-SEM photographs when the mechanical chemistry process for 2 hours (2hr) for PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powder , Figure 12d is PbO, La 2 O 3 and TiO 2 is FE-SEM picture of the case subjected to mechanical chemical process for 4 hours (4hr) with respect to the mixed powder, Fig. 12e is PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powder mixture This is a FE-SEM photograph when the mechanical chemical process was performed for 12 hours (12hr). FIG. 13 is a graph showing an XRD profile of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanical chemical process time. As shown in Figure 12a to Figure 13, after about 1 hour after the start of the mechanical chemical process, the particles are finely pulverized to form a spherical powder, after about 4 hours after the start of the chemical chemical process solid-solid It can be seen that PLT nano powder having a perovskite structure was obtained by the reaction. It can be seen from FIGS. 12a to 13 that the particle size of the powder decreases and has a uniform distribution as the mechanical chemical process time increases. In addition, it can be seen from FIG. 13 that the PbO decreases as the mechanical chemical process time increases, and that a pure PLT phase is formed when the mechanical chemical process time reaches 4 hours or more.

제조된 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말을 이용하여 페로브스카이트 구조의 PLT 나노 분말을 성형하여 소결한 후 소결 특성 등을 알아보았다.PLT nanopowders of the perovskite structure were molded and sintered using the manufactured perovskite structure PLT nanopowders, and then sintering characteristics were examined.

상기 실시예 2에 따라 기계화학공정을 4시간 동안 실시한 PLT 나노 분말을 오토프레스(auto press)(Carver, USA)를 이용하여 300 MPa의 일축 압력을 가하여 직경 10㎜ 크기의 디스크 타입으로 성형하고, 전기로에 장입하여 1050℃ 공기(Air) 분위기에서 3시간 동안 소결하여 PLT 유전체를 수득하였다. 도 14a는 1050℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 표면(surface)의 FE-SEM 사진이고, 도 14b는 1050℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 단면(cross section)의 FE-SEM 사진이다. PLT nano powder, which was subjected to a mechanical chemical process for 4 hours according to Example 2, was molded into a disk type having a diameter of 10 mm by applying a uniaxial pressure of 300 MPa using an auto press (Carver, USA), Charged into an electric furnace and sintered for 3 hours at 1050 ℃ Air (air) atmosphere to obtain a PLT dielectric. FIG. 14A is an FE-SEM photograph of a PLT dielectric surface sintered at a temperature of 1050 ° C., and FIG. 14B is an FE-SEM photograph of a PLT dielectric cross section sintered at a temperature of 1050 ° C.

상기 실시예 2에 따라 기계화학공정을 4시간 동안 실시한 PLT 나노 분말을 오토프레스(auto press)(Carver, USA)를 이용하여 300 MPa의 일축 압력을 가하여 직경 10㎜ 크기의 디스크 타입으로 성형하고, 전기로에 장입하여 1150℃ 공기(Air) 분위기에서 3시간 동안 소결하여 PLT 유전체를 수득하였다. 도 15a는 1150℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 표면(surface)의 FE-SEM 사진이고, 도 15b는 1150℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 단면(cross section)의 FE-SEM 사진이다. PLT nano powder, which was subjected to a mechanical chemical process for 4 hours according to Example 2, was molded into a disk type having a diameter of 10 mm by applying a uniaxial pressure of 300 MPa using an auto press (Carver, USA), Charged into an electric furnace and sintered for 3 hours at 1150 ℃ Air (Air) atmosphere to obtain a PLT dielectric. FIG. 15A is an FE-SEM photograph of a PLT dielectric surface sintered at a temperature of 1150 ° C., and FIG. 15B is an FE-SEM photograph of a PLT dielectric cross section sintered at a temperature of 1150 ° C.

아래의 표 1에 Pb0 .9La0 .1TiO3 나노 분말의 소결에 따른 특성을 나타내었다. In Table 1 below Pb 0 .9 La 0 .1 TiO 3 shows the characteristics of the sintering of the nano-powder.

소결온도Sintering Temperature 이론밀도(g/㎤)Theoretical density (g / cm3) 무게 손실(%)Weight loss (%) 아르키메데스법(Archimedes method)으로 측정된 밀도Density measured by Archimedes method 상대밀도Relative density 1050℃1050 ℃ 7.777.77 2.522.52 7.297.29 93.893.8 1150℃1150 ℃ 7.777.77 3.573.57 7.447.44 95.895.8

일반적으로 PLT의 소결은 1200℃ 이상에서 이루어지는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따라 제조된 나노 분말은 1150℃에서 완전 치밀화 되었으며, 또한 1050℃의 낮은 온도에서도 94%의 좋은 상대밀도를 나타내었다. 이는 MCP 밀링에 의해 제조된 PLT 나노 분말의 수십 나노 크기의 작은 입자크기로 인해 입계접촉면적이 증가하며, 소결의 구동력이 커지고, 소결을 위한 물질이동거리도 짧아져 결과적으로 저온에서의 소결이 가능해졌다. It is generally known that sintering of PLT takes place at 1200 ° C or higher. The nanopowders prepared according to the invention were fully densified at 1150 ° C. and also showed a good relative density of 94% even at low temperatures of 1050 ° C. Due to the small particle size of several tens of nanometers of PLT nanopowder produced by MCP milling, the grain boundary contact area is increased, the driving force of sintering is increased, and the material movement distance for sintering is shortened, resulting in sintering at low temperature. Done

도 14a 내지 도 15b 및 표 1에 나타난 바와 같이, 완전한 PLT 유전체 상이 형성되었으며, 소결 온도가 증가할수록 입자 크기(grain size)도 증가한다는 것을 알 수 있다. As shown in FIGS. 14A-15B and Table 1, a complete PLT dielectric phase has been formed, and it can be seen that grain size increases with increasing sintering temperature.

도 16은 1050℃와 1150℃에서 3시간 동안 소결되어 형성된 PLT 유전체의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다. 도 16에 나타난 바와 같이, 완전한 PLT 유전체 상이 형성되었으며, 상 분리 현상도 나타나지 않았음을 알 수 있다. FIG. 16 is a graph showing an XRD profile of a PLT dielectric formed by sintering at 1050 ° C. and 1150 ° C. for 3 hours. As shown in FIG. 16, it can be seen that a complete PLT dielectric phase was formed and no phase separation phenomenon was observed.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.

도 1은 MCP 밀링기를 도시한 도면이다.1 shows an MCP mill.

도 2는 알드리치 케미칼사의 99.99% 순도를 갖는 PbO 분말의 FE-SEM 사진이다. 2 is an FE-SEM photograph of PbO powder having 99.99% purity of Aldrich Chemicals.

도 3은 알드리치 케미칼사의 99.99% 순도를 갖는 La2O3 분말의 FE-SEM 사진이다. 3 is an FE-SEM photograph of La 2 O 3 powder having 99.99% purity of Aldrich Chemicals.

도 4는 코스모 화학사의 99.99% 순도를 갖는 TiO2 분말의 FE-SEM 사진이다. 4 is a FE-SEM photograph of TiO 2 powder having a 99.99% purity of Cosmo Chemical Co., Ltd.

도 5는 PbO, La2O3 및 TiO2 분말의 X-레이 회절기를 이용하여 결정구조와 조성을 확인한 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing an XRD profile confirming crystal structure and composition using an X-ray diffractometer of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powders.

도 6a 내지 도 6e는 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 FE-SEM 사진들이다. 6A through 6E are FE-SEM photographs of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanochemical process time.

도 7은 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다. Figure 7 is a graph showing the XRD profile of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powder with the time of the mechanical chemical process.

도 8은 단석산업사의 99.5%의 순도를 갖는 PbO 분말의 FE-SEM 사진이다. 8 is an FE-SEM photograph of PbO powder having a purity of 99.5% of Danseok Industrial Co., Ltd.

도 9는 이영 세라캠사의 99.7%의 순도를 갖는 La2O3 분말의 FE-SEM 사진이다. 9 is a FE-SEM photograph of La 2 O 3 powder having a purity of 99.7% of Lee Young Ceracam.

도 10은 코스모 화학사의 98%의 순도를 갖는 TiO2 분말의 FE-SEM 사진이다. 10 is a FE-SEM photograph of a TiO 2 powder having a purity of 98% of Cosmo Chemical Co., Ltd.

도 11은 PbO, La2O3 및 TiO2 분말의 X-레이 회절기를 이용하여 결정구조와 조 성을 확인한 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing an XRD profile confirming crystal structure and composition by X-ray diffractometer of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 powder.

도 12a 내지 도 12e는 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 FE-SEM 사진들이다. 12A to 12E are FE-SEM photographs of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanochemical process time.

도 13은 기계화학공정 시간에 따른 PbO, La2O3 및 TiO2 혼합 분말의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing an XRD profile of PbO, La 2 O 3 and TiO 2 mixed powders according to the mechanical chemical process time.

도 14a는 1050℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 표면의 FE-SEM 사진이고, 도 14b는 1050℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 단면의 FE-SEM 사진이다. FIG. 14A is a FE-SEM photograph of a PLT dielectric surface sintered at a temperature of 1050 ° C., and FIG. 14B is a FE-SEM photograph of a PLT dielectric cross section sintered at a temperature of 1050 ° C. FIG.

도 15a는 1150℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 표면의 FE-SEM 사진이고, 도 15b는 1150℃의 온도에서 소결된 PLT 유전체 단면의 FE-SEM 사진이다. FIG. 15A is a FE-SEM photograph of a PLT dielectric surface sintered at a temperature of 1150 ° C., and FIG. 15B is a FE-SEM photograph of a PLT dielectric cross section sintered at a temperature of 1150 ° C.

도 16은 1050℃와 1150℃에서 3시간 동안 소결되어 형성된 PLT 유전체의 XRD 프로파일을 나타낸 그래프이다.FIG. 16 is a graph showing an XRD profile of a PLT dielectric formed by sintering at 1050 ° C. and 1150 ° C. for 3 hours.

Claims (6)

얻고자 하는 PbxLa1 - xTiO3(x는 0보다 큰 실수) 분말의 목표 조성이 되도록 Pb 성분을 포함하는 산화물 분말, La 성분을 포함하는 산화물 분말 및 Ti 성분을 포함하는 산화물 분말을 칭량하고, 직선운동과 '8' 또는 '∞' 형태로 왕복 운동하는 바이알 내부에 볼들이 구비된 기계화학공정(mechanochemical process) 밀링기에 산화물 분말들을 투입해서 밀링하여 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 나노 크기의 PbxLa1 - xTiO3 입자를 형성하는 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.Weigh an oxide powder containing a Pb component, an oxide powder containing a La component, and an oxide powder containing a Ti component so as to obtain a target composition of Pb x La 1 - x TiO 3 (x is a real number larger than 0) to be obtained. And milling oxide powders in a mechanochemical process mill equipped with balls in a vial that reciprocates in a linear or '8' or '∞' shape to form a perovskite crystal structure. A method for producing a PbLaTiO 3 -based nanopowder characterized in that to form a nano-sized Pb x La 1 - x TiO 3 particles having. 제1항에 있어서, 상기 볼의 크기, 상기 볼과 전체 산화물 분말의 중량비, 상기 밀링에 소요되는 시간 및 상기 바이알의 분당 사이클 속도 중 선택된 어느 하나 이상을 조절하여 밀링하는 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.According to claim 1, PbLaTiO 3 system characterized in that the milling by adjusting any one or more selected from the size of the ball, the weight ratio of the ball and the total oxide powder, the time required for the milling and the cycle rate per minute of the vial. Method for preparing nano powder. 제1항에 있어서, 상기 Pb 성분을 포함하는 산화물 분말로 PbO 분말, 상기 La 성분을 포함하는 산화물 분말로는 La2O3 분말, 상기 Ti 성분을 포함하는 산화물 분 말로는 TiO2 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.According to claim 1, PbO powder as the oxide powder containing the Pb component, La 2 O 3 powder as the oxide powder containing the La component, TiO 2 powder is used as the oxide powder containing the Ti component. Method for producing a PbLaTiO 3- based nanopowder characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 밀링은 1시간∼24시간 실시하는 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.The method for producing PbLaTiO 3 -based nanopowders according to claim 1, wherein the milling is performed for 1 to 24 hours. 제1항에 있어서, 상기 바이알의 분당 사이클 속도는 800∼1200 cycles/min의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.According to claim 1, 3 PbLaTiO-based method for producing nano-powder, characterized in that the per minute cycle rate of the vial is set in the range of 800~1200 cycles / min. 제1항에 있어서, 상기 볼과 전체 산화물 분말은 중량비로 10∼30:1인 것을 특징으로 하는 PbLaTiO3계 나노 분말의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ball and the total oxide powder is 10 to 30 in a weight ratio: 3 PbLaTiO-based method for producing nano-powder according to claim 1.
KR1020080052542A 2008-06-04 2008-06-04 Manufacturing method of pblatio3 nano powder KR20090126455A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102140694A (en) * 2011-03-18 2011-08-03 浙江大学 Preparation method of barium-doped lead titanate monocrystal nano fiber with one-dimensional column structure

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