KR20110115718A - 압전 세라믹스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, AgNbO3 분말, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말 및 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 합성하는 단계와, 상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말과 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 이용하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성하는 단계 및 상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말과 AgNbO3 분말을 이용하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 압전 세라믹스에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 단일상의 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 조성의 압전 세라믹스를 제조할 수 있어 공기중에서 소결이 가능하고, 그에 따라 산소 분위기를 이용하는 종래의 경우에 비해 제조 단가를 줄일 수 있고, 양산성을 향상시킬 수 있다.

Description

압전 세라믹스 제조방법 및 이에 의해 제조된 압전 세라믹스{Method for manufacturing ferroelectric ceramics and ferroelectric ceramics manufactured by the method}
본 발명은 압전 세라믹스 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AgNbO3-KNbO3-NaNbO3를 기본으로 하는 무연계 압전 세라믹스 제조방법 및 이에 의해 제조된 압전 세라믹스에 관한 것이다.
압전 물질이란 그에 가해지는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 서로 간에 변환시킬 수 있는 특성을 지닌 재료를 말하며, 압전 효과는 전기기계 결합계수(Kp)를 사용하여 가해준 전기적 에너지에 대한 기계적 에너지로 변환된 값으로 정의된다. 따라서, 우수한 전기기계 결합계수를 가진 압전 재료는 전기기계 에너지간의 선형적 변환이 가능하므로 기계적 변환량의 정확한 제어가 가능하며, 역으로 외부의 진동 신호를 정확하게 선형적인 전기 신호로 받을 수 있다. 이러한 압전 재료는 초음파 기기, 영상기기, 음향기기, 통신기기, 센서 등 광범위한 분야에 이용되는 초음파 진동자, 전기기계 초음파 트랜스듀서(Transducer), 액츄에이터(Actuator) 부품들의 재료로 널리 사용되고 있다.
현재 주로 이용되고 있는 압전 재료는 일반적으로 Pb(Zr,Ti)O3(이하“PZT"라 함)계 조성으로 이루어진 PZT 분말로 제조되고 있다. PZT 분말은 주 구성 원소인 PbO, ZrO2 및 TiO2와 불순물인 MgO, Nb2O5 등의 원료를 혼합시킨 후 고온에서 소성시켜 얻는 고상 합성법을 이용하여 합성된다. 그런데, PZT계 분말은 1200℃∼1350℃의 비교적 높은 온도에서 소결이 가능하고, 소결되는 도중에 다량의 PbO가 휘발되어 미세 구조 및 물성의 제어가 어려우며, 대기 중으로 방출 시 산성비 및 기타 공해의 원인으로 작용하는 문제가 있다. 이 밖에도, PZT 압전 재료를 이용하여 적층형 압전 소자를 제조할 경우에는 높은 소결 온도로 인하여 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)과 같은 고융점의 귀금속을 내부 전극으로 사용하여야 하는 등 많은 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 무연계 압전 재료가 다양하게 제시되고 있으며, 그중 AgNbO3-KNbO3-NaNbO3를 기본으로 하는 무연계 압전 재료에 대한 연구가 제시되었다. 그런데, 다량의 AgNbO3를 (K,Na)NbO3에 고용시키면 단일상의 페로브스카이트(Perovskite) 화합물이 형성되지 않기 때문에 다량의 AgNbO3를 (K,Na)NbO3에 고용시킨 소재의 연구는 거의 이루어지지 않았으며, 적은 AgNbO3 고용은 특성의 개선에 크게 기여하지 못하고 있다. 단지 산소 분위기에서는 비교적 많은 AgNbO3를 첨가하여도 단일상의 페로브스카이트 화합물이 합성되는 것으로 보고되었다. 즉, 공기 중에서의 소결시 AgNbO3의 안정성이 매우 낮아져 이차상이 다량 발생되므로 AgNbO3-KNbO3-NaNbO3 제조시 산소 분위기를 이용하였다. 그러나, 산소 분위기를 이용하면 압전 재료의 제조 단가가 상승하고 양산성이 저하되는 문제를 발생시키게 된다.
본 발명이 해결하려는 과제는 단일상의 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 조성의 압전 세라믹스를 제조할 수 있어 공기중에서 소결이 가능하고, 그에 따라 산소 분위기를 이용하는 종래의 경우에 비해 제조 단가를 줄일 수 있고, 양산성을 향상시킬 수 있는 압전 세라믹스 제조방법 및 이에 의해 제조된 압전 세라믹스를 제공함에 있다.
본 발명은, AgNbO3 분말, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말 및 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 합성하는 단계와, 상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말과 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 이용하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성하는 단계 및 상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말과 AgNbO3 분말을 이용하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법을 제공한다.
상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말의 합성은, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, K, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하는 단계와, 칭량된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계 및 분쇄된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함한다.
상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말의 합성은, (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, Na, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하는 단계와, 칭량된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계 및 분쇄된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함한다.
상기 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 합성하는 단계는, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량하는 단계와, 칭량된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계 및 분쇄된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 압전 세라믹스 제조방법으로 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 조성을 갖고 페로브스카이트 결정 구조를 갖는 압전 세라믹스를 제공한다.
본 발명에 의하면, 단일상의 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 조성의 압전 세라믹스를 제조할 수 있어 공기중에서 소결이 가능하고, 그에 따라 산소 분위기를 이용하는 종래의 경우에 비해 제조 단가를 줄일 수 있고, 양산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따라 1050℃에서 하소되어 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 압전 분말의 X-선 회절 패턴이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 압전 분말을 1050℃에서 소결한 후의 X-선 회절 패턴이다.
도 3 내지 도 8은 상기 실시예 1에 따라 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 소결체의 표면을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
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.
페로브스카이트(perovskite) 결정 구조의 화합물을 제조하기 위한 산화물 분말을 준비한다. 즉, AgNbO3 분말을 제조하기 위하여 Ag, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Ag2O 분말과 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하고, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, K, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하며, (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, Na, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비한다.
이어서, 산화물 분말을 혼합 및 하소하여 중간 물질, 즉 AgNbO3 분말, (LipK1-p)NbO3 분말 및 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 각각 제조한다.
먼저, AgNbO3 분말을 제조하는 방법을 설명한다.
칭량된 Ag2O 분말과 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄한다. 상기 혼합 및 분쇄는 습식 볼 밀링 공정을 이용할 수 있다. 이하에서 습식 볼 밀링 공정을 자세하게 설명한다. 칭량된 산화물 분말들(Ag2O 분말과 Nb2O5 분말)을 균일하게 혼합하고 분쇄하기 위하여 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 산화물 분말들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 완료된 산화물 분말 슬러리를 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
건조된 산화물 분말을 백금(Pt)과 같은 물질로 이루어진 도가니에 넣고, 산화물 분말이 담긴 도가니를 퍼니스(furnace)에 장입한다.
퍼니스의 온도를 하소 온도(예컨대, 800~1100℃)로 올려준다. 퍼니스의 온도는 5∼50℃/min의 승온 속도로 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 하소 온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼12시간) 유지하여 AgNbO3 분말이 합성되게 한다. 하소를 위한 퍼니스의 온도는 800~1100℃ 정도인 것이 바람직한데, 800℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 AgNbO3 분말이 형성되지 않을 수 있고, 1100℃를 초과하는 경우에는 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라 생산 시간도 오래 걸려 비경제적이므로 바람직하지 않다.
이하에서, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 제조하는 방법을 설명한다.
칭량된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄한다. 상기 혼합 및 분쇄는 습식 볼 밀링 공정을 이용할 수 있다. 이하에서 습식 볼 밀링 공정을 자세하게 설명한다. 칭량된 산화물 분말들(Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말)을 균일하게 혼합하고 분쇄하기 위하여 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 산화물 분말들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 완료된 산화물 분말 슬러리를 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
건조된 산화물 분말을 백금(Pt)과 같은 물질로 이루어진 도가니에 넣고, 산화물 분말이 담긴 도가니를 퍼니스(furnace)에 장입한다.
퍼니스의 온도를 하소 온도(예컨대, 800~1100℃)로 올려준다. 퍼니스의 온도는 5∼50℃/min의 승온 속도로 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 하소 온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼12시간) 유지하여 (LipK1-p)NbO3 분말이 합성되게 한다. 하소를 위한 퍼니스의 온도는 800~1100℃ 정도인 것이 바람직한데, 800℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 (LipK1-p)NbO3 분말이 형성되지 않을 수 있고, 1100℃를 초과하는 경우에는 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라 생산 시간도 오래 걸려 비경제적이므로 바람직하지 않다.
이하에서, (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 제조하는 방법을 설명한다.
칭량된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄한다. 상기 혼합 및 분쇄는 습식 볼 밀링 공정을 이용할 수 있다. 이하에서 습식 볼 밀링 공정을 자세하게 설명한다. 칭량된 산화물 분말들(Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말)을 균일하게 혼합하고 분쇄하기 위하여 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 산화물 분말들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 완료된 산화물 분말 슬러리를 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
건조된 산화물 분말을 백금(Pt)과 같은 물질로 이루어진 도가니에 넣고, 산화물 분말이 담긴 도가니를 퍼니스(furnace)에 장입한다.
퍼니스의 온도를 하소 온도(예컨대, 800~1100℃)로 올려준다. 퍼니스의 온도는 5∼50℃/min의 승온 속도로 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 하소 온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼12시간) 유지하여 (LiqNa1-q)NbO3 분말이 합성되게 한다. 하소를 위한 퍼니스의 온도는 800~1100℃ 정도인 것이 바람직한데, 800℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 (LiqNa1-q)NbO3 분말이 형성되지 않을 수 있고, 1100℃를 초과하는 경우에는 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라 생산 시간도 오래 걸려 비경제적이므로 바람직하지 않다.
상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말과 (LipNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 이용하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성한다. 이하, {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
(LipK1-p)NbO3 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량한 후, 칭량된 (LipK1-p)NbO3 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 혼합하고 분쇄한다. 상기 혼합 및 분쇄는 습식 볼 밀링 공정을 이용할 수 있다. 이하에서 습식 볼 밀링 공정을 자세하게 설명한다. 칭량된 산화물 분말들((LipK1-p)NbO3 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 분말)을 균일하게 혼합하고 분쇄하기 위하여 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 산화물 분말들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 완료된 산화물 분말 슬러리를 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
건조된 산화물 분말을 백금(Pt)과 같은 물질로 이루어진 도가니에 넣고, 산화물 분말이 담긴 도가니를 퍼니스(furnace)에 장입한다.
퍼니스의 온도를 하소 온도(예컨대, 800~1100℃)로 올려준다. 퍼니스의 온도는 5∼50℃/min의 승온 속도로 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 하소 온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼12시간) 유지하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말이 합성되게 한다. 하소를 위한 퍼니스의 온도는 800~1100℃ 정도인 것이 바람직한데, 800℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말이 형성되지 않을 수 있고, 1100℃를 초과하는 경우에는 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라 생산 시간도 오래 걸려 비경제적이므로 바람직하지 않다. 합성된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말은 공기중에서 고온까지 매우 안정한 상태를 유지한다.
상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말과 AgNbO3 분말을 이용하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성한다. 이하, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 합성하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량한 후, 칭량된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 혼합하고 분쇄한다. 상기 혼합 및 분쇄는 습식 볼 밀링 공정을 이용할 수 있다. 이하에서 습식 볼 밀링 공정을 자세하게 설명한다. 칭량된 산화물 분말들({Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말)을 균일하게 혼합하고 분쇄하기 위하여 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 습식 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼10㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 산화물 분말들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 완료된 산화물 분말 슬러리를 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
건조된 산화물 분말을 백금(Pt)과 같은 물질로 이루어진 도가니에 넣고, 산화물 분말이 담긴 도가니를 퍼니스(furnace)에 장입한다.
퍼니스의 온도를 하소 온도(예컨대, 800~1100℃)로 올려준다. 퍼니스의 온도는 5∼50℃/min의 승온 속도로 온도를 올려주는 것이 바람직하다. 하소 온도에서 소정 시간(예컨대, 1∼12시간) 유지하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말이 합성되게 한다. 하소를 위한 퍼니스의 온도는 800~1100℃ 정도인 것이 바람직한데, 800℃ 미만일 경우에는 온도가 낮아 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말이 형성되지 않을 수 있고, 1100℃를 초과하는 경우에는 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라 생산 시간도 오래 걸려 비경제적이므로 바람직하지 않다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
페로브스카이트(perovskite) 결정 구조의 화합물을 제조하기 위한 산화물 분말을 준비하였다. 즉, AgNbO3 분말을 제조하기 위하여 Ag, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Ag2O 분말과 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하고, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, K, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하며, (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, Na, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하였다.
산화물 분말을 혼합 및 하소하여 중간 물질, 즉 AgNbO3 분말, (LipK1-p)NbO3 분말 및 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 각각 제조하였다.
상기 AgNbO3 분말은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 먼저 칭량된 Ag2O 분말과 Nb2O5 분말을 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 에탄올과 함께 습식 혼합하였다. 볼 밀링기를 이용하여 200 rpm의 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아로 이루어진 5㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. 볼 밀링 후, 80℃의 항온 건조기에서 2 시간 동안 건조하였다. 백금(Pt) 도가니에 혼합 분쇄된 산화물 분말을 넣고, 상기 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 후 퍼니스(furnace)의 온도를 850℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 높여주었다. 퍼니스의 온도를 850℃에서 5시간 동안 유지하여 하소하였다. 퍼니스를 자연 냉각하고, 하소된 분말이 담긴 백금 도가니를 퍼니스에서 꺼내어 AgNbO3 분말을 얻었다.
상기 (LipK1-p)NbO3 분말은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 먼저 칭량된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 에탄올과 함께 습식 혼합하였다. 볼 밀링기를 이용하여 200 rpm의 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아로 이루어진 5㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. 볼 밀링 후, 80℃의 항온 건조기에서 2 시간 동안 건조하였다. 백금(Pt) 도가니에 혼합 분쇄된 산화물 분말을 넣고, 상기 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 후 퍼니스(furnace)의 온도를 850℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 높여주었다. 퍼니스의 온도를 850℃에서 5시간 동안 유지하여 하소하였다. 퍼니스를 자연 냉각하고, 하소된 분말이 담긴 백금 도가니를 퍼니스에서 꺼내어 (LipK1-p)NbO3 분말을 얻었다.
상기 (LiqNa1-q)NbO3 분말은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 먼저 칭량된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 에탄올과 함께 습식 혼합하였다. 볼 밀링기를 이용하여 200 rpm의 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아로 이루어진 5㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. 볼 밀링 후, 80℃의 항온 건조기에서 2 시간 동안 건조하였다. 백금(Pt) 도가니에 혼합 분쇄된 산화물 분말을 넣고, 상기 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 후 퍼니스(furnace)의 온도를 850℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 높여주었다. 퍼니스의 온도를 850℃에서 5시간 동안 유지하여 하소하였다. 퍼니스를 자연 냉각하고, 하소된 분말이 담긴 백금 도가니를 퍼니스에서 꺼내어 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 얻었다.
상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 이용하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성하였다. 상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. (LipK1-p)NbO3 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량한 후, 칭량된 (LipK1-p)NbO3 분말과 (LiqNa1-q)NbO3 분말을 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 에탄올과 함께 습식 혼합하였다. 볼 밀링기를 이용하여 200 rpm의 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아로 이루어진 5㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. 볼 밀링 후, 80℃의 항온 건조기에서 2 시간 동안 건조하였다. 백금(Pt) 도가니에 혼합 분쇄된 산화물 분말을 넣고, 상기 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 후 퍼니스(furnace)의 온도를 850℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 높여주었다. 퍼니스의 온도를 850℃에서 5시간 동안 유지하여 하소하였다. 퍼니스를 자연 냉각하고, 하소된 분말이 담긴 백금 도가니를 퍼니스에서 꺼내어 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 얻었다.
상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말과 AgNbO3 분말을 이용하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하였다. 상기 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. AgNbO3 분말과 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량한 후, 칭량된 AgNbO3 분말과 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 에탄올과 함께 습식 혼합하였다. 볼 밀링기를 이용하여 200 rpm의 속도로 회전시켜 산화물 분말들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아로 이루어진 5㎜ 크기의 볼을 사용하였고, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. 볼 밀링 후, 80℃의 항온 건조기에서 2 시간 동안 건조하였다. 백금(Pt) 도가니에 혼합 분쇄된 산화물 분말을 넣고, 상기 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 후 퍼니스(furnace)의 온도를 1050℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 높여주었다. 퍼니스의 온도를 1050℃에서 5시간 동안 유지하여 하소하였다. 퍼니스를 자연 냉각하고, 하소된 분말이 담긴 백금 도가니를 퍼니스에서 꺼내어 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 얻었다.
합성된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말의 결정성과 물리적 특성을 측정하기 위하여 다음과 같은 과정을 수행하였다.
제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과, 소결조제인 ZnO와, PVA(Polyvinyl Alcohol)를 첨가하여 10㎛ 이하로 입경을 균일화하였다. 상기 PVA는 증류수 100중량부에 대하여 PVA가 15중량부 함유된 PVA 용액을 사용하였으며, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말, 소결조제 및 PVA의 전체 함량에 대하여 10중량% 함유되게 첨가하였다. 상기 ZnO는 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말, 소결조제 및 PVA의 전체 함량에 대하여 0.5중량% 함유되게 첨가하였다.
상기 파우더를 1ton/㎠의 성형압으로 직경 1㎝의 디스크(disk) 타입으로 성형하여 시편으로 제조하였다.
상기 시편을 백금 도가니에 담고 백금 도가니를 퍼니스에 장입한 다음, 퍼니스의 온도를 5℃/분의 승온 속도로 650℃까지 올리고 650℃에서 5시간 유지하여 수분 및 바인더 성분을 제거하고, 퍼니스의 온도를 5℃/분의 승온 속도로 900℃로 올리고 다시 퍼니스의 온도를 1℃/분의 승온 속도로 1050℃까지 올린 후 1050℃에서 3시간 동안 열처리하여 소결시편을 제조하였다.
상기 소결 시편을 연마하고, 증류수로 세척한 후 양면에 실버페이스트를 스크린 인쇄한 후 700℃에서 10분간 소부(열처리)하여 은 전극을 형성하고, 분극처리를 하기 위하여 실리콘 오일 속에서 3~5kV/mm의 전압을 30분간 인가하였다. 그리고 이들 시료를 100~200℃에서 1시간 동안 열처리 하였다.
도 1은 실시예 1에 따라 1050℃에서 하소되어 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 압전 분말의 X-선 회절(X-ray diffraction; XRD) 패턴이다. 도 1에서 (a)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.00(K0.5Na0.5)1.00}NbO3 압전 분말에 대한 것이고, (b)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.01(K0.5Na0.5)0.99}NbO3 압전 분말에 대한 것이며, (c)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.02(K0.5Na0.5)0.98}NbO3 압전 분말에 대한 것이고, (d)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.04(K0.5Na0.5)0.96}NbO3 압전 분말에 대한 것이다.
도 1을 참조하면, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 압전 분말은 이차상이 발생되지 않고 단일상의 페로브스카이트 화합물이 잘 합성된 것을 볼 수 있다. 이러한 화합물은 자신의 용융점까지 안정한 상태를 유지한다.
도 2는 상기 실시예 1에 따라 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 압전 분말을 1050℃에서 소결한 후의 X-선 회절 패턴이다. 도 2에서 (a)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.00(K0.5Na0.5)1.00}NbO3 소결체에 대한 것이고, (b)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.01(K0.5Na0.5)0.99}NbO3 소결체에 대한 것이며, (c)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.02(K0.5Na0.5)0.98}NbO3 소결체에 대한 것이고, (d)는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.04(K0.5Na0.5)0.96}NbO3 소결체에 대한 것이다.
도 2를 참조하면, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 소결체는 이차상이 발생되지 않고 단일상의 페로브스카이트 결정 구조로 이루어졌음을 볼 수 있다.
아래의 표 1은 상기 실시예 1에 따라 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 소결체의 특성을 보여주고 있다.
조성 밀도(g/㎤) 유전율 Kp Qm d33(pC/N)
0.2AgNbO3-0.8(Li0.00(K0.5Na0.5)1.00)NbO3 4.54117 483.9556 0.3328 111.2287 107
0.2AgNbO3-0.8(Li0.01(K0.5Na0.5)0.99)NbO3 4.42523 442.9986 0.3316 102.8493 103
0.2AgNbO3-0.8(Li0.02(K0.5Na0.5)0.98)NbO3 4.47379 466.5985 0.3190 101.9665 93
0.2AgNbO3-0.8(Li0.04(K0.5Na0.5)0.96)NbO3 4.57545 490.7290 0.2826 101.1512 88
표 1을 참조하면, 전기기계 결합계수(Kp) 측정값은 원판 형상의 압전 세라믹 진동자의 2차원 모드(Planar mode)에 대한 예를 나타냈는데, 본 발명의 효과는 원판 형상의 압전 세라믹 진동자의 2차원 모드(Planar mode)에 한정되지 않고, 두께 종진동, 두께 미끄럼 진동 등 다른 압전 세라믹 진동자로써 특히, 예를 들어 발진자 등에 이용되는 다른 진동 모드에 있어서도 2차원 모드의 경우와 동일하게 유효하다. 본 발명에 따라 제조된 압전 소결체는 유전율이 440 이상이고, 전기기계 결합계수(Kp)가 28.26% 이상으로 측정되었다. 또한, 기계적 품질계수(Qm)는 101.1512 이상이고, 압전상수(d33)는 88 이상으로 측정되었다. 본 발명에 따라 제조된 압전 세라믹스의 유전율, 전기기계 결합계수(Kp) 및 기계적 품질계수(Qm) 특성이 상당히 우수함을 알 수 있다.
도 3 내지 도 8은 상기 실시예 1에 따라 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 소결체의 표면을 보여주는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 사진이다. 도 3은 0.2AgNbO3-0.8{Li0.00(K0.5Na0.5)1.00}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이고, 도 4는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.01(K0.5Na0.5)0.99}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이며, 도 5는 0.2AgNbO3-0.8{Li0.02(K0.5Na0.5)0.98}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이며, 도 6은 0.2AgNbO3-0.8{Li0.03(K0.5Na0.5)0.97}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이고, 도 7은 0.2AgNbO3-0.8{Li0.04(K0.5Na0.5)0.96}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이며, 도 8은 0.2AgNbO3-0.8{Li0.05(K0.5Na0.5)0.95}NbO3 소결체의 주사전자현미경 사진이다.
도 3 내지 도 8에 나타난 바와 같이, xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 소결체는 균일한 표면을 가짐을 볼 수 있다.
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.

Claims (5)

  1. AgNbO3 분말, (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말 및 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 합성하는 단계;
    상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말과 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 이용하여 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말을 합성하는 단계; 및
    상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 임) 분말과 상기 AgNbO3 분말을 이용하여 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말의 합성은,
    (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, K, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하는 단계;
    칭량된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계; 및
    분쇄된 Li2CO3 분말, K2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 (LipK1-p)NbO3 (여기서, p는 실수이고 0＜p＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말의 합성은,
    (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 Li, Na, Nb 및 O를 몰비에 따라 계산하고 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 칭량하여 준비하는 단계;
    칭량된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계; 및
    분쇄된 Li2CO3 분말, Na2CO3 분말 및 Nb2O5 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 (LiqNa1-q)NbO3 (여기서, q는 실수이고 0＜q＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말을 합성하는 단계는,
    xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 제조하기 위하여 상기 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 상기 AgNbO3 분말을 원하는 조성의 몰비에 따라 칭량하는 단계;
    칭량된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 혼합하고 분쇄하는 단계; 및
    분쇄된 {Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 분말과 AgNbO3 분말을 800~1100℃에서 하소하여 상기 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 분말을 합성하는 단계를 포함하는 압전 세라믹스 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법으로 제조된 xAgNbO3-y{Lim(KnNa1-n)1-m}NbO3 (여기서, m은 실수이고 0＜m＜1 이고, n은 실수이고 0＜n＜1 이며, x는 실수이고 0＜x＜1 이고, y는 실수이고 0＜y＜1 임) 조성을 갖고 페로브스카이트 결정 구조를 갖는 압전 세라믹스.
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