KR20230139553A - 고유전율 반강유전체 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고유전율 반강유전체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 갖고, 낮은 온도에서 소결되고, 높은 밀도 및 높은 유전율을 갖는 반강유전체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

고유전율 반강유전체 및 이의 제조방법{A HIGH DIELECTRIC PERMITTIVITY ANTIFERROELECTRIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 고유전율 반강유전체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 갖고, 낮은 온도에서 소결되고, 높은 밀도, 높은 유전율을 갖는 반강유전체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
현재 전기자동차 구동모터용 인버터내 DC 링크 캐패시터에는, 필름 캐패시터로 폴리프로필렌 필름 등이 절연체로 사용되는데, 절연체로 고분자 재료가 사용되었기 때문에 동작 온도는 저온으로, 고온에서 작동이 불가한 상황이다. 또, 필름 캐패시터를 캐패시터 케이스 내 배치한 후, 발열용 몰딩재로 덮은 형태이므로, DC 링크 캐패시터 전체의 크기와 무게가 상당하여 소량화 및 경량화가 필요한 실정이다.
종래에는 우수한 유전율 및 용량을 가지며 온도 특성이 뛰어난 소재인 티탄산바륨(BaTiO3)을 이용하기도 하였으나, 상기 소재는 고전압에서 유전율이 감소한다는 단점이 있었다.
상기와 같은 문제들을 해결하기 위해 전압이 높아질수록 유전율이 저하되는 티탄산바륨(BaTiO3) 소재를 고전압에서 사용될수록 유전율 및 캐패시터 용량이 높아지는 반강유전체(AFE: anti-ferroelectric) 소재로 대체하려는 시도가 진행되고 있다.
특허문헌1: 한국등록특허 제10-1452077호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 낮은 온도에서 소결되고, 높은 밀도 및 높은 유전율을 갖는 반강유전체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명에 따른 고유전율 반강유전체는 PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 가질 수 있다(상기 X, Y, Z는 0에서 1사이의 수이다.).
상기 X는 0.86≤X≤0.90 일 수 있다.
상기 Y는 0.52≤Y≤0.56 일 수 있다.
상기 Z는 0.74≤Z≤0.78 일 수 있다.
상기 고유전율 반강유전체의 밀도는 7.5g/cm3 내지 8.0g/cm3 일 수 있다.
상기 고유전율 반강유전체의 유전율(Permittivity, ε)은 1100 내지 1300 일 수 있다.
상기 고유전율 반강유전체의 항복전압(Breakdown Voltage)은 8kV/mm 내지 10kV/mm 일 수 있다.
상기 고유전율 반강유전체의 소결온도는 900℃ 내지 1100℃ 일 수 있다.
본 발명에 따른 고유전율 반강유전체의 제조방법은 유전체의 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조하는 단계; 상기 전구체 혼합물을 하소하는 단계; 상기 하소된 결과물을 가압하여 성형물을 제조하는 단계; 및 상기 성형물을 소결하여 소결체를 제조하는 단계; 를 포함하고, PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 갖는 것일 수 있다.
상기 유전체의 전구체는 산화납(PbO) 50중량% 내지 60중량%, 산화지르코늄(ZrO2) 15중량% 내지 30중량%, 산화티타늄(TiO2) 1중량% 내지 5중량%, 산화란타늄(La2O5) 8중량% 내지 14중량%, 및 산화주석(SnO2) 1중량% 내지 16중량%를 포함할 수 있다.
상기 소결체를 제조하는 단계는 소결재를 첨가하고, 상기 소결재는 ZnO(산화아연) 1중량% 내지 4중량% 및 PbO(산화납) 1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 캐패시터는 청구항 1의 고유전율 반강유전체; 및 상기 고유전율 반강유전체의 표면에 제공된 전극;을 포함하고, 상기 전극은 구리(Cu)를 포함하는 것은 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 온도에서 소결되는 반강유전체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 높은 밀도를 갖는 반강유전체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면 높은 유전율을 갖는 반강유전체를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고유전율 반강유전체 제조방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 2a는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따라, 소결 온도에 따른 밀도를 측정한 결과이다.
도 2b는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따른 유전율 측정 결과이다.
도 2c는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따른 항복전압 측정 결과이다.
도 2d는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따른 XRD 측정 결과이다.
도 3은 Pb0.88La0.12([Zr0.7Sn0.3]0.86Ti0.14) 조성에 NiO와 ZnO를 첨가했을 시의 소결 온도에 따른 밀도 측정 결과이다.
도 4a는 소결 온도 950℃에서의 PbO 함량에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다.
도 4b는 소결 온도 1000℃에서의 PbO 함량에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다.
도 5a는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서의 Sn 몰비(Y값)에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다.
도 5b는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서의 Sn 몰비(Y값)에 따른 유전율 및 항복전압 측정 결과이다.
도 6a는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서의 Z값이 0.76보다 작을 때의 유전율 및 항복전압 측정 결과이다.
도 6b는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서의 Z값이 0.76보다 클 때의 유전율 및 항복전압 측정 결과이다.
도 6c는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서의 Z값이 0.76보다 클 때의 밀도 측정 결과이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
고유전율 반강유전체
본 발명에 따른 고유전율 반강유전체는 PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 가질 수 있다(상기 X, Y, Z는 0에서 1사이의 수이다.).
본 발명은 고전압에서 사용될 수록 유전율이 높아지는 반강유전소재를 적용하여 고전압에서 사용이 가능하고 유전율이 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 반강유전체 소재로 납, 란타늄, 지르코늄 및 티타늄으로 구성된 Pb(La)(Zr, Ti)O3(이하, PLZT)내 Zr을 Sn으로 치환하여 저장 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 X는 0.86≤X≤0.90 일 수 있다.
상기 Y는 0.52≤Y≤0.56 일 수 있다.
이때, 상기 Y가 0.52 미만이거나 0.56 초과일 경우, 모두 밀도 및 수축도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 Z는 0.74≤Z≤0.78 일 수 있다.
이때, 상기 Z가 0.74 미만일 경우, 유전율(Permittivity)은 증가하나 항복전압(Breakdown Voltage)이 감소하는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 Z가 0.78을 초과할 경우, 유전율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 Y와 Z는 비율이 1: 1~1.6일 수 있다.
이때, 상기 Y와 Z가 상기의 비율을 벗어날 경우, 목적하는 유전율 상승효과를 얻을 수 없거나, 또는 밀도가 감소하거나, 또는 항복전압이 감소하는 문제가 생길 수 있다.
상기 반강유전체의 밀도는 7.5g/cm3 내지 8.0g/cm3 일 수 있다.
상기 반강유전체의 유전율(Permittivity, ε)은 1100 내지 1300 일 수 있다.
상기 반강유전체의 항복전압(Breakdown Voltage)은 8kV/mm 내지 10kV/mm 일 수 있다.
상기 반강유전체의 소결온도는 900℃ 내지 1100℃ 일 수 있다.
일반적으로 유전체의 소결 온도가 1300℃ 이상인 것에 반해, 본 발명의 유전체의 소결 온도는 비교적 낮은 온도인 것이 특징이다.
기존의 적층 세라믹 콘덴서(Multilayer Ceramic Capacitors, MLCC)는 전극 대부분이 니켈(Ni)로 사용된다. 하지만 본 발명의 반강유전체의 경우에는 원가 절감을 위해서 Cu를 전극으로 사용한다. Cu의 녹는점은 1085℃로서 반강유전체의 소결 온도가 1085℃보다 낮아야 Cu전극이 유지될 수 있다.
고유전율 반강유전체 제조방법
도 1은 본 발명에 따른 고유전율 반강유전체 제조방법을 보여주는 플로우 차트이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고유전율 반강유전체의 제조방법은 유전체의 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조하는 단계(S10); 상기 전구체 혼합물을 하소하는 단계(S20); 상기 하소된 결과물을 가압하여 성형물을 제조하는 단계(S30); 및 상기 성형물을 소결하여 소결체를 제조하는 단계(S40); 를 포함할 수 있다.
상기 S10 단계는 유전체의 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조하는 단계이다. 상기 유전체의 전구체는 혼합 및 합성되어 본 발명의 유전체 골격을 구성할 수 있는 원소를 제공하며, 구체적으로 납, 지르코늄, 티타늄, 란타늄 및 주석 등의 원소를 포함한다.
상기 유전체의 전구체는 산화납(PbO) 50중량% 내지 60중량%, 산화지르코늄(ZrO2) 15중량% 내지 30중량%, 산화티타늄(TiO2) 1중량% 내지 5중량%, 산화란타늄(La2O5) 8중량% 내지 14중량%, 및 산화주석(SnO2) 1중량% 내지 16중량%를 포함할 수 있다.
이때 상기 함량 범위를 벗어나게 될 경우 납, 지르코늄, 티타늄, 란타늄 및 주석이 최적의 몰비율로 구성된 반강유전체를 얻을 수 없게 된다.
상기 S20 단계는 전구체 혼합물을 하소하는 단계이다. 구체적으로 전구체 혼합물로 성형물을 제조하고 소결을 진행하기 이전에 열처리를 진행하는 단계이다.
상기 하소는 바람직하게 700℃ 내지 900℃에서 진행되고, 2시간 내지 5시간동안 진행된다.
상기 하소한 이후, 고른 입자의 분말을 형성시키기 위해 필요에 따라 분쇄 과정이 추가될 수도 있다.
상기 S30 단계는 상기 하소된 결과물을 가압하여 성형물을 제조하는 단계이다. 상기 하소물은 성형시키기 전에 과립화될 수 있는데, 바람직하게 바인더 및 용매와 혼합되어 과립될 수 있다.
상기 과립화된 하소물 목적하는 형상으로 성형을 진행할 수 있는데, 일례로 가압시켜 진행될 수 있다.
상기 바인더 및 용매가 사용될 경우, 상기 바인더 및 용매를 제거하기 위한 탈 바인더 고정이 더 진행될 수 있으며, 상기 탈 바인더 공정은 500 내지 700℃ 의 열처리를 통해 진행될 수 있으며, 상기 열처리에 의해 바인더 및 용매가 제거될 수 있다.
상기 S40 단계는 상기 성형물을 소결하여 소결체를 제조하는 단계이다. 성형물을 구성하는 하소물 분말 입자들이 서로 부착하여 굳어지게 만들 목적으로 소결이 진행될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 이 단계에서 소결재를 첨가하는데, 상기 소결재는 소결 온도를 낮출 목적으로 투입되나, 유전체의 밀도 및 수축도(Shrinkage)를 높이는 효과도 있다.
상기 소결재는 ZnO(산화아연) 0.01중량% 내지 4중량% 및 PbO(산화납) 0.01중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
상기 소결재는 바람직하게 ZnO(산화아연) 2중량% 내지 4중량% 및 PbO(산화납) 6중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
이때, 상기 소결재의 ZnO가 0.01중량% 미만일 경우, 밀도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 소결재의 PbO가 10중량% 미만일 경우, 밀도와 수축도가 모두 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 소결체를 제조하는 단계는 바람직하게 900 내지 1100℃ 온도에서 2 내지 5시간 동안 진행될 수 있다. 일반적으로 유전체 제조 공정상 소결 온도가 1300℃ 이상이 되는 것에 반해 본 발명의 소결은 비교적 낮은 온도에서 진행되는 것이 특징이다.
캐패시터
본 발명의 캐패시터는 본 발명의 반강유전체 및 상기 반강유전체의 표면에 제공된 전극을 포함한다.
상기 전극은 구리(Cu)를 포함하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명을 구체적인 실험예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실험예 1: PLZT에 Sn 첨가시의 효과
PLZT에 Sn을 첨가해 Pb를 Sn으로 치환할 시의 효과를 확인하기 위해 실험을 진행하였다.
도 2a는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따라, 소결 온도에 따른 밀도를 측정한 결과이다. 도 2b는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따른 유전율 측정 결과이다. 도 2c는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y값에 따른 항복전압 측정 결과이다. 도 2d는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서 Y의 값에 따른 XRD 측정 결과이다.
상기 도 2a 내지 2c를 참조하면, Y(Sn몰비)값이 증가할수록 유전율은 저하되나 밀도와 항복전압은 상승하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 2d를 참조하면, Sn이 첨가되어도 기존의 perovskite구조는 유지되고 있음을 확인할 수 있다.
실험예 2: ZnO의 저온 소결 효과
상기 실험예 1을 통해 Y=0.3일 때, 유전율은 낮지만 밀도 및 항복전압이 우수한 것을 확인하였다. 이에, Y=0.3을 기준으로 저온 소결 효과를 확인하기 위해 소결하는 단계에 소결재로 NiO 2중량% 및 2.5중량%, ZnO 2중량% 및 2.5중량%를 넣은 뒤 950-1100℃의 소결 온도에서의 밀도를 측정하였다.
도 3은 Pb0.88La0.12([Zr0.7Sn0.3]0.86Ti0.14) 조성에 NiO와 ZnO를 첨가했을 시의 소결 온도에 따른 밀도 측정 결과이다.
상기 도 3을 참조하면, ZnO가 NiO보다 저온 소결 효과가 우수한 것을 확인할 수 있다.
실험예 3: ZnO + PbO의 저온 소결 효과
상기 실험예 2를 통해 ZnO의 저온 소결 효과를 확인할 수 있었지만, 본 발명의 예상 소결 밀도인 7.6g/cm3에는 달성하지 못했다. 이에 실험을 계속 한 결과, ZnO 단독으로는 2중량% 이상에서 효과가 크지 않아, 타 저온 소결재를 추가로 첨가하기로 했다. PbO는 PLZT 조성에서 휘발의 보상으로도 사용되므로, 타 첨가제 대비 2차상 가능성이 낮았으므로, PbO를 사용하였다.
도 4a는 소결 온도 950℃에서의 PbO 함량에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다. 도 4b는 소결 온도 1000℃에서의 PbO 함량에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다.
상기 도 4a 및 4b를 참조하면, ZnO 2중량%에 PbO를 첨가할 경우, 1000℃ 미만에서 소결이 가능하고, 밀도가 7.5g/cm3을 달성함을 확인할 수 있다. 또한, 도 4a를 참조하면, 바람직하게는, PbO가 6중량% 내지 8중량%일 때 밀도와 수축도 모두에서 가장 효과가 좋은 것을 확인할 수 있다.
실험예 4: Sn 함량에 따른 효과
상기 실험예 1을 통해 PLZT에 Sn을 첨가해 Pb를 Sn을 치환할 시의 효과를 확인하였다. 이에, 높은 수축도, 높은 밀도, 높은 유전율 및 높은 항복전압을 얻을 수 있는 Sn의 몰비율을 도출하기 위한 실험을 진행하였다.
도 5a는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서의 Sn 몰비(Y값)에 따른 밀도 및 수축도 측정 결과이다. 도 5b는 Pb0.88La0.12([Zr1-YSnY]0.86Ti0.14) 조성에서의 Sn 몰비(Y값)에 따른 유전율 및 항복전압 측정 결과이다.
상기 도 5a 및 5b를 참조하면, Y=0.54인 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]0.86Ti0.14)일 때의 수축도, 밀도, 유전율 및 항복전압이 가장 높은 것을 확인할 수 있다.
실험예 5: (Zr, Sn) 함량에 따른 효과
상기 실험예 4를 통해 Y=0.54일 때, 본 발명이 목표로 하는 소결온도, 밀도, 수축도 및 항복전압을 달성한 것을 확인할 수 있다. 하지면 목표였던 1200이상의 유전율을 얻지 못하였으므로, Sn은 0.54로 유지한 채 Zr, Sn을 한 묶음으로 하여, Ti와의 상대적 함량 변경을 통해 기존 대비 고유전율을 얻기 위해 실험을 진행하였다.
도 6a는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서 Z값이 0.76보다 작을 때의 유전율 및 항복전압 측정 결과이다. 도 6b는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서 Z값이 0.76보다 클 때의 유전율 및 항복전압 측정 결과이다. 도 6c는 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]ZTi1-Z) 조성에서 Z값이 0.76보다 클 때의 밀도 측정 결과이다.
상기 도 6a 내지 6c를 참조하면, Z=0.76인 Pb0.88La0.12([Zr0.46Sn0.54]0.76Ti0.24) 일 때, 7.8g/cm3이상의 밀도, 1200 이상의 유전율, 9kV/mm 이상의 항복 전압을 확인할 수 있었고, 950℃의 낮은 소결 온도를 도출할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 고유전율 반강유전체는 PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 가지고, 적절한 배합을 통해, 낮은 온도에서 소결되고, 높은 밀도 및 높은 유전율을 갖는 반강유전체를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (19)

  1. PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 갖는 고유전율 반강유전체.
    (상기 X, Y, Z는 0에서 1사이의 수이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X는 0.86 ≤X ≤0.90 인 고유전율 반강유전체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Y는 0.52 ≤Y ≤0.56 인 고유전율 반강유전체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Z는 0.74 ≤Z ≤0.78 인 고유전율 반강유전체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반강유전체의 밀도는 7.5g/cm3 내지 8.0g/cm3 인 고유전율 반강유전체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반강유전체의 유전율(Permittivity, ε)은 1100 내지 1300 인 고유전율 반강유전체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반강유전체의 항복전압(Breakdown Voltage)은 8kV/mm 내지 10kV/mm 인 고유전율 반강유전체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반강유전체의 소결온도는 900℃ 내지 1100℃인 고유전율 반강유전체.
  9. 유전체의 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 전구체 혼합물을 하소하는 단계;
    상기 하소된 결과물을 가압하여 성형물을 제조하는 단계; 및
    상기 성형물을 소결하여 소결체를 제조하는 단계; 를 포함하고,
    PbxLa1-x([Zr1-YSnY]ZTi1-Z) 조성을 갖는 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유전체의 전구체는
    산화납(PbO) 50중량% 내지 60중량%,
    산화지르코늄(ZrO2) 15중량% 내지 30중량%,
    산화티타늄(TiO2) 1중량% 내지 5중량%,
    산화란타늄(La2O5) 8중량% 내지 14중량%, 및
    산화주석(SnO2) 1중량% 내지 16중량%를 포함하는 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 소결체를 제조하는 단계는 소결재를 첨가하고,
    상기 소결재는 ZnO(산화아연) 1중량% 내지 4중량% 및 PbO(산화납) 1중량% 내지 10중량%를 포함하는 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 X는 0.86 ≤X ≤0.90 인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 Y는 0.52 ≤Y ≤0.56 인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 Z는 0.74 ≤Z ≤0.78 인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 반강유전체의 밀도는 7.5g/cm3 내지 8.0g/cm3 인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 반강유전체의 유전율(Permittivity, ε)은 1100 내지 1300 인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 반강유전체의 항복전압(Breakdown Voltage)은 8kV/mm 내지 10kV/mm 인 것인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 반강유전체의 소결온도는 900℃ 내지 1100℃인 것인 고유전율 반강유전체의 제조방법.
  19. 상기 청구항 1의 반강유전체; 및
    상기 반강유전체의 표면에 제공된 전극;을 포함하고,
    상기 전극은 구리(Cu)를 포함하는 것은 특징으로 하는 캐패시터.
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