Simultaneous Measurements of Polarization and Strain under Electric Field Ferroelectric Ceramics

강유전체 세라믹스에서의 전계인가에 따른 Polarization 및 Strain의 동시 측정

  • Park, Jae-Hwan (Dept.of Inorganic Materials Engineering,Seoul National University) ;
  • Hong, Guk-Seon (Dept.of Inorganic Materials Engineering,Seoul National University) ;
  • Park, Sun-Ja (Dept.of Inorganic Materials Engineering,Seoul National University)
  • 박재환 (서울대학교 무기재료공학과) ;
  • 홍국선 (서울대학교 무기재료공학과) ;
  • 박순자 (서울대학교 무기재료공학과)
  • Published : 1996.02.01

Abstract

60Hz의 교류전계를 사용하는 종래의 Sawyer-Tower회로를 응용하여 0.1Hz의 직류 개념(quasi-DC)의 전계를 이용한 polarization과 strain의 동시 측정을 실시하였다. 측정의 대상으로는 강유전체로서 압전변형을 보이는 재료 중 가장 대표적인 PZT 계와 완화형 강유전체로서 전왜변형을 보이는 재료 중 가장 대표적인 PZT계와 완화형 강유전체로서 전왜변형을 보이는 재료 중 가장 대표적인 PMN계로 하였다. 0.1Hz한 주기의 전계 인가로 이력곡선을 측정할 수 있어서 시편의 발열을 크게 억제할 수 있었고 정확한 온도에서의 측정이 가능하였다. 또한 양방향 전계뿐 아니라 단방향 전계, 바이어스 전계도 인가할 수 있기 때문에 종래의 Sawyer-Tower 방법에서는 얻을 수 없는 강유전성에 관한 다양한 정보를 얻을 수 있었다. 이 방법은 또한 0.1Hz의 전계 하에서 얻을 수 없는 강유전성에 관한 다양한 정도를 얻을 수 있었다. 이 방법은 또한 0.1Hz의 전계 하에서 이력곡선이 측정되는 한 주기 동안에 시편에 부착된 스트레인 게이지를 통해 전계인가에 따른 strain 변화를 동시에 측정할 수 있기 때문에 strain과 polarization의 상관관계를 정확히 조사할 수 있다는 장점이 있다. PMN계에서 인가되는 전계의 넓은 범위에서 전왜정수 Q값을 연속적으로 구할 수 있었다.

Keywords

References

  1. J. Am. Ceram. Soc. v.75 no.7 S.M.Pilgrim;M.Massuda;A.E.Sutherland
  2. Piezoelectric Ceramics B.Jaffe;W.R.Cook,Jr.;H.Jaffe
  3. J. Mat. Sci. v.6 Materials in Electronics J.H.Park;B.K.Kim;K.H.Song;S.J.Park
  4. Mater. Res. Bull. v.17 S.L.Swartz;T.R.Shrout
  5. J. Ceram. Soc., Jpn. v.103 no.1 J.H.Park;B.K.Kim;K.H.Song;S.J.Park
  6. J. Mater. Sci. Lett. v.14 J.H.Park;B.K.Kim;S.J.Park
  7. Ferroelectrics v.41 S.Nomura;K.Uchino
  8. Mater. Res. Bull. v.14 S.Nomura;J.Kuwata
  9. Phys. Rev. v.35 C.B.Sawyer;C.H.Tower
  10. Ferroelectrics v.5 E.T.Keve;A.D.Annis
  11. Am. Ceram. Soc. Bull. v.65 no.4 K.Uchino
  12. Piezoelectric/Electrostrictive Actuators K.Uchino
  13. J. Appl. Phys. v.51 K.Uchino;S.Nomura;L.E.Cross;S.J.Jang;R.E.Newnham