Fabrication and Electrical Properties of High Tc $A_{2}B_{2}O_{7}$ Piezoelectric Ceramics Using the Powders Prepared by the Chemical Coprecipitation Method

화학적공침법에 의한 $A_{2}B_{2}O_{7}$ 고온압전세라믹스의 제작과 전기적 특성

  • 손창헌 (영남대학교 대학원 전자공학과) ;
  • 전상재 (영남대학교 대학원 전자공학과) ;
  • 남효덕 (영남대학교 전기전자공학과)
  • Published : 1997.07.31

Abstract

Polycrystalline $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ and $La_{2}Ti_{2}O_{7}$ ceramics with very high Curie temperatures were synthesized by the chemical coprecipitation method (CCP). The powders synthesized were identified by XRD and their sintering behavior and physical properties were studied. The grain-orientation and electrical properties of sintered ceramics were investigated as a function of firing temperature. Single phase could be obtained by CCP method at temperature lower than that of the conventional method by 100 - $150^{\circ}C$. Strontium niobate, $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$, powder was Prepared by CCP method at temperatures as low as $800^{\circ}C$ via intermediate phase of $Sr_{5}Nb_{4}O_{15}$ formed at $700^{\circ}C$. The resulting CCP-derived powder was observed to have finer and more uniform particle size distribution than those obtained through the conventional or the molten salt synthesis method. Sintering of CCP-derived $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ powder at $1500^{\circ}C$ yielded a highly dense ceramics with 97% theoretical density. Very high grain-orientation developed along the (0k0) direction was observed by SEM, which resulted in anisotropic dielectric properties of the sintered samples, with the dielectric constant values approaching those for single crystal.

높은 큐리온도를 가진 다결정 세라믹스 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$$La_{2}Ti_{2}O_{7}$을 화학적공침법으로 제조하고 하소분말의 입도분포와 상구조 및 소결특성 등을 조사하였으며, 소결온도에 따른 입자배향도와 전기적 특성을 선행연구 고상반응법 및 용융염합성법과 비교하였다. 화학적공침법을 이용함으로써 고상반응법에 비해 $100{\sim}150^{\circ}C$ 낮은 하소온도에서 단일상을 얻을 수 있었고, 특히 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$의 경우, $700^{\circ}C$에서 중간 생성물 $Sr_{5}Nb_{4}O_{15}$가 생성된 후 $800^{\circ}C$의 낮은 하소온도에서 단일상이 나타났으며 얻어진 하소분말도 미세하고 균일하였다. 화학적공침법에 의해 $1500^{\circ}C$에서 소결한 $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ 세라믹스는 이론밀도의 97%에 달하는 우수한 소결성을 보였을 뿐만 아니라 (0k0) 방향의 입자배향도가 현저히 컸으며, 결과적으로 절단방향에 따른 유전특성의 이방성을 나타내어 a-cut 방향의 유전율은 단결정에 비해 손색이 없었다.

Keywords