A study on the composition of piezoelectric ceramic for high-power piezoelectric transformer

고출력 압전 변압기용 압전 세라믹의 조성에 관한 연구

In order to develope piezoelectric transformer for the ballast of fluorescent lamp, the composition of piezoelectric ceramics was 0.95Pb($Zr_xTi_{1-x}$)O3+yPb($Mn_{1/3}Nb_{2/3}$)$O_3$+(0.05-y)Pb($Sb_{1/2}Nb_{1/2}$)$O_3$. PMN compound was selected to improve mechanical quality factor and PSN to prevent the decrease of dielectric constant and electromechanical coupling coefficient. Dielectric and piezoelectric characteristics in the region of MPB of 0.95Pb($Zr_xTi_{1-x}$)$O_3$+yPb($Mn_{1/3}Nb_{2/3}$)$O_3$+(0.05-y)Pb($Sb_{1/2}Nb_{1/2}$)$O_3$ ceramics was discussed both quantatively and qualitatively.

본 연구에서는 고출력 압전 변압기에 적합한 압전 세라믹을 찾고자 그 조성으로 PZT계에 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$와 $Pb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$이 첨가된 3성분계 조성인 0.95Pb($Zr_xTi_{1-x}$)$O_3$+yPMN+(0.05-y)PSN으로 하였는데, 기계적 품질계수를 향상시킬 목적으로 PMN을 선정하였고, PSN은 유전율 및 전기기계 결합계수가 PMN으로 인해 저하되는 것을 방지 하고자 선정하였다. 이 3성분계 조성에서 최적의 성능을 가질 수 있는 MPB(Morphotropic Phase Boundary) 영역에서 유전 압전 및 전기적 특성을 정량적 정성적으로 검토하였다.