• 제목/요약/키워드: $(Na_{1/2}Bi_{1/2})TiO_3-PbTiO_3$

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Dielectric and Pyroelectric Properties of Lead-Free Sodium Bismuth Titanate Thin Films Due to Excess Sodium and Bismuth Addition

  • Kang, Dong Heon;Kang, Yong Hee
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.25-30
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    • 2013
  • Pb-free ferroelectric $(Na_{0.5}Bi_{0.5})TiO_3$ (NBT) thin films were prepared by a modified sol-gel process. Their structural, dielectric and pyroelectric properties were investigated as a function of the excess Na/Bi ratio and the annealing temperature. In the case of thin films containing no excess Na and Bi, only partial amounts of the perovskite NBT were crystallized, where the films consisted mainly of the pyrochlore phase of $Bi_2Ti_2O_7$ for annealing conditions of $600{\sim}800^{\circ}C$. With increasing excess Na/Bi ratio, the proportion of the perovskite phase effectively increased due to the compensation of the volatile Na and Bi components. For a Na/Bi ratio of 2.0, the thin film with single NBT perovskite phase was obtained within XRD detection limit after annealing at $700^{\circ}C$ for 10 min and it showed the excellent dielectric properties, ${\varepsilon}r$ of ~550 and tan ${\delta}$ of 0.03. While these properties were degraded for Na/Bi ratio of 2.5 despite the existence of pure perovskite phase. The NBT thin film with Na/Bi ratio of 2.0 are also promising candidates for applications requiring pyroelectric devices because it was found to have pyroelectric coefficients of $1.3{\sim}7nC/cm^2K$ in the temperature range of $30{\sim}100^{\circ}C$.

비스무스 페라이트계 무연 압전 세라믹스 (BiFeO3-based Lead-free Piezoelectric Ceramics)

  • 최진홍;김현아;한승호;강형원;이형규;김정석;천채일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.692-701
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    • 2012
  • Recently, many lead-free piezoelectric materials have been investigated for the replacement of existing Pb-based piezoelectric ceramics because of globally increasing environmental interest. There has been remarkable improvement in piezoelectric properties of some lead-free ceramics such as $(Bi,Na)TiO_3-(Bi,K)TiO_3-BaTiO_3$, $(Na,K)NbO_3-LiSbO_3$, and so on. However, no one still has comparable piezoelectric properties to lead-based materials. Therefore, new lead-free piezoelectric ceramics are required. $BiFeO_3$ has a rhombohedrally distorted perovskite structure at room temperature and a very high Curie temperature ($T_C$= 1,100 K). And a very large electric polarization of 50 ~ 60 ${\mu}C/cm^2$ has been reported both in epitaxial thin film and single crystal $BiFeO_3$. Therefore, a high piezoelectric effect is expected also in a $BiFeO_3$ ceramics. The recent research activities on $BiFeO_3$ or $BiFeO_3$-based solid solutions are reviewed in this article.

무연 BNKT 세라믹스를 이용한 위해(危害)전력설비 접근 직접감지용 압력센서에 관한 연구 (A Study on the Pressure Sensor for the Direct Detection of the Approach to the Dangerous Power Facilities Using Pb-free BNKT Ceramics)

  • 홍재일;류주현
    • 전기학회논문지P
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    • 제55권1호
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    • pp.31-34
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    • 2006
  • A infrared rays sensor or ultrasonic sensor can detect the object at the narrow area, however a pressure sensor can detect man and animal at the wide area. It is necessary to manufacture the sensor by using Pb-free ceramics in the respect of environmental protection. Piezoelectric properties of ceramics added 0.2wt% $La_2O_3\;into\;0.96Bi_{0.5}(Na_{0.84}K_{0.16})_{0.5}+0.04SrTiO_3$ were 0.4 of kp, $31{\times}$10^{-3}Vm/N\;of\;g_{33}$. The output voltage of the pressure sensor is 0.48 V at 20 in$H_2O$. The output voltage of the pressure sensor with driving circuit is 9.8 V, 37 ms width.

광양 폐금광 수계에 형성된 철수산화물에 대한 광물학적 및 지구화학적 특성 (Mineralogy and Geochemistry of Iron Hydroxides in the Stream of Abandoned Gold Mine in Kwangyang, Korea)

  • 박천영;정연중;김성구
    • 한국지구과학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.208-222
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    • 2001
  • 이 연구는 전남 광양광산과 그 주변의 하천에 형성되어 있는 부유성 비정질 퇴적물의 지구화학적 특성을 밝히기 위해 수행되었다. 부유성 비정질 퇴적물의 주요성분은 Fe$_2$O$_3$이며, Fe$_2$O$_3$의 함량은 17.9${\cdot}$72.3wt.% 범위로 나타난다. Fe함량이 증가하면 Si, Al, Mg, Na, K, Mn 및 Ti 함량이 감소하며 Te, Au, Ga, Bi, Cd, Hg, Sb, 및 Se등의 함량은 증가한다. 하상 침전물인 비정질 퇴적물에는 As(최대 54.9ppm), Bi(최대 3.77ppm), Cd(최대 3.65ppm), Hg(최대64ppm), Sb(최대 10.1ppm), Cu (최대 37.1ppm), Mo(최대 8.86ppm), Pb(최대 9.45ppm) 및 Zn(최대 29.7ppm) 등의 중금속원소가 농집되어 있다. 황갈색 침전물에는 Au(최대 4.40ppm)와 Ag(최대 0.24ppm) 함량이 매우 높게 나타나며, Au함량은 하천의 상류지역에 높은 함량을 보이다가 하류지역으로 갈수록 그 함량이 감소한다. 반면에 Ag 함량은 상류지역의 하천에 낮은 함량을 보이다가 하류지역으로 갈수록 그 함량이 증가하여 나타난다. XRD분석에서 하상의 황갈색 침전물은 X-선회절선이 뚜렷하지 않은 비정질이거나 결정도가 미약한 철수산화물로 밝혀졌으며, 석영, 침철석, 고령토, 일라이트 등이 관찰된다. IR분석에서 비정질 하상 퇴적물은 OH기, H$_2$O, SO$_4$ 및 Fe-O 기에 의한 흡수밴드가 관찰된다.

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비스무스계 무연 압전 세라믹스의 상전이 거동 및 전기 기계적 변형 특성에 대한 La2O3 도핑 효과 연구 (Effects of La2O3 Doping on Phase Transition Behavior and Electromechanical Strain Properties in Bismuth-Based Lead-Free Piezoelectric Ceramics)

  • 강은서;형성재;강유빈;박민성;즈엉 짱 안;이재신;한형수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제37권4호
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    • pp.457-463
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    • 2024
  • (Bi1/2Na1/2)TiO3(BNT) piezoelectric ceramics are one of the promising materials that can replace Pb(Zr, Ti)O3(PZT) piezoelectric ceramics due to the high electromechanical strain properties. However, it is still difficult to use practical applications because the required electric field for inducing electromechanical strain is relatively higher than that of PZT ceramics. To overcome this problem, it has been intensively studied on doping impurity or modifying other ABO3 for BNT-based piezoelectric ceramics. Therefore, this study investigated the effects of La2O3 doping on the phase transition behavior and electromechanical strain properties in BNT-SrTiO3 (BNT-ST) lead-free piezoelectric ceramics. In the case of the temperature-dependent dielectric properties, it was confirmed that a phase transition from ferroelectrics to relaxors is induced with increasing La2O3 content. As a result, the electromechanical strain properties of BNT-ST ceramics were improved. The highest Smax/Emax value corresponding to 300 pm/V was obtained at 2 mol% La2O3-dopped BNT-ST ceramics. Accordingly, this study successfully demonstrated that La2O3 doping is effective on the inducing phase transition from ferroelectrics to relaxors and the improving electromechanical strain properties of BNT-ST lead-free piezoelectric ceramics.

한국산 灰重石鑛의 광물학적, 지화학적 연구 및 그의 探査에의 이용 (The Mineralogical and Geochemical Study on Korean Scheelites and its Application to the Ore Prospecting)

  • So, Chil-Sup;Park, Maeng-Eon
    • 자원환경지질
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    • 제12권2호
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    • pp.79-93
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    • 1979
  • 한반도 내에 부존되고 있는 중적광상들은 세 주요한 Metallousenetic Epoch (Pre-Cambrian E., Jurassic-early Cretaceous E., 및 late Cretaceous-early Tertiary E.)에 생성되었고 성인으로 열수작용과 접촉교대작용에 기인된다고 보고되었다. 이중 12개 광상(달성, 산내, 일광, 상동, 대화, 월악, 복수, 옥방, 쌍전, 홍성, 삼봉, 청양)을 본 연구의 대상으로 택하고 각 지역에서 채취한 표품중 모두 25개 시료에 대하여 지화학적 실험을 수행하였다. 즉 각 분쇄된 시료 (-80+120mesh)는 super panner, 중액, isodynamic separator, UV lamp를 이용한 물리적인 처리과정을 거쳐 최종으로 입체현미경 하에서 단체분리된 후 Jarrell-Ash 1.5m Grating Spectrometer를 이용하여 본 연구대상 시료로 개발한 Spectrochemical method (Carrier: NaCl, Internal standard: $La_2O_3$)로 정량 분석되었다. 본 연구에서 밝혀낸 국내 회중석 광내에 함유되는 희유 윈소의 종류는 모두 Al, Bi, Fe, Si, Mn, Pb, Mg, Sn, Mo, Cu, Sr, Cr, Y, Ag, Ti, Ni, As, Yb의 18개 원소이며, 이들은 각각의 절대적 및 상대적인 함량과 각 광화작용의 시기, 광상의 성인, 모암, 각 원소의 mobility 그리고 회중석광의 형광색 및 육안색과 비교 검토되었다. 본 연구의 결과로 회중석광이 정출되는 과정에서 유사한 지질환경의 물리화학적인 여건이 이루어지면 그 내에 함유되는 몇 성분원소들의 화학적인 특성은 매우 유사성을 보여주는 typochemical habit를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 밝혀진 한국산 회중석 광내의 희유성분(稀有成分)으로서 Y, Mn, Sr 원소들의 Geochemical mobility의 특성(特性)은 앞으로 회중석광의 심도탐광을 위하여 고려되어야하고, 더욱 연구개발되어야 할 것이다. 또한 상기 회중석 광내의 물리적 및 화학적으로 결합되어 있는 불순물의 희유성분들은 선광 제련 파정에서 금속성분의 추출농집공정(工程)에 유용한 자료가 될 것이다.

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