• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.489-494
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• 2009

In this study, In order to improve dielectric and piezoelectric properties of Lead-free piezoelectric ceramics, $0.95(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3-0.05Li(Sb_{0.8}Nb_{0.2})O_3+0.2\;wt%Ag_2O+0.4\;wt%MnO_2+Xwt%CuO$ were investigated as a function of the amount of CuO addition. With increasing the amount of CuO addition, density was increased up to 0.4 wt.% CuO and then decreased above. And also, electro mechanical coupling factor ($k_p$) was decreased. At the 0.4 wt% CuO added specimen sintered at $1020^{\circ}C$, $k_p$, Qm, density, dielectric constant (${\varepsilon}_r$) and $d_{33}$[pC/N] showed the optimal value of $4.37\;g/cm^3$, 0.354, 305, 645, and 144 pC/N respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.216-217
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• 2005

In this paper, in order to develop Pb-free piezoelectric ceramics, $(Li_{0.05}Na_{0.57}K_{0.38})NbO_3$ ceramic was fabricated with the variation of $Bi_2O_3$ addition. Piezoelectric properties of the ceramic were varied with the amount of $Bi_2O_3$ addition and showed the maximum kp value at.0.2 wt% $Bi_2O_3$ addition. Qm of $Bi_2O_3$ added ceramics showed lower values than the non-added ceramics, however, the kp was increased by the addition of $Bi_2O_3$ up to 0.2 wt%. At the sintering temperature of 1110$^{\circ}C$ and the calcination temperature of 850$^{\circ}C$, the optimal values of density=4.52g/$cm^3$, kp=0.47, $\varepsilon_r$=400 were obtained.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.925-929
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• 2009

In this study, $0.95(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3-0.05Li(Sb_{0.8}Nb_{0.2})O_3$ ceramics were investigated as a function of the amount of $Ag_2O$ addition in order to improve dielectric and piezoelectric properties of lead-free piezoelectric ceramics. With increasing the amount of $Ag_2O$ addition, density and electromechanical coupling factor ($k_p$) increased up to 0.2 wt.% $Ag_2O$ and decreased above 0.2 wt.% $Ag_2O$. At the sintering temperature of $1020^{\circ}C$, electromechanical coupling factor ($k_p$), density, dielectric constant (${\varepsilon}r$) and curie temperature (Tc) of ceramics with 0.2 wt% $Ag_2O$ showed the optimal values of 0.42, $4.33\;g/cm^3$, 738 and $393^{\circ}C$, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.835-839
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• 2002

Micro-Pulling Down(${\mu}$-PD)법을 이용하여 직경 1 mm, 길이 30∼35 mm의 $Er_2O_3$와 MgO가 첨가된 화학양론조성 $LiNbO_3$단결정을 성장하였다. 성장된 결정의 $Er_2O_3$와 MgO 첨가에 따른 up-conversion 특성의 변화 및 MgO 첨가량이 광손상에 미치는 영향을 관찰하기 위해 투과율을 측정하였다. 또한 $LiNbO_3$ 단결정 내의 결함유무를 광학현미경을 이용하여 관찰하였고, Electron Probe Micro Analysis(EPMA)를 이용하여 결정 내에 $Er_2O_3$와 MgO가 균일하게 분포되어있음을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권4호
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• pp.377-380
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• 1999

Erbium (Er) doped $LiNbO_{3}(Er:LiNbO_{3})$ single crystal fibers were grown free of creacks along the c-axis by micro-pulling down method. The $Er^{3+}$ concentration was distributed homogeneously along the growth axis. The samples for optical characterization were cut from as-grown single crystal fibers and polished. When the 980nm light was incident on the sample, upconversion phenomena were observed at the green range of wavelength 510~570nm. In addition, the intensity of upconversion was remarkably increased by increasing the concentration of $Er_{2}O_{3}$ dopant in as-grown $Er:LiNbO_{3}$ crystals.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.131-134
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• 2002

The effect of the addition on the densification, low temperature sintering, and microwave dielectric properties of the Ca[($Li_{1/3}Nb_{2/3}$)$_{1-x}$$Ti_{x}$]$O_{3-{\delta}}$/(CLNT) was investigated. $Bi_2O_3$ additives improved the dencification and reduced the sintering temperature from $1150^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ of CLNT microwave dielectric ceramics. As increasing $Bi_2O_3$ contents, the dielectric constants and bulk density were increased. The quality factor, however, was decreased slighty. The temperature coefficients of the resonant frequency shifted positive value as increasing $Bi_2O_3$ contents. The dielectric properties of Ca[($Li_{1/3}Nb_{2/3}$)$_{1-x}$$Ti_{x}$]$O_{3-{\delta}}$ and Ca[($Li_{1/3}Nb_{2/3}$)$_{0.8}Ti_{0.2}$]$O_{3-{\delta}}$ with 5wt% $Bi_2O_3$ sintered at $900^{\circ}C$ for 3h were $\varepsilon_{r}$=20, 35 Q.$f_{0}$=6500, 11,000 GHz, $\tau_{f}$=4, 13 ppm/$^{\circ}C$, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2007

강유전성 세라믹스 재료로써는 PZT계열의 세라믹재료가 널리 쓰이고 있다. 이는 우수한 유전 및 압전특성을 가지고 있으나, PbO을 다량 함유하고 있어 $1000^{\circ}C$이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 PbO휘발로 인한 강한 독성이 인체에 유해하다. 최근에는 Pb의 환경문제가 대두됨에 따라 이를 대체할 다른 물질의 개발이 활발하게 연구되고 있다. 대표적인 비납계 강유전 세라믹스인 $(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ ($d_{33}$ = 120 pC/N, Kp = 39%, Qm = 210, 이하 NKN라 표기) 조성은 $KNbO_3,\;NaNbO_3$ 상태도에 따라 순수한 NKN 세라믹스는 $1140^{\circ}C$에서 안정상을 가지나, 높은 온도로 인하여$Na_2O$와 $K_2O$가 쉽게 휘발됨에 따라 화학량 비의 변화가 생겨 이차 상을 형성하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 $LiNbO_3$의 새로운 고용체를 추가시켜 기본 NKN조성에 압전성 및 고온에서의 상안정성을 향상시키고자 하였다. 최적 조성을 설계하기 위하여 (1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-xLiNbO_3$, x=(0,0.02,0.04,0.06,0.08)의 범위에서 조성을 변화시키면서 실험하였다. 시편 제작은 일반적인 세라믹스 소결 공정을 적용하였는데, $850^{\circ}C$에서 5시간 하소 후 $1080^{\circ}C$에서 2시간 소결하였다. 하소 및 소결 후에는 XRD분석을 통해 perovskite구조를 확인하였고, 미세구조 확인을 위해 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 압전특성을 평가하기 위해 압전 $d_{33}$-meter를 사용하였으며, impedance analyzer (HP 4194A)를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.77-77
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• 2009

$Pb(Zr,Ti_O_3$계 세라믹스는 우수한 압전 특성으로 인하여 압전변압기 및 액츄에이터, 센서 등 많은 분야에 응용이 되어져 왔다. 그러나, 최근 들어 $1000^{\circ}C$에서 급속도로 많은 휘발을 하는 PbO는 환경 및 인체에 나쁜 영향을 미칠 뿐 아니라 사용 후의 처리도 어려워 선진국에서는 사용을 제한하거나 줄이고 있는 추세에 있다. 따라서, PbO를 포함하지 않은 무연 (Lead-free)계 압전 세라믹스에 대한 연구가 많은 관심을 끌고 있으며 앞으로는E 장래성 있는 하나의 이슈 분야가 될 것이다. 이러한 Pb-based System 세라믹스를 대체 할 재료로서 $(Bi_{1/2}Na_{1/2})TiO_3$나 Tungsten-Bronze type, $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3$ 등이 주로 연구가 되고 있다. 특히, alkali niobate를 기초로 한 $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3(NKN)$은 무연 압전 물질로서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, NKN의 주요 성분인 K 의 높은 조해성 때문에 일반적인 고상방법으로는 고 밀도의 세라믹을 얻기 힘들뿐더러 낮은 상전이 온도 때문에 많은 응용에는 제약이 되고 있다. 이러한 세라믹의 단점을 보완하고자 Hot forging, RTGG, SPS 등 과 같이 특수한 소결방법을 사용하여 고밀도의 세라믹을 제작하지만 이 방법들은 제품 대량 생산에 있어 경제적으로나 복잡한 제조과정을 고려할 때 매우 비효율적이라고 판단된다. 그러므로 $BaTiO_3$, $LiTaO_3$, Mg, Ca등을 첨가 시켜 소결을 향상시키고 고밀도를 얻기 위해 많은 연구가 진행 중이다. 따라서 본 연구에서는 Pb-based계의 세라믹스를 대체할 우수한 특성의 세라믹스를 제작하고자 기존의 $(K_{1/2}Na_{1/2})NbO_3(NKN)$세라믹스에서 낮은 용융온도 때문에 소결하기 어려운 $KNbO_3$를 제거한 $NaNbO_3$에 $LiNbO_3$와 $BaTiO_3$를 추가한 $NaLiNbO_3-BaTiO_3$세라믹스에 $K_4CuNb_8O_{23}$(KCN)을 첨가함으로서 이에 따른 압전 및 유전 특성을 조사하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권5호
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• pp.405-409
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• 2019

Piezoelectric ceramic specimens with the $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})_{0.65}Ti_{0.35}O_3$ (PMN-PT) composition are prepared by the solid state reaction method known as the "columbite precursor" method. Moreover, the effects of the $Li_2O-Bi_2O_3$ additive on the microstructure, crystal structure, and piezoelectric properties of sintered PMN-PT ceramic samples are investigated. The addition of $Li_2O-Bi_2O_3$ lowers the sintering temperature from $1,200^{\circ}C$ to $950^{\circ}C$. Moreover, with the addition of >5 wt.% additive, the crystal structure changes from tetragonal to rhombohedral. Notably, the sample with 3 wt.% additive exhibits excellent piezoelectric properties ($d_{33}=596pC/N$ and Kp = 57%) and a sintered density of $7.92g/cm^3$ after sintering at $950^{\circ}C$. In addition, the sample exhibits a curie temperature of $138.6^{\circ}C$ at 1 kHz. Finally, the compatibility of the sample with a Cu electrode is examined, because the energy-dispersive X-ray spectroscopy data indicate the absence of interdiffusion between Cu and the ceramic material.

• 한국세라믹학회지
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• 제30권7호
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• pp.543-548
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• 1993

Stability and formation of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN) phase synthesized in Li2SO4-Na2SO4 molten salts have been investigated. And powder characteristics of PMN have been studied with a variation of processing parameters such as temperature, time, amount of the salts, and excess PbO. More ratio of Li2SO4 to Na2SO4 influences the percentage of perovskite phase due to the difference of the eutectic point of the salts, but does not influence the powder characteristics. The shape of PMN particles shows faceted morphology with bimodal distribution consisting with large and submicron parts. Particle size of PMN increased greatly with increasing soaking time or amount of salts rather than temperature. The addition of excess PbO resulted in round PMN crystallites without submicron particles. These results are discussed by XRD, SEM and thermal analyses.