• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.04b
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• pp.76-79
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• 2000

The $Ba(Zn_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ ceramics were prepared by conventional mixed oxide method. The structural properties of the BZT ceramics with the sintering temperature were investigated by XRD, SEM. The BZT ceramics have a complex-perovskite structure. The BZT ceramics sintered at $1550^{\circ}C$ had a superstructure plane of BZT(100). Increasing the sintering temperature, the bulk density and ordering were increased. The bulk density of the BZT ceramics sintered at $1550^{\circ}C$ was $7.50[g/cm^3]$. Increasing the sintering temperature, the average grain size were increased and pore were decreased.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.477-483
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• 2003

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.8
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• pp.636-640
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• 2011

The lead-free $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-(hereafter NKN-BZT) CuO, ZnO-doped ceramics were prepared using a conventional mixed oxide method. NKN-BZT ceramics doped CuO, ZnO have superior structural and electrical properties than pure NKN-BZT ceramics. For the NKN-BZT-ZnO ceramics sintered at $1,120^{\circ}C$, piezoelectric constant ($d_{33}$) of sample showed the optimum values of 172 pC/N. The $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-ZnO ceramics are a promising candidate for lead-free piezoelectric materials.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.205-205
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• 2008

PZT 세라믹은 우수한 유전 및 압전특성을 갖고 있어 변압기, 센서 및 엑츄에이터 등에 널리 응용되고 있다. 그러나, 우수한 특성에도 불구하고 PZT세라믹스의 소결시 PbO의 높은 유독성 및 휘발로 인하여 환경오염을 야기 시킨다. 그러므로 PbO로 구성된 세라믹을 대체하기 위한 우수한 압전특성을 가진 비납계 세라믹스 개발이 연구의 주류를 이루고 있다. 그 중 비납계 NKN와 BZT는 대체물질로 많이 관심을 받고 있다. 이는 일반적인 NKN조성은 우수한 압전성과 높은 큐리온도를 가지고 있을 뿐만 아니라, BZT조성의 Zr성분이 큐리온도를 낮추거나 유전특성을 졸게 하여 유전율 곡선을 완화하게 하는 특징이 있다. 하지만 NKN은 $1140^{\circ}C$이상의 소결온도에서 K의 휘발특성으로 인해 소성 후에도 주변의 수분을 흡수하는 조해성이 발생하는 문제가 발생한다. 그래서 본 연구에서는 낮은 온도에서 NKN계 세라믹스의 밀도를 증가시킬 뿐만 아니라, 우수한 유전 및 압전특성을 갖는 세라믹스를 제조하고자 비납계 $0.94(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3-0.06Ba(Zr_{0.05}Ti_{0.95})O_3$ (NKN-BZT)의 조성을 사용하였고 소결조제로는 $MnO_2$, NiO, $Bi_2O_3$, ZnO, $Li_2CO_3$, CuO등을 변화주어 유전 및 압전 특성을 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.304-304
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• 2010

최근 생활에 편리하며 휴대하기 좋은 전자기기들이 개발되고 있다. 휴대폰이나 MP3와 같은 전자기기들은 거의 필수품이라고 할 정도로 우리의 일상생활에 근접하여 있다. 그 종 대표적으로 휴대폰의 종류로 스마트폰과 같은 터치스크린을 이용한 사례는 점차 상승하고 있으며 시간이 지날수록 그 수요는 더욱 많아지고 있다. 때문에 몰입감 제공을 위하여 햅틱장치의 채용이 일반화 되고 있다. 햅틱장치란 가상환경이나 원거리에 있는 환경과 사용자가 상호 작용할 때 사용자에게 촉감이나 힘의 정보를 전달하여 주는 장치로 진동 및 회동 저항에 의해 사용자로 하여금 촉감들 느낄 수 있도록 하는 장치를 뜻한다. 즉, 현실감을 전달을 중점으로 하는 햅틱장치는 빠른 응답 속도와, 진동의 주파수와 크기는 독립적으로 제어가 가능해야 하며 기계적 수용기들을 직접적으로 자극할 수 있어야 한다. 하지만 모바일 햅틱장치의 경우 크기 및 소비전력의 문제로 모든 스펙을 만족하기에는 어려워 좀 더 한정적인 느낌을 제공할 수 없다. 현재까지 모바일 장치에서 햅틱 피드백을 위하여 진동모터나, 솔레노이드, 압전 액츄에이터 등이 많이 사용되어 지고 있다. 그 중 압전 액츄에이터는 입력에너지를 기계적 출력에너지로 변환되는 효과를 이용 한 것으로 압력 센서, 초음파 센서 등 많은 분야에서 응용되고 있으며 변위 범위는 작지만, 크기가 매우 작고 변위 정밀도가 높으며 발생력과 응답속도가 빠르다는 장점이 존재한다. 이를 이용한 햅틱 압전 엑츄에이터의 제작에 사용되는 압전 세라믹스는 높은 전기적 특성을 가질수록 더 졸은 효율을 가지며 이로 인하여 보다 좋은 전기적 특성을 가지는 압전 세라믹스를 필요로 한다. 현재 많이 사용되는 PZT계 세라믹스는 우수한 전기적 특성으로 많이 사용되고 있지만 Pb의 유독성으로 인한 환경문제로 Pb가 포함된 제품을 제한하고 있어 현재 Lead-free의 연구가 이루어지고 있다. Lead-free중 Ba$(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3$(BZT)는 PZT계 세라믹스를 대체할 차세대 압전 재료로 주목받고 있다. 일반적으로 Lead-free의 압전계수($d_{33}$=100~300pC/N)는 비교적 낮은 값을 보이지만 BZT의 압전계수(BZT $d_{33}$~620pC/N)는 PZT계 세라믹스의 압전계수($d_{33}$=500~600pC/N)와 비교하여 부족하지 않은 압전계수를 보여주며 PZT를 대체할 재료로 주목받고 있다. 본 실험은 햅틱 압전 엑츄에이터용 무연 압전세라믹스의 제작을 위하여 Ba$(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3-(Ba_{0.7}Ca_{0.3})-TiO_3$(BZT -BCT)의 조성으로 유전 및 압전 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1436-1437
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• 2011

(1-x)(Na,K)$NbO_3$-xBa(Zr,Ti)$O_3$ lead free piezoelectric ceramics were synthesized to enhance the piezoelectric properties of (Na,K)$NbO_3$. The synthesis and sintering method were the conventional solid state reaction method and general sintering method in air atmosphere. We report the improved piezoelectric properties in the perovskite structure composed of the NKN and BZT ceramics. We investigated the effects of NKN, BZT on the structural and electrical properties of the NKN-BZT ceramics. The NKN-BZT ceramics show good performance with piezoelectric constant $d_{33}$=155pC/N. The results reveal that (1-x)(Na,K)$NbO_3$-xBa(Zr,Ti)$O_3$ ceramics are promising candidate materials for lead-free piezoelectric application.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1667-1669
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• 2000

The 0.8Ba($Zn_{1/3}Ta_{2/3})O_3$-0.2Ba($Co_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ ceramics were prepared by conventional mixed oxide method. The structural properties of the 0.8BZT-0.2BCN ceramics with the sintering temperature were investigated by XRD and SEM. The 0.8BZT-0.2BCN ceramics had a superstructure reflection plane of (100), (200). Increasing the sintering temperature. the ordering parameter of B-site atoms were increased. The lattice constant of 0.8BZT-0.2BCN ceramics was 3.97${\AA}$. Increasing the sintering temperature, the average gram sizes were increased. In the case of the 0.8BZT-0.2BCN ceramics sintered at 1500$^{\circ}C$, the average grain size and bulk density were 1.56${\mu}m$, 6.93$g/cm^3$, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.07a
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• pp.383-386
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• 2000

The 0.6Ba(Zn$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$-0.4Ba(Co$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_3$ceramics were prepared by the conventional mixed oxide method. The structural properties of the 0.6BZT-0.4BCN ceramics with the sintering temperature were investigated by XRD, SEM. The 0.6BZT-0.4BCN ceramics had a complex-perovskite structure. Increasing the sintering temperature, the peak intensity of the superstructure reflection plane were increased and the density and ordering were increased. The density of the 0.6BZT-0.4BCN ceramics sintered at 1475$^{\circ}C$ was 6.455[g/cm$^3$].

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.10 s.269
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• pp.771-776
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• 2004

[ $Ba(Zr_{0.08}Ti_{0.92})O_3$ ] polycrystal was grown by floating zone technique with two ellipsoidal mirrors using the $8\%$of Zr-modified BZT ceramics as both a feed rod and a seed crystal. In order to study the annealing effect, a part of the grown crystal was sliced and annealed in the oxygen atmosphere at $1,200^{\circ}C$ for 10 h. The dielectric constant and loss at 10 kHz, 100 kHz, and 1 MHz were measured in the temperature range between $-100^{\circ}C$ and $150^{\circ}C$ to investigate the dielectric properties of the grown polycrystal. The electric-field dependence of the dielectric constant at 10 kHz and 100 kHz was studied by measuring the dielectric constants as a function of the biased-electric fields which ran from -15 kV/cm to 15 kV/cm. Due to the effect of annealing in the oxygen atmosphere, the electric-field tunability of dielectric constants increased from $47.5\%$ to 5 to and the figure of merit for this material from 39.6 to 46.4. Since the figure of merit can be increased to more than 46.4 by increasing the maximum value of the biased-electric fields to more than 15 V/cm, this material nay have a possibility for applications in microwave tuning devices at room temperature.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.2
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• pp.80-84
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• 2015

We investigated the dielectric relaxation properties $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics with CuO addition. With increasing CuO addition, the lattice parameter was increased by substitution of small amount $Cu^{2+}$ ion in B-site of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics. Also the grain size and the maximum dielectric constant of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics was decreased with increasing amounts of CuO addition. Moreover, the diffused phase transition properties (${\gamma}$) of $0.5Ba(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3-0.5(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ ceramics was increased by compositional fluctuation with increasing of CuO amount, changed from 1.45 at 1 wt% CuO addition to 1.94 at 7 wt% CuO addition.