PZT제조공정

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PZT제조공정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

력은 증가
Cr, U 첨가
경시변화가 작게 되고, 공진주파수와 결합계수의 온도변화가 작음
저항률은 약간 저하, Qm은 증가
Weighing & Mixing
조성원소의 mol분율과 치환, 첨가원소의 중량비로 환산하고, 평량하여 배합(PbO의 보상)
Mixing(wet ball milling)
혼합효과가 좋고 분쇄효과가 우수
혼합물의 균일성은 하소시 반응에 중요한 영향
혼합원료 : 메틸알콜(순수한 물) : 지르코니아 볼 = 1 : 1 : 1 (중량비)
볼밀 회전시간은 수시간에서 수십시간
Dry, Calcination, Grinding & Binder mixing
Dry
보통 200 ~ 250도에서 충분히 건조
Calcination
혼합물을 분체 또는 조립된 형으로 고상반응을 종결(예비소성)
보통 800 ~950도의 온도에서 2 ~ 3시간 후 PZT합성
하소 목적 : 고상반응의 종결
소결시 체적수축으로 인한 변형, crack, 및 치밀한 소결자기를 얻기 위해
하소한 분말을 잘 분쇄
성형성을 좋게 하기 위해 binder를 혼합
보통 5% PVA용액을 6wt%첨가 후 유발에서 잘 혼합
Pressing & Sintering
Pressing
원료마다 성형비중과 수축률의 관계를 알고 자기의 치수에 맞게 설계
적절한 지름과 두께를 가진 원판형 시편으로 성형( 1000 kg/cm2 )
Sintering
PbO증발을 방지 (동일 조성의 분위기 분말을 사용 : PbO + ZrO2 )
통기성이 없는 도가니에 넣고 밀폐방식으로 소성
250도/시간, 500도에서 3시간 유지(Binder burn out), 1200 ~1300도에서 수십분에서 *수백분 소성
Lapping, Electroding & Poling
Lapping
진동체이므로 정밀한 치수가 요구
연마와 래핑에 의해 표면조직이 파괴되지 않도록 유의
Electroding
Ag paste사용해서 분극축에 수직된 면에 도포
600 ~700도에서 수 십분간 열처리
Poling
압전성을 주기 위해 자발 분극의 방향을 일치시키는 것
100도 silicon oil속에서 직류전계( 20 ~ 50kv / cm )를 30분 동안 인가
Measurement of Properties
X-선 회절 분석 :　하소한 분말과 소결 시편의 구조와 격자 상수의 변화를 관찰 및 PZT생성 확인
밀도 및 미세구조 관찰
시편의 밀도는 유전 및 압전 특성에 상당한 영향
미세구조는 시편의 파단면을 전자현미경으로 관찰
Kp　와 Qm 측정(조성에 따른)
유전상수(Ko)와 Curie온도 측정(조성에 따른)
온도 및 경시변화가 공진 주파수에 미는 영향
그　외, 조성에 따른 band width, 주파수에 따른 감쇠량, 조성에 따른 공진, 반공진 주파수 변화
특히 필터특성 제어를 위해서는 원하는 Kp, Qm값을 나타내는 조성의 선택이중요
Characteristics of various oscillator
Vibration mode & frequency range
Principles of resonator
Principles of resonator

키워드

PZT,   제조,   공정