전자세라믹스

목차

전자세라믹스


1. 압전체 세라믹스 (piezo electric Ceramic)
1) 원리
2) 특징
3) 응용

2. 유전체 세라믹스(Dielectric Material)
※ 분극의 종류
※ 응용

3. 절연체 세라믹스

4. 반도체 세라믹스
1) NTC(부특성) 서미스터(Negative Temperatu re Coefficient thermistor)
(1) 일반형 NTC thermistor
(2) 고온형 NTC thermistor
(3) PTC(정특성) thermistor (Positive)
(4) CTR thermistor (Critical) 급변 써미스터

5. 자성체 세라믹스
‣ 자성을 가진 세라믹스
★센서 세라믹스

6. 참고문헌

본문내용

ve Temperatu re Coefficient thermistor)
온도에 민감한 저항체
작은 온도 변화에도 민감하게 영향을 받아 저항이 증감함
온도가 상승하면 저항이 감소하는 경우
온도가 상승하면 저항이 증가하는 경우
어떤 온도에 도달하면 비로소 저항이 크게 변하는 경우
위 세 가지로 나누어진다.
(1) 일반형 NTC thermistor
① 합성
화학적으로 원자구조가 비슷한 전이금속의 산화물을 사용
(Ni, Mn, Co, Fe 등 )
산화니켈 (NiO)
사산화망간 (Mn3O4)
산화코발트 (Co3O4) 중 몇 종류를 혼합
산화제2철 (Fe2O3)
산화제2구리 (CuO)
1200℃～1500℃ 범위에서 소결하여 합성
② 특징
온도가 상승함에 따라 저항이 감소해가는 큰 부의 온도특성
즉, NTC특성을 가짐
사용온도는 -30℃～130℃ (높을경우 300℃까지)
③ 용도
온도보상용으로 서미스터와 IC회로를 결합해 사용
전자온도계의 센서
자동제어용 센서 등 온도감지용
냉방기나 히터의 실온제어
냉장고의 온도제어
(2) 고온형 NTC thermistor
고융점 세라믹스형임
산화지르코늄계 세라믹스의 ZrO2-Y2O3계 의 두 가지가 있음
ZrO2-CaO계
온도는 1000℃정도
응용분야로는 전기조리기, 가스오븐 등의 온도검출 등이 있음
(3) PTC(정특성) thermistor (Positive)
온도상승에 따라 저항이 증가하는 특성
티탄산바륨계 : 미량(0.1～1.5)의 La, Y2O3, Th 등의 산화물을 혼합하여 소성한 것.
낮은 온도에서는 비교적 낮은 저항값을 갖음
하지만, 어떤 온도에 도달하면 갑자기 저항이 증가
그 증가폭이 대단히 큼
때문에 성분을 조절함으로써 Curie point 를 변화시킴
두 가지의 경우가 있는데,
첫번째는 Ba 의 일부를 Pb으로 바꿈으로써 고온쪽으로 이동시키는 방법
두 번째는 Ba의 일부를 Sr로 치환 혹은
Ti의 일부를 Sn또는 Zr로 치환
함으로써 저온쪽으로 이동시키는 방법
응용분야로는 온도센서와 과전류 보호소자(온도로 전류를 제한하는 소자) 등이 있음
(4) CTR thermistor (Critical) 급변 써미스터
상온에서는 비교적 높은 저항값을 가져 전류를 통과시키기 어려움
하지만 온도를 올려가면 일정온도에서 저항이 갑자기 감소하는 형태
대표적으로 산화바나듐(VO2)과 5산화바나듐(V2O5)의 두가지가 있음
산화바나듐은 온도가 70℃정도가 되면 저항이 1/100 정도로 급강하함 5산화바나듐은 SrO2 등을 혼합 환원성분위기에서 소결하고 저항값이 급 변하는 온도는 미량의 Ge, Ne, Mo, W 등의 산화물 첨가로 결정구조를 조절함
응용분야로는 화재경보기, 적외선 감지용 등이 있음
※ 저항 발열체
① 탄화규소계(SiC) 세라믹스 : 1650℃
② 규화몰리브덴계(MoSi2) 세라믹스 : 1700℃ 고온에서 안정
③ 란탄크롬삼(LaCrO3)계 세라믹스 : 1800℃ 온도상승에 따라 저항값 일정, 온도 자동제어가 용이.
④ 산화지르코늄(ZrO2) 세라믹스 : 2000℃ 초고온 전기로용.Zr는 1100℃까지 는 저항이 커서 발열이 어려움
★ Varistor : 어떤 값 이상의 높은 전압을 가하면 전류가 갑자기 증가하는 저항소자. 즉, 전압에 의해 저항 값이 큰 폭으로 변하는소자이 다. 탄화수소 계, 산화아연 계, 티탄산스트론튬 계 varistor 의 세 종류가 있음.
PTC ceramic 방식을 이용하여
석유난로나 가스 히터를 대체할
수 있는 고효율 난방 온풍기
5. 자성체 세라믹스
자성을 가진 세라믹스
자기를 띠든가 자기에 작용하는 세라믹스를 ferrite라 함
산화철을 주체로 한 자성을 가진 화합물을 뜻하며,
일반적으로 Fe2O3와 2가금속(Mg, Cu, Co, Ni, Zn, Cd등)의 이온을 첨가 하여 일부의 제1철이온 (Fe+2)과 치환 또는 결합시킨 형태의 세라믹스를 말함
(1) hard ferrite : MO-6Fe2O3 (M= Ba, Sr)
요즘은 플라스틱이나 고무자석이 나와서 많이 쓰이고 있음
플라스틱자석은 성형이 쉽고 가볍다
(2) soft ferrite : MO-Fe2O3 (M=Mn, Co, Ni, Zn 등의 혼합체)
VTR, 변압기 등에 사용
(3) 중간 hard ferrite
오디오, 비디오의 녹음테이프
★센서 세라믹스
(1) 습도 센서
다결정체 세라믹스의 입자면에 공기중의 수분을 흡착시켜 그 때의 저항변화를 알아내는 방법
전자렌지, 오븐 등에 쓰임
① 비가열형 습도센서 : 산화아연계 ( ZnO-Li2O-V2O5-Cr2O3)
② 가열형 습도센서 : MgCr2O4- TiO2
(2) 가스센서
반도체의 표면에 어떤 종류의 기체분자가 붙으면 이 반도체의 도전율이 변화하며 가스누출이 없는 공기중에는 저항이 높아 전류의 흐름이 어렵 게 되며, 반대로 가연성 가스가 스며들면 환원성 기체 즉 산소를 빼앗는 형태의 가스는 저항을 떨어뜨려 전류가 흐르기 쉽게 됨
대표적으로 산화주석(SnO2)계 세라믹스가 있는데 가스누출 경보센서로 이용됨
(3) 산소센서
자동차 엔진의 효율과, 배기가스 감소로 인해 공기와 연료의 혼합비 조 절등에 사용됨 ZeO2-Y2O3계가 있음
(4) 적외선센서
0.78～1mm를 적외선이라함
티탄산납계 세라믹스가 대표적
도난방지기에 사용됨
자성체 세라믹 Various ferrites made of ceramics
6. 참고문헌
http://www.ntnp7.co.kr
유전체 세라믹 기판 , 스파이럴 유전체 안테나, 대양 아이비.
www.tamurakorea.co.kr
압전 세라믹 응용제품, 타무라코리아.
www.nanet.go.kr
자성 세라믹스의 개발과 동향, 국회도서관.
www.kisti.re.kr
광/전자 세라믹스, 한국과학기술정보연구원.
www.xegob.com
HID램프용 절연체 알루미나 세라믹 튜브(Ceramic Tube), 포스텍.
http://joungwoo.kr
PTC ceramic, 정우열기.
HTTP://diamond.kist.re.kr
자성체 세라믹, Cerapedia.

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