ZrO2가 첨가된 Ba(Zn1/3Ta2/3)O3의 미세구조 및 유전특성 연구 = Structural and Microwave Dielectric Propertries of ZrO2 Doped Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 Ceramics

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 ZrO_(2) 첨가가 Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_(3) (BZT)세라믹의 구조와 고주파 유전특성에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 시료에서 Ba_(5)Ta_(4)O_(15) 이차상이 발견되었으며 ZrO_(2)의 첨가량이 증가하면 Ba_(5)Ta_(4)O_(15) 상의 양은 감소하였다. 반면에 ZrO_(2)의 첨가량이 1.5 mol% 이상인 시료에서는 Ba_(0.5)TaO_(3) 상이 발견되었다. BZT의 입자 크기는 약 1 ㎛정도였지만, ZrO_(2)를 첨가하면 입자 크기가 증가하였다 SEM 및 TEM분석에 의하여 ZrO_(2)가 첨가되면 액상이 존재하는 것을 알 수 있었으며, 이로 인하여 입자가 성장되는 것이 발견되었다. 시편의 밀도는 소량의 ZrO_(2)를 첨가하면 증가하지만 ZrO_(2) 첨가량이 증가하면 감소하였다. 유전율은 모든 시료가 27에서 30사이의 값을 가지고 있었다. 공진주파수 온도계수는 소량의 ZrO_(2)를 첨가하였을 때는 변화하지 않았지만 첨가량이 2.5 mol% 이상에서는 증가하였다. Q×f값은 ZrO_(2)을 첨가하면 증가하였고, 입자 성장이 완료되는 조성에서 최대 값을 보였다. 본 연구에서는 ZrO_(2)를 2.0 mol% 첨가하고 1550℃에서 10시간 소결한 시료에서 최대의 Q×f 값 (164,000)을 얻을 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of ZrO_(2) addition on the structure and the microwave dielectric properties of Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_(3) (BZT) ceramics was investigated. Ba_(5)Ta_(4)O_(15) second phase was found in all the specimens and the amount of Ba_(5)Ta_(4)O_(15) phase decreased with the increase of ZrO_(2). When ZrO_(2) content exceeded 1.0 mol%, Ba_(0.5)TaO_(3) second phase was found. The average grain size of BZT was about 1 ㎛ and it significantly increased with the addition of ZrO_(2). The increase of the grain size was due to the presence of the liquid phase during the sintering, which was identified by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis showed that the liquid phase contains high concentration of Ba and Ta ions. The relative density increased with the addition of the small amount of ZrO_(2) but it decreased when the ZrO_(2) content was raised. Variation of the dielectric constant with ZrO_(2) was insignificant ranged between 27 and 30. The temperature coefficient of resonant frequency increased with the increase of ZrO_(2). The Q×f value of BZT was about 88,000 and it significantly improved with the addition of ZrO_(2). The improvement of the Q value could be related to the increase of the relative density and the grain size. The maximum Q×f value obtained in this work was approximately 164,000 for the BZT with 2.0 mol% ZrO_(2) sintered at 1550℃ for 10 h.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 실험 방법
• 3. 결과 및 고찰
• 4. 결론
• REFERENCES