초록

본 연구에서는 Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3 (BNKT) 세라믹스의 소결거동, 유전 및 압전 특성에 대한 과잉의 CuO 첨가 효과를 살펴보았다. 과잉의 CuO를 소량 첨가하면 소결 과정에서 치밀화와 입자 성장에 크게 도움을 주지만, 3 mol% 이상 첨가하면 소결 후에 입계에 CuO가 석출이 되는 문제가 발생하였다. 1∼2 mol% CuO를 첨가하여 975℃의 낮은 온도에서 소결한 시료가 소결조제를 넣지 않고 1,175℃에서 소결한 시료에 필적하는 압전 특성을 나타내어서, CuO를 소결조제로 이용하면 저온소성을 통한 BNKT 적층형 세라믹 액추에이터의 저가격화에 크게 기여할 것으로 전망된다.

Abstract

We investigated the effect of excess CuO on the sintering behavior, ferroelectric, andpiezoelectric properties of lead-free Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3 (BNKT) ceramics. The addition of excess CuOwas found to greatly contribute to the densification and grain growth, however, excess CuO over 3 mol%was precipitated at grain boundaries after sintering. BNKT with 1∼2 mol% CuO in excess sintered at975℃ showed piezoelectric properties comparable to those of unmodified BNKT sintered at 1,175℃. These results seem meaningful for its application to low cost multilayer actuators (MLAs) becauselow firing ceramics make it possible to apply less expensive base metals to the inner electrode ofMLAs.

• Keywords: Piezoelectric, Lead-free ceramics, Bi-perovskite, Low temperature sintering