결과보고서. 압전 세라믹스를 통한 일반적인 세라믹 공정의 이해

소개글

고려대학교 신소재공학부 재료공학실험 A+ 받은 레포트입니다.

목차

a. 압전 세라믹스가 압전 특성을 나타내는 이유를 설명하고, 현재 연구되고 있는 압전 세라믹스에 대해 간단히 조사하시오.
1) 압전 세라믹스 특성
2) 현재 연구되고 있는 압전 세라믹스

b.압전 세라믹스의 polarization에 대하여 조사하고 Ferroelectric domain과 연관지어 Ferroelectric hysteresis loop를 설명하시오.
1) 압전 세라믹스의 polarization
2) Ferroelectric hysteresis loop

※ Reference

본문내용

a. 압전 세라믹스가 압전 특성을 나타내는 이유를 설명하고, 현재 연구되고 있는 압전 세라믹스에 대해 간단히 조사하시오.
1) 압전 세라믹스 특성
압전성(piezoelectricity)은 1880년 Jacques Curie와 Pierre Curie에 의해 quartz, zinc blende, tourmaline, rochelle salt와 같은 결정의 대칭에 대한 압력의 영향을 연구 하던 중 발견되었고, 1880년 Hankel에 의하여 처음으로 “압전성(압력 전기)”라고 명명되었다. Cancy는 압전성을 기계적인 변형에 의해서 유도되고 변형의 크기에 비례하며 변형의 방향에 의해서 결정되어지는 전기분극으로 정의하였다.
물질의 결정 상태는 그 대칭에 따라 32가지로 분류되는데, 그 중 11종류는 대칭성이 존재하지만, 나머지 21 종류는 비대칭 결정구조이다.

<중 략>

2) Ferroelectric hysteresis loop
Hysteresis란 어떤 물리량이 그 때의 물리조건만으로는 결정되지 않고, 그 이전에 그 물질이 경과해 온 상태의 변화과정에 의존하는 현상이다.
강유전체(强誘電體, ferroelectrics)는 외부의 전기장이 없이도 스스로 분극(자발 분극, Spontaneous polarization, Ps)을 가지는 재료로서 외부 전기장에 의하여 분극의 방향이 바뀔 수(switching) 있는 물질을 뜻한다. 주로 산화물이 많이 응용되고 있으며 BaTiO3가 가장 대표적인 재료이다.
응용 사례로서는 전자회로에 많이 사용되는 MLCC(multilayer ceramic capacitor)를 비롯하여 가스레인지 착화기등의 압전 응용 등 일상 생활에 아주 많이 사용되고 있다. 첨단 응용으로는 강유전체 기억소자(FeRAM) 응용을 위한 박막 연구가 지난 20년 정도 활발히 진행되었으나 최근에는 조금 주춤해진 상태이다. FeRAM은 DRAM의 기억 세포에 강유전체 재료를 넣어서 외부 전원이 없더라도 정보가 사라지지 않는 비휘발성의 특성을 가지며, 강유전체의 자발 분극을 이용하므로 우주선에도 강하다는 장점을 갖는다.

참고 자료

김형욱(2006), 낱알 정렬된 Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO₃세라믹의 유전 및 압전 특성 = Dielectric and Piezoelectric Properties of Grain Oriented Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3 Ceramics
http://www.scera.co.kr/main_kr/tech_info/contents_main5.htm
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B0%95%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%B2%B4