일반기술

가속도센서용 압전세라믹스 조성물

- 목적 : 압전 전압상수(g)가 크고 온도안정성이 현저하게 개선되어 가속도 센서에 적합한 압전 세라믹스 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.- 구성 : 압전세라믹스 조성물은 αPb(Sb1/2Nb1/2)O3-βPbZrO3-γPbTiO3+xMnO2 +yLa2O3의 압전 세라믹스 조성에서 조성식 중의 변수 α가 몰비로 0.01≤α≤0.10이고, β가 몰비로 0.30≤β≤0.60이며, γ가 몰비로 0.30≤γ≤0.60이고, x는 조성물 총량에 대한 중량%로서 0.1≤x≤1.0이며, y는 조성물 총량에 대한 중량%로서 0.1≤y≤0.5인 것을 특징으로 한다.- 효과 : 압전전압상수가 크고 온도안정성이 현저하게 개선되어 가속도 센서용 압전 세라믹스로서 실용성이 높은 효과가 있다. 본 기술은 새로운 조성식을 가지는 가속도 센서용 압전 세라믹스 조성물에 대한 것으로, 본 기술의 압전 세라믹스 조성물은 종래에 사용되고 있는 가속도 센서용 압전 재료에 비해 우수한 특성을 가지고 있다. 압전 세라믹스는 압력이 가해졌을 때 전압을 발생하고, 전계가 가해졌을 때 기계적인 변형이 일어나는 소자로서 진동을 전기적인 에너지로 변환할 수 있는 원리를 이용해 가속도 센서에 응용된다. 또한, 마이크로 폰, 스피커 등의 소자와 각종 센서와 탐지기 등에 사용된다. 압전 세라믹스는 응용분야에 따라 요구되는 특성이 매우 상이하여 정밀한 제조공정 제어가 필요하다. 본 기술은 αPb(Sb1/2Nb1/2)O3-βPbZrO3-γPbTiO3+xMnO2+yLa2O3의 압전 세라믹스 조성을 가지며, 각 성분을 조성에 맞게 혼합하고 분쇄한 후 온도가 약 700~1000 ℃인 전기로에서 약 1 내지 5 시간 동안 하소시켜 세라믹 조성물 분말을 제조하는 것이 특징이다. 본 기술은 종래 일반적으로 사용되고 있는 PZT[Pb(Zr,Ti)O3]를 기초로 한 3성분계 압전재료의 단점을 해결하여, 온도계수가 작아서 사용온도 변화에 관계없이 일정한 특성을 유지할 수 있는 조성인 것이 장점이다. 또한, 본 기술에서 첨가되는 이산화망간 및 산화티타늄은 특정 원소와의 치환이나 격자내 침입을 통하여 소결체의 소결성, 미세구조 등을 변화시킴으로써 압전 세라믹스 조성물에 우수한 압전특성을 부여할 수 있는 효과가 있다.