마이크로파 에너지를 이용한 PZT 압전세라믹스의 급속소결 = Rapid sintering of PZT piezoelectric ceramics by using microwave hybrid energy

국문 초록 (Abstract)

마이크로파 (2.45 GHz) 에너지를 이용한 PZT계 세라믹스의 소결특성과 전기적 특성을 조사하였다. 소결은 $1050 ~ 1130^{\circ}C$ 범위에서 5분간 행하였다. 소결온도가 높아질수록 소결밀도가 높은 치밀한 소결체를 얻을 수 있었으며, 전기적 특성이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 소결온도가 $1090^{\circ}C$이상으로 증가하게 되면 PbO의 휘발로 인하여 소결밀도가 감소하였으며, 이에 따라 유전율과 전기기계결합계수 값도 감소하였다. PbO 분위기 조절없이 마이크로파로 $1090^{\circ}C$에서 소결한 시편의 전기적 특성은 유전율, 기계적품질계수, 전기기계결합계수 등의 값이 각각 1900, 80, 0.53으로 일반적인 전기로에 의한 소결과 비교하여, 비슷한 특성을 나타내었다. 마이크로파 에너지를 이용하여 소결공정을 20분 안에 끝마칠 수 있는 급속소결법으로 공정시간과 에너지를 크게 절감할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Abstract The sintering behavior and the electrical properties of sintered PZT ceramics using 2.45 GHz microwave energy were investigated. The ceramics were sintered between $1050 ~ 1130^{\circ}C$ for 5 min. Sintered body with high density and good electrical properties were achieved as the sintering temperature increases. Above $1090^{\circ}C$, however, the bulk density was decreased due to the volatilization of PbO component, and also electrical properties were decreased. The relative dielectric constant, mechanical Quality factor, electro- mechanical coupling factor of microwave sintered body at $1090^{\circ}C$ without PbO atmosphere were 1900, 80, 0.53 respectively, which were comparable to conventional sintering values. The sintering process completed within 20 min using microwave hybrid energy. The processing time and the amount of energy con-sumption could be reduced by microwave hybrid energy assisted rapid sintering.