Dielectric and Piezoelectric Properties of $Pb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ Ceramics

$Pb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ 세라믹스에서의 유전 및 압전 특성

본 연구에서는 (1-x) Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - x Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ (PSN) (x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08) 변화에 따른 미세구조 및 압전, 유전특성에 관해 고찰하였다. PSN 치환량이 증가함에 따라 정방정 (tetragonal)구조에서 삼방정(rhombohedral)구조로 상전이가 일어났으며, 결정립의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전기기계결합계수 (kp) 는 PSN이 4 mol % 치환됨에 따라 증가하였으며, 더 이상 치환 시 감소하였다. PSN 치환에 따른 전기적 특성은, 결정구조, 결정립의 크기 및 2 차상 등의 미세구조와 긴밀한 관계가 있는 것으로 보여진다. 상경계(Morphotropic Phase Boundary) 영역인 0.96 Pb(Zr0.515Ti0.485)$O_3$ - 0.04 Pb$(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5wt% $MnO_2$ 조성에서 $\varepsilon{^T}_{33}/\varepsilon_o$ = 1109, $k_p$= 70.8 (%), $d_{33}$= 325 (pC/N)의 우수한 특성을 나타내었다.