$BaTiO_3$ 분말합성조건 및 $CeAIO_3-BaTiO_3$계 유전체의 기초적 연구

Preparation of $BaTiO_3$ powder in solid reaction and basic study on dielectrics of $CeAIO_3-BaTiO_3$system

$BaTiO_3$는 일반적으로 $BaCO_3$와 $TiO_2$의 고상반응으로 얻어지는데 BaO의 활성이 높고 이차상이 생성되므로 순수하게 합성하기가 어렵다. 순수한 $BaTiO_3$를 얻기 위해서 공침법, 가수분해법등이 연구되고 있으나 출발 원료가 비싸고 제조 공정상 문제로 고상반응으로 합성한 것과 별차이가 없다. 그래서 고상반응의 공정을 개선하는 연구가 다시 진행되고 있으며 본 연구에서도 $BaTiO_3$를 고상반응으로 합성할 때 물성에 좋지 않은 영향을 주는 이차상인 $Ba_2TiO_4$의 생성기구를 밝히고, 그것을 조절하려 했다. $BaTiO_3$의 이론조성중 Ba가 과잉인 영역에서는 $Ba_2TiO_4$가 $TiO_2$가 과잉인 영역에서는 $BaTiO_2O_5$와 $BaTiO_3O_7$이 소지의 팽창에 원인이 되었다. 환원에서 소결되는 $CeAIO_3$와 $BaTiO_3$계의 유전체는 공기중에서 $CeAIO_3$가 분해되고 이때 생성되는 $CeO_2$가 $BaTiO_3$의 전기적 물성에 큰 영향을 주었다.

It is hard to synthesize pure $BaTiO_3$ from $BaCO_3$ and $TiO_2$ in solid reaction for the activity of BaO and secondary phase. For this reason, the wet chemical techniques have been studied. Starting material which was used in these methods were expensive and the properties of powder which was synthesized in same defined. So, some process have been studying again to improve soild reaction method. This study which was one of those was to defin the forming mechanism of $Ba_2TiO_4$ and to control some condition of $Ba_2TiO_4$. The synthesis temperature of $BaTiO_3$ in solid reaction was near $1120^{\circ}C$. The quantity and forming temperature of $Ba_2TiO_4$ could be controlled by atmosphere heat treatment. $Ba_2TiO_4$ was related to expansion in Ba-rich region of $BaTiO_3$. $BaTiO_2O_5$ and $BaTiO_3O_7$ was reason to expand in Ti-rich region. The dielectrics of $CeAIO_3$ which was synthesized and sintered in reduction atmosphere and $BaTiO_3$ system were affected by $CeO_2$ which was formed for the decomposition of $CeAIO_3$ heat treatment in air.