학술논문
바이오 메디컬용 코어-쉘 구조의 Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3계 무연압전세라믹 소재의 개발
이용수 65
- 영문명
- Development of Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3 Lead-free Piezoelectric Ceramic Material with Core-shell Structure for Biomedical
- 발행기관
- 한국산업경영시스템학회
- 저자명
- 윤성준 배준수
- 간행물 정보
- 『산업경영시스템학회지』제46권 제3호, 15~22쪽, 전체 8쪽
- 주제분류
- 공학 > 산업공학
- 파일형태
- 발행일자
- 2023.09.30
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국문 초록
영문 초록
BNKT Ceramics, one of the representative Pb free based piezoelectric ceramics, constitutes a perovskite(ABO3) structure. At this time, the perovskite structure (ABO3) is in the form where the corners of the octahedrons are connected, and in the unit cell, two ions, A and B, are cations, A ion is located at the body center, B ion is located at each corner, and an anion O is located at the center of each side. Since Bi, Na, and K sources constituting the A site are highly volatile at a sintering temperature of 1100℃ or higher, it is difficult to maintain uniformity of the composition. In order to solve this problem, there should be suppression of volatilization of the A site material or additional compensation of the volatilized. In this study, the basic composition of BNKT Ceramics was set to Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3 (= BNKT), and volatile site (Bi, Na, and K sources) were coated in the form of a shell to compensate additionally for the A site ions. In addition, the physical and electrical properties of BNKT and its coated with shell additives(= @BNK) were compared and analyzed, respectively. As a result of analyzing the crystal structure through XRD, both BNKT(Core) and @BNK(Shell) had perovskite phases, and the crystallinity was almost similar. Although the Curie temperature of the two sintered bodies was almost the same (TC = 290 ~ 300 ℃), it was confirmed that the d33 (piezoelectric coefficient) and Pr (residual polarization) values were different. The experimental results indicated that the additional compensation for a shell additive causes the coarsening, resulting in a decrease in sintering density and Pr(remanent polarization). However, coating shell additives to compensate for A site ion is an effective way to suppress volatilization. Based on these experimental results, it would be the biggest advantage to develop an eco-friendly material (Lead-free) that replaced lead (Pb), which is harmful to the human body. This lead-free piezoelectric material can be applied to a biomedical device or products(ex. earphones (hearing aids), heart rate monitors, ultrasonic vibrators, etc.) and skin beauty improvement products (mask packs for whitening and wrinkle improvement).
목차
1. 서 론
2. 실험방법
3. 결과 및 고찰
4. 결 론
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참고문헌
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