$BaTiO_3$ 소결에서 분위기 조절에 의한 입자성장 억제와 치밀화 향상

Abstract

본 실험에서는 소결분위기 조절에 의한 산소분압의 차이와 재소결이 소결체에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 0.4mol% $TiO_2$ 가 첨가된 $BaTiO_3$ 를 수소분위기에서 1250℃로 열처리한 다음 공기나 수소분위기에서 1300℃로 소결하였다. 공기분위기에서 소결하였을 경우 기지상의 입자들이 성장하지 않았고 상대밀도는 시간에 따라 빠르게 증가하였다. 반면 수소분위기에서 소결한 시편은 정상입자성장이 일어났고 상대밀도가 비교적 느리게 증가하였다. 1280℃에서 소결한 시편의 경우에도 비슷한 경향이 나타났다. 소결체를 수소분위기에서 같은 온도로 재소결하였다. 수소분위기에서 소결한 시편을 수소분위기에서 재소결하였을 경우 수소분위기에서 소결한 시편과 비슷한 입자성장과 치밀화 양상을 보였다. 하지만 공기분위기에서 소결한 시편을 수소분위기에서 재소결하였을 경우 수소분위기에서 소결했을 때보다 더 빠른 치밀화와 입자성장 양상을 보였다. 이상의 실험결과로부터 공기분위기에서 소결한 시편을 수소분위기에서 짧은 시간 동안 재소결함에 의해 높은 밀도와 미세한 입자크기를 가지는 시편을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.