강유전체 세라믹이란?
강유전성 세라믹은 일종의 결정질 초전 물질, 즉 특정 온도 이하로 냉각 될 때 전기적으로 분극되는 물질이다. 이와 관련하여 임계 온도는 퀴리 점이며, 철과 같은 강자성 물질이 자성을 잃는 온도 이상으로 더 잘 알려져 있습니다. 그러나 강유전체라는 용어는 철과 직접적인 관련이 없습니다. 강유전체 효과를 나타내는 재료에서, 적절한 배향의 전기장의 영향으로 극성이 반전 될 수있다. 이 특성을 갖는 많은 세라믹 재료는 분말 성분을 필요한 온도로 가열하고 재료가 냉각됨에 따라 결정화시켜 제조 할 수 있습니다.
이러한 특성을 나타내는 물질은 전형적으로 페 로브 스카이 트 결정 구조, 광물 페 로브 스카이 트 (CaTiO 3 ) 또는 칼슘 티타 네이트로부터 유래 된 용어를 갖는다. 이들 화합물은 일반 식 ABX 3을 가지며, 여기서 A는 큰 양이온이고, B는 훨씬 작은 양이온이며, X는 음이온, 일반적으로 산소이다. 이들 물질의 결정 구조는 "A"양이온이 각 큐브 내부에 6 개의 "X"음이온으로 둘러싸인 "B"양이온과 함께 입방 격자를 형성하도록되어있다. 페 로브 스카이 트 구조는 "B"양이온이 중심으로부터 멀어지는 경향이 있다는 점에서 대칭 중심을 갖지 않는다-이것은 강유전 효과에 필수적이다. 이러한 유형의 결정 구조를 갖는 강유전성 세라믹의 예는 티탄산 바륨 (BaTiO 3 ), 티탄산 납 (PbTiO 3 ) 및 니오브 산 칼륨 (KNbO 3 )이다.
전기장이인가 될 때, "B"양이온은 자기장의 방향에 따라 결정 격자 내에서 위치를 변경하고, 자기장이 꺼질 때 이들 위치에 유지된다. 이것은 재료가 전기적으로 분극되게한다. 그러나 "B"양이온의 위치는 다른 방향으로 전기장을 적용하여 변경할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 강유전성 세라믹은 정보를 기록 할 수 있고 따라서 컴퓨터 메모리에 사용될 수있다.
강유전체의 가장 중요한 응용 중 하나는 강유전성 랜덤 액세스 메모리 (FRAM)입니다. 이는 매우 빠른 데이터 저장 및 검색 기능을 제공하며 전원 공급 장치가 없을 때 저장된 데이터가 보존된다는 이점이 있습니다. 강유전성 세라믹은 또한 커패시터에 사용하기에 매우 적합하다. 인쇄 전극이있는 수백 개의 얇은 티탄산 바륨 시트로 구성된 다층 커패시터는 대량으로 제조되며, 예를 들어 초음파 이미징 및 고감도 적외선 카메라에 광범위하게 사용됩니다. 다른 응용 분야는 박막 강유전성 세라믹을 포함하며, 이는 광 도파관 및 광 메모리 디스플레이에 사용될 수있다.