豊田중앙연구소의 薺藤康善 주임연구원 등은 덴소와 공동으로 종래의 지르콘산 티탄산연(PZT)에 필적하여 납을 사용치 않고 종래의 2배나 되는 최고의 압전 특성을 가진 새로운 비연(非鉛) 압전재료를 개발했다. 니오브산 알칼리 금속의 새 조성으로, 새로운 배향다결정 조직을 만들어서 실현했다. 압전 센서나 압전 구동소자 등폭넓은 분야에서 무연화(無鉛化)의 돌파구가 된다.
신재료는 두 개의 조성 재료를 혼합하여 고용체를 형성한 경우에 사방정에서 정방정으로 구조상전이하는 현상을 발견하여 정방정으로 함과 동시에 그 결정방위를 블록상인 ‘001’으로 다결정 배향하는 프로세스를 개발하여 실현했다.
종래의 소결법에서는 배향성이 없었는데, 새로운 배향 프로세스로 91%까지 배향성을 높였다. 마치 돌담처럼 다결정이 배향되어 있다고 한다.
‘001’로 배향한 신재료의 압전 정수(定數)는 253℃까지 1뉴톤 당 416피코크론의 압전특성을 가져 PZT의 특성에 필적한다. 무배향의 경우에도 1뉴톤 당 300피코크론이라고 한다. 또 배향함으로써 압전특성의 운도의존성이 소실되었다고 한다. 이 기구는 해명 중이지만, 압전 굴절의 온도안정성을 요하는 응용에는 유리하다.
PZT는 압전재료의 왕자. 발견 이래 50년이나 계속 이용되고 있다. 그러나 최근 환경문제 때문에 비연계(非鉛系) 압전재료의 개발이 급선무였는데, PZT에 필적하는 새 재료의 개발이 곤란했었다. (NK)
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