본 연구에서는 입계의 성질을 이용한 PTCR 재료에 입계 modifier로서 Bi2O3를 첨가하고 입계의 미세구조와 결함농도를 변화시켜 이에 따른 소결 및 전기적 특성변화를 TMA, XRD, 복합 임피던스방법 등을 이용하여 해석하였다. 실험 결과 Y이 도우핑된 BaTiO3PTCR 재료에 Bi2O3를 첨가하였을때 약 0.1mol%까지 고용이 되는 것으로 밝혀졌다. Bi2O3를 고용한계 이하로 첨가시에는 생성되는 vacancy등의 결함으로 말미암아 Y-BaTiO3의 치밀화가 촉진되었으나, 그 이상 첨가하면 치밀화 뿐만 아니라 결정립 성장도 억제되었다. Bi2O3의 첨가량에 따라 계내에 존재하는 각 이온의 반경, 결함 반응식 및 격자 탄성 변형 에너지 등을 고려하면 Y-BaTiO3결정립 내부에 Ba와 Ti vacancy가 동시에 생길 수 있어 고온저항이 높아짐을 알 수 있었다. BN은 BaTiO3에 고용이 되지 않는 것으로 밝혀졌으며 B2O3를 주성분으로한 액상형성으로 인하여 저온에서의 급격한 치밀화가 관찰되었다. 또 Ba-Y-Ti-B-O의 비정질 상이 tripie junction에 존재함으로써 상온저항이 크게 변화하였으며, PTCR jump도 높아졌다.

• 이준형 | Lee, Jun-Hyeong
• 조상희 | 조상희